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Patent Searching and Data


Title:
FIXING DEVICE FOR SUPPLY LINES IN MANIPULATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/001686
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to supply the tool with energy, particularly a welding tool (6) of a manipulator (1), the present invention provides, instead of bringing directly the supply lines from a fixed point in a large freely hanging loop, an outer arrangement of a bundle of conduits (10) along the frames of the manipulator. Said conduit bundle (10) is fixed and brought into tubular casings (13) arranged on the different frames (3-5) of the manipulator (1), those casings (13) comprising elements (19) to receive and fix the lines (parallel between each other) of various sizes which are adapted to the different operations of the manipulator and which may thus be rapidly replaced.

Inventors:
HARTMANN GEORG (DE)
WIEDEMANN KURT (DE)
ZIMMER ERNST (DE)
Application Number:
PCT/EP1984/000304
Publication Date:
April 25, 1985
Filing Date:
October 04, 1984
Export Citation:
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Assignee:
KUKA SCHWEISSANLAGEN & ROBOTER (DE)
International Classes:
B23K11/36; B25J19/00; F16L3/22; (IPC1-7): B25J19/00; B23K11/36; F16L3/22
Domestic Patent References:
WO1982001205A11982-04-15
Foreign References:
DE3237184A11983-05-05
US4356554A1982-10-26
FR2280013A11976-02-20
US4218166A1980-08-19
US2748236A1956-05-29
FR2041833A71971-02-05
US4210796A1980-07-01
GB1244057A1971-08-25
GB2134074A1984-08-08
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Claims:
P α t e n t α n r ü c h e
1. Vorrichtung zum αußenseitigen Halten und Führen von Versor¬ gungsleitungen zu bewegten Werkzeugen von Manipulatoren, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Versorgungs¬ leitungen (10) entlang zumindest einer bewegten Baugruppe 5 (2,3,4,5,6) des Manipulators (1) in einer oder mehreren Halte¬ rungen (11) gebündelt geführt sind, wobei die Halterungen (11) jeweils im Bereich der Manipulatorachsen (7,8,9,34,35,36) dreh¬ bar am Manipulator (1) befestigt sind.
2. 10 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die Versorgungsleitungen (10) vom Grundgestell (2) ausgehend über das Karussell (6) die Schwinge (3), den Aus¬ leger (4) und die Hand (5) zum Werkzeug (39) geführt sind.
3. 5 3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Halterungen (11) jeweils aus einem zumindest zweiteiligen, rohrförmigen Gehäuse (13) * bestehen', in dem ein Einsatz (19,42,49) geführt ist, der wiede¬ rum die einzelnen Versorgungsleitungen (10,48) hält und führt. *& 20.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß das rohrförmige Gehäuse (13) eine Fassung (18) aufweist, in der der Einsatz (19,42,49) mit seinem Randbe * reich in Leitungsrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüs 25 sig gehalten ist.
5. 5 Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einsatz (19,42,49) außenseitigeinen in Umfangsrichtung umlaufenden, stufenförmigen, dex Fassung (18) angepaßten Ansatz (46) aufweist.
6. 6 Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das rohrförmige Gehäuse (13) aus zwei miteinan¬ der gelenkig verbundenen und mit einem Schnellspannverschluß (25) versehenen Teilen (14,15) besteht.
7. 7 Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das rohrförmige Gehäuse (13) an beiden Enden trichterförmig (17) sich erweiternd ausgebildet ist.
8. 8 Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das rohrförmige Gehäuse (13) über ein Kugellager (31)" an den Baugruppen (2,3,4,5,6) oder einem nachgiebigen, mit der Baugruppe (3,4,5) verbundenen Arm (27) angeflanscht ist.
9. 9 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Arm (27) als Schraubenfederanordnung (28,29) ausgebildet ist.10 Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einsatz (19,42,49) eine oder mehre im Durchmesser an die einzelnen Versorgungsleitungen (10) an¬ gepaßte Bohrungen (22), Aussparungen oder dgl. aufweist.
10. 11 Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einsatz (42) als teilbarer, langer Rohrkör¬ per (43) ausgebildet ist, in dem die Versorgungsleitungen (10 als Bündel oder Schlauchpaket (48) geführt sind. OMPI 12 Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rohrkörper (43) aus einem elastischen Mate¬ rial mit einer Trennfuge (47) längs einer Mantellinie be¬ steht und an seinen Stirnenden jeweils eine Ringnut (44) 5 zur Aufnahme eines Spannbandes (45) aufweist.
11. 13 Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einsatz (19) als kreisrunde Scheibe ausge¬ bildet ist und aus einem oder mehreren Teilen (32,33) be 10 steht, die jeweils in ihrem peripheren Bereich von außen zu¬ gängliche Bohrungen (22), Aussparungen oder dgl. aufweisen.
12. 14 Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekenπz ei c h n e t , daß die Zugangsöffnung (24) der Bohrungen (22), Aus 15 sparungen oder dgl. kleiner als deren Durchmesser ist.
13. 15 Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die Einsatzteile (32,33) ineinander geführt (41) und durch einen Sprengring (37) oder dgl. formschlüssig zu 2 sammengehalten sind.
14. 16 Vorrichtung nach Anspruch 10, 13 oder 14, dadurch g e k e n n • z e i c h n e t , daß der Einsatz ( 19) aus elastischem Ma¬ terial besteht und eine oder mehrere Trennfugen (47) sowie 5 daran angrenzende, innenliegende Bohrungen (22) aufweist, wobei der Einsatz (19) entlang der Trennfugen (47) aufbieg¬ bar und die innenliegenden Bohrungen (22) von außen erreich¬ bar sind. 30 17. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n et, daß der Einsatz (49) aus einem scheibenförmigen An¬ satz (51) und zwei Führungstüllen (52) besteht, wobei im An sαtz (51) und den Tüllen (52) ein Schlαuchpαket (48) geführt ist und der Ansatz (51) mindestens eine peripher' zugängliche Bohrung (22) zur Führung von zusätzlichen Leitungen (10) aufweist.
15. 18 Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n ze i c h¬ n e t , daß der Einsatz (49) einstückig ausgebildet ist, aus elastischem Material besteht und eine längs verlaufende Trenn¬ fuge (47) aufweist, entlang derer der Einsatz (49) offenbar ist.
16. 19 Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h¬ n e t , daß der Einsatz (49) mehrteilig ausgebildet ist, wo¬ bei die Führungstüllen (52) im scheibenförmigen Ansatz (51) formschlüssig (54) geführt sind.
Description:
Haltevorrichtung für Versorgungsleitungen bei Manipulatoren

Die Erfindung bezieht, sich auf eine Vorrichtung nach dem Ober¬ begriff des Hauptanspruchs.

Den bewegten Werkzeugen eines Manipulators müssen Energie, Strom-, Kühl-, Druckmittel oder dgl. zugeführt werden. Diese Versorgung erfolgt über mehrere Leitungen, die als Stromleitungen, Schläuche, Drυckrohre oder dgl. ausgebildet sein können. Bei Manipulatoren besteht das generelle Problem, wie diese Ver¬ sorgung sichergestellt werden kann, auch wenn das Werkzeug be- liebige Bewegungen im Raum ausfuhrt. Bislang löst man dieses Problem, indem man, wie in der DE-OS 2227288 beispielsweise dargestellt, die Versorgungsleitungen von einem festen Punkt aus in einer großen, freihöngenden Schlaufe dem Werkzeug direkt zufuhrt. Diese Art der Zuführung hat allerdings den Nachteil, daß die Leitungsschlaufe mit dem Werkzeug im Raum herumbewegt wird und dabei erheblichen Torsions- und Biegebelastυngen aus¬ gesetzt ist. Eine solche Leitungszuführung läßt sich außerdem bestenfalls für Roboter oder Manipulatoren mit kleinem Arbeits¬ bereich verwenden. Sobald ein Manipulator seinen Aυslegerarm jedoch Über den Kopf schwenken kann, müßten die Leitungsschlau- in fen so groß werden, daß sie'stetige Gefahr geraten, irgendwo hängenzubleiben oder sogar abgequetscht zu werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum außβosβitigβn Halten und Führen von Versorgungsleitungen zu Manipulatorwerkzeugen zu entwickeln, die die Versorgungslei-

tungen schont und beliebigen Rαυmbewβgungen des Werkzeugs behinde¬ rungsfrei folgen kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kβnnzβich- nungsteil des Hauptanspruchs. Statt wie bisher frei im Raum, werden die zu einem Bündel zusammengefaßten Versorgungsleitungen - nun in relativ kurzen Leitungsabschnitten zwischen den Halte- rυngen entlang der Baugruppen des Manipulators geführt. Die er- findυngsgemäßβ Lβituπgsführung kann sich vom ortsfesten Grund- gesteil aus über alle bewegten Baugruppen bis zum Werkzeug er¬ strecken, sie kann aber auch an einer anderen Baugruppe, bei¬ spielsweise dem Ausleger, beginnen.

Durch die Anordnung einer Halterung an jeder bewegten Baugruppe hängen die Versorgungsleitungen nur noch in relativ kleinen

Schlaufen und sind von daher schon gewichtsmäßig geringer be¬ lastet. Außerdem wird die dynamische Belastung des Manipulators gemindert. Die drehbare Befestigung der Halterungen im Achsβn- berβich hat den Vorteil, daß diese Stellen gegenüber Relativbe- wegungen benachbarter Baugruppen relativ in Ruhe sind. Damit wird nur der zwischen der bewegten und der benachbarten Baugruppe be¬ findliche Leitungsabschnitt mitbewegt. Die restlichen Leitungs- abschnittβ bleiben in relativer Ruhe und werden höchstens durch eine kleine Drehung der Halterung nachgeführt. Mit der βrfin- dungsgemäßen LeitungsfUhrυng sind nun auch Uberkopfschwenkbewe- gungen des Auslegers möglich, ohne daß die Versorgungsleitungen eingequetscht oder sonstwie beschädigt werden können. Das Resul¬ tat davon ist eine wesentlich erhöhte Lebensdauer der Versoigmgs- leitungen, ganz abgesehen davon, daß sie auch keine Gefahrenquel¬ le mehr darstellen.

Die Halterυngen können in unterschiedlicher Weise, z.B. als Trennleisten oder dgl., ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist aber die erfindungsgemäße Halterung in Gestalt eines röhr-

föiTαigen Gehäuses mit einem darin geführten Einsatz, der die Leitungen zusammenhält. Diese Halterung läßt sich mit'Vorteil auch bei anderen Arten der Leitungsführung einsetzen. Sie er¬ möglicht nämlichneben einer schonenden Führung der Versorgungs- leitungen auch einen raschen Austausch einzelner Leitungen oder des gesamten Leitungsbündels.

Dies ist besonders für Industrieroboter oder Manipulatoren von Bedeutung, die in zunehmendem Maße für die Kleinserienfertigung und 0 für kurzfristige, ständig wechselnde Aufgabenbereiche eingesetzt werden. Damit wird häufiger ein Wechsel des Werkzeuges und der dara hängenden Versorgungsleitungen nötig. Sobald mehrere Halterυngen zur Führung der Versorgungsleitungen vorgesehen sind, ist es zu umständlich, die alten Leitungen aυszυfädeln und die neuen Leitun- 5 gen wieder einzufädeln. Außerdem benötigen die verschiedenen Werk¬ zeuge eine unterschiedliche Zahl von Versorgungsleitungen mit unterschiedlichen Durchmessern. Ein Bündel mit z.B. zehn Leitungen ist vor allem für Schweißwerkzeuge mit Vorhub keine Seltenheit.

^ Die Erfindung löst dieses Problem durch austauschbare Halterungs¬ einsätze und ein offenbares Gehäuse, dessen Teil durch einen Schnellspannverschluß wieder miteinander verbunden werden können.

Damit können die Einsätze mit den Leitungen verbunden bleiben und 5 komplett gegen neue Leitungen mit eigenen Einsätzen ausgetauscht werden.

Per Ersatzaustausch können die vorbereiteten Leitungsbündel eben¬ falls schnell ausgetauscht werden. Die Halterungseinsätze und die

Leitungen sind vormontiert.

Die Einsätze selbst sind in den Halterungen in Leitungsrichtung kraft- und/oder formschlüssig geführt. In UmfangsricKtung kann dagegen die Führung fest oder lose sein. Eine lose Führung in Verbindung mit kreisrunden Einsätzen und Haltβrungen ermöglicht . ein Verdrehen dex Einsätze in den Halterυngen um die Leitυngsachse. Auf diese Weise kann das Leitυngsbündel entsprechenden Drehbewegun gen der Manipulatorhand ohne Zwängung folgen. Eine lose Führung läßt sich dabei durch entsprechendes Spiel zwischen Halterung und Einsatz oder auch durch eine spezielle Lagerung, z.B. mittels Gleitriπgen, realisieren.

Bei Werkzeugwechsel und einer größeren Anzahl von Leitungen empfiehlt es sich, die Einsätze am Leituπgsbündel ~ u belassen und das Bündel mitsamt den Einsätzen komplett gegen ein anderes auszutauschen. Für diesen Fall können Einsätze mit einfachen

Dυrchgangsbohrungen zur Aufnahme der Leitungen genügen. Die Ein¬ sätze werden dann auf die Leitungen aufgefädelt und bleiben mit diesen verbunden.

Im Sinne der Aufgabe, einen schnellen Werkzeugwechsel zu ermög¬ lichen, sieht die Erfindung jedoch besonders geformte Einsätze vor, deren Bohrungen, Ausnehmungen oder dgl. für ein schnelles Einlegen der Leitungen von außen her zugänglich sind. Auf diese Weise ent¬ fällt das Einfädeln der Leitungen in die Einsätze. Die Einsätze weisen vielmehr, je nach Ausgestaltung, peripher offene, als Clips halterung ausgebildete Bohrungen auf oder sind trenn- bzw. aufklap bar gestaltet. Damit können einzelne, beispielsweise defekte Lei¬ tungen schnell ausgetauscht oder neue, zusätzliche Leitungen an den Einsätzen angebracht werden, ohne daß das übrige Leitungsbünde davon betroffen ist.

Die Einsätze selbst können je nach Art der Versorgungsleitungen unterschiedlich, beispielsweise als kreisrunde Scheibe, als langer Rohrkörper oder als scheibenförmiger Ansatz mit Führungs¬ tüllen ausgebildet sein. Der scheibenförmige Einsatz ist für die Aufnahme einzelner Lei¬ tungen gedacht und weist über den Umfang verteilte, peripher zu¬ gängliche Bohrungen in Form von Clipshalterungen auf.

Im scheibenförmigen Einsatz sind die einzelnen Leitungen in einem kompakten Bündel geführt und damit der neutralen Achse eng benachbart. Dies wirkt sich besonders bei Bündeln mit vielen Leitungen aus und hat zur Folge, daß alle Leitungen bei einer Biegung des Leitungsbündels nach allen Richtungen hin stets den ungefähr gleichen Krümmungswinkel besitzen. Dadurch wird auch ©in Knicken der Leitungen vermieden, was bei zu weit von der neutralen Achse entfernten Leitungen der Fall wäre.

Um eine möglichst dichte Packung des Leitungsbündels, vor allem bei einer großen Zahl von Einzelleitungen, zu erreichen , sieht die Erfindung mehrteilige, scheibenförmige Halterungseinsätze vor.

Diese Einsatzteile besitzen ebenfalls von außen zugängliche Boh¬ rungen, Ausnehmungen oder dgl., in die die einzelnen Leitungen gelegt, vorzugsweise eingeclipst werden. Die Einsatzteile werden formschlüssig zusammengesetzt und durch einen Sprengring, eine Clipsverbindung oder dgl. miteinander verbunden, so daß sie eine formschlüssig zusammengehaltene scheibenförmige Einheit bilden. In Variation dazu kann der scheibenförmige Einsatz auch einteilig ausgebildet sein. Er besteht darin aus elastischem Material, vor¬ zugsweise Kunststoff, und weist Trennfugen auf, entlang derer er aufgeklappt werden kann, wodurch innenliegende Bohrungen von aus- sen her zugänglich werden.

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Zum Lichtbogenschweißen werden relativ weiche Versorgungsleitun¬ gen verwendet, für die sich rohrförmige Einsätze besonders eignen. Die Leitungen werden gebündelt, als kompaktes umhüll es Schiauch¬ paket in diesen nachgiebigen rohrförmigen Einsätzen geführt, die 5 durch ihre Führungslänge scharfe Knickstellen, die für weiche

Schläuche besonders gefährlich sind, verhindern. Für andere Zwecke können diese Einsätze auch aus steiferem Material bestehen.

Der scheibenförmige Ansatz in Kombination mit den Führungstüllβπ 10 ermöglicht neben dex Aufnahme eines Leitungsbündels oder Schlauch¬ paketes das zusätzliche Anbringen von Einzelleitungen, die in peripher zugängliche Bohrungen des Ansatzes eingeclipst werden.

Die beiden Arten von rohrförmigen Einsätzen weisen zur schnellen "* Aufnahme des Leitungsbündels oder Schlauchpaketes eine längs¬ laufende Trennfuge auf, die ein Aufbiegen oder Auseinandernehmen der Einsätze gestattet. Mittels Spannbändern und dgl. oder durch Verkleben werden die rohrförmigen Einsätze wieder geschlossen.

20 Die weiteren Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen dex Erfindung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt:

25

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Manipulators mit seinen Bau¬ gruppen und der zugehörigen Versorgungsleitung,

30

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Gehäuse zur Aufnahme des Leitungsbündels,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines vom rohrförmigen Gehäuse ein- 5 gespannten scheibenförmigen Einsatzes,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Einsatz entsprechend der Linie IV-IV gemäß Fig. 3,

10 Fig. 5 eine Seitenansicht eines an einem nachgiebigen Arm ange¬ ordneten rohrförmigen Gehäuses,

<- _-

Fig. 6 eine Seitenansicht eines mehrteiligen, scheibenförmigen Einsatzes,

15

Fig. 7 einen Einsatz in Variation zu Fig. 6,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch den mehrteiligen Einsatz entsp chend dex Linie VIII-VIII gemäß Fig. 7,

20

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Halterung mit einem rohr¬ förmigen Einsatz, -,

Fig. 10 einen Querschnitt durch einen rohrförmigen Einsatz ent- ^- > sprechend der Linie X-X gemäß Fig. 9,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine Halterung mit einem rohr¬ förmigen Einsatz in Variation zu Fig. 9 und 10,

30

S -

Fig. 12 einen Querschnitt durch einen rohrförmigen Einsatz entsprechend der Linie XII-XII gemäß Fig. * "11 und

Fig. 13 eine Seitenansicht eines scheibenförmigen Einsatzes in Variation zu Fig. 6.

10 Im Aus ührungsbeispiel der Fig. 1 ist ein Manipulator 1 in Seitenansicht dargestellt. Ein solcher Manipulator 1 weist

< verschiedene, relativ zueinander bewegliche Baugruppen auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Sechs-Achsen-Manipulator, bestehend aus einem ortsfesten

0

15 Grυndgestell 2, einem daran um eine vertikale Achse 7 dreh¬ baren Karussell 6, einer daran um eine horizontale Achse 34 drehbaren Schwinge 3, einem daran um eine horizontale Achse 8 schwenkbaren Ausleger 4 und einer am Ende des Auslegers 4 in verschiedener Weise gelenkig angeordneten Hand 5. Diese

20 Hand 5 trägt ein Werkzeug 39, das im Ausführungsbeispiβl als Schweißwerkzeug ausgebildet ist. Stattdessen kann auch ein anderes Werkzeug, beispielsweise ein Wasserschneider, eine Spritzpistole, ein Radgreifer mit Schraυber, eine Bohrvor- richtυng oder dgl. an der Hand 5 angebracht sein. Im dargestellten

^ Ausführungsbeispiel kann die Hand 5 um die längs des Auslegers 4 verlaufende Achse 9 drehen und um eine quer dazu verlaufende Achse 35 schwenken. Das Werkzeug 39 ist gegenüber der Hand 5 um eine weitere Achse 36 drehbar angeordnet. Je nach Art des Werkzeugs können weitere Bewegungsmöglichkeiten gegeben

30 sein.

Das Schweißwerkzeug benötigt die Zufuhr von Energie und Betriebsmitteln in verschiedener Form. In erster Lini*e han¬ delt es sich um elektrischen Strom, Kühl- und Druckmittel oder dgl. Besitzt das Werkzeug eine eigenständige Beweglich- keit und entsprechende Antriebe, müssen auch diese versorgt werden. Sofern an Stelle des Schweißwerkzeuges andere Werkzeuge verwendet werden, ändern sich die benötigte Energie und die Betriebsmittel entsprechend.

Im Beispiel der Fig. 1 erfolgt die Zufuhr von Energie zum

Werkzeug 39 über ein Bündel von Versorgungsleitungen 10, wel¬ ches extern am Manipulator 1 angeordnet ist. Von einem sol¬ chen Leitungsbündel 10 wird erwartet, daß dieses die unterschied¬ lichsten Bewegungen der Baugruppen 2 bis 6 durchzuführen ge- stattet, weshalb das Leitungsbündel 10 in Halterungen 11 ge¬ führt und zwischen den Halterungen 11 in Schlaufen 12 gelegt ist. Diese Schlaufen 12 sorgen dafür, daß das Leitungsbündel 10 den einzelnen Bewegungen der Baugruppe folgen kann.

Die Halterungen 11 sind ihrerseits drehbar im Bereich der Ma¬ nipulatorachsen an den Baugruppen gelagert. Im Ausführungs- beispiel der Fig. 1 sind die Halterungen 11 auf den Lager¬ schilden oder anderen relativ in Ruhe befindlichen Teilen des Karussells 6, der Schwinge 3 und der Hand 5 angeordnet und zwar so, daß die Drehachse der Halterungen 11 mit den Manipu¬ latorachsen 35,8 u. 34 zusammenfällt. Je nach den maschinellen Gegebenheiten anderer Manipulatoren können die Halterungen auch etwas von den genannten Achsen entfernt angeordnet sein.

OMPI i Λ IPO

Die Auswirkung dieser Hαlterungsαnordnung sei im folgenden kurz an einem Beispiel erläutert:

5 Soll das Werkzeug 39 aus seiner in Fig. 1 dargestellten

Position senkrecht nach oben geschwenkt werden, dreht sich der Ausleger 4 um die Achse 8 gegenüber der Schwinge 3. Dieser Schwenkbewegung folgen auch die Schlaufen 12 längs des Auslegers 4 und der Hand 5. Die Länge der Schlaufen 12 ändert

10 sich dabei nicht, lediglich die Halteruπgen 11 drehen sich etwas mit und sorgen damit dafür, daß das Leitungsbündel 10

<__ vor einem Knicken bewahrt wird und stattdessen in einer be¬ lastungsgünstigen Bogenlinie entlang der Manipυlatorbaυgruppen 2 bis 6 verläuft.

15 ♦

Die Schlaufen 12 sorgen des weiteren dafür, daß sich beispiels¬ weise die Hand 5 um die Achse 9 drehen kann und das Leitungs- büπdel 10 in der Lage ist, dieser Drehbewegung zu folgen. Auch bezüglich der Achsen 7,9 und 36 ist es günstig, wenn 0 die Halterungen 11 möglichst nahe an diesen Achsen sitzen, weil damit auch der Schwenkweg der Halterung bei einer Drehung um diese Achsen verkleinert wird und damit auch die Schlaufen

V . 12 kürzer sein können. Dem Karussell 6 wird das Leitungsbündel 10 von außen ebenfalls in einer Drehbewegungen erlaubenden 5 Schlaufe zugeführt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht die einzelne Halterung 11 für das Leitungsbündβl 10 aus einem rohrförmigen

30

Gehäuse 13, welches ein festes Teil 14 und mindestens ein be¬ wegliches Teil 15 umfaßt, die durch die Trβnnfugβ 16"von¬ einander getrennt sind. Beide Teile 14,15 weisen trichterför¬ mige Erweiterungen 17 auf und enthalten eine Fassung 18, in welche ein Einsatz 19 einspannbar ist. Die Rau form dieses

Einsatzes ergibt sich in verschiedenen Varianten aus den Figuren 3,4 und 6 bis 13. Maßgeblich zu Figur 2 ist, daß ein Ein¬ satz 19 austauschbar im rohrförmigen Gehäuse 13 eingespannt werden kann. Die Einsätze 19 können hinsichtlich der Anzahl und des Durchmessers der Bohrungen variieren. Der feste Teil 14 des rohrförmigen Gehäuses 13 ist beim Aυsführungsbeispiel mit einem Ansatz 20 fest verbunden. Dieser Ansatz 20 wird über einen Flansch 21 und ein Lager 31, vorzugsweise ein einfaches Kugellager, drehbar mit jeweils einer der in Figur 1 dargβ- stellten Baugruppen 2 bis 6 verbunden.

Der Einsatz 19 dient dazu, die einzelnen Leitungen des Leitungs¬ bündels 10 ortskonstant und parallel zueinander aufzunehmen und damit eine gewisse Zentrierung des Leitungsbündels 10 herbei- zuführen. Da das Lβitυngsbündel 10 aufgrund der Relativbβwβg- lichkeit der Baugruppen 2 bis 6 eine gewisse Eigenbeweglichkeit haben muß, weist, wie in Figur 2 dargestellt, das rohrförmige Gehäuse beidseitig eine trichterförmige Erweiterung 17 auf, welche bei einer Abbiegung des Versorgungsbündels 10 dieses in eine sanfte Krümmungslinie legt und ein Knicken verhindert, (vgl. Figur 1).

Der in das rohrförmige Gehäuse- 13 quer zu dessen Längsachse einge¬ spannte scheibenförmige Einsatz 19, der in den Fig. 3*4,6,7,8 und 13 dargestellt ist, weist Bohrungen, Ausnehmungen o.dgl. 22

OMPI ^_

auf, die hauptsächlich peripher angeordnet sind. Die Stirnseiten der Bohrungen 22 sind mit Abschrägungβn 23 (siehe Fig. 4) ver¬ sehen. Die Bohrungen 22 dienen dazu, die einzelnen Leitungen des Leitungsbündels 10 zentriert aufzunehmen.

5

IπyBeispiβl der Figur 3 ist dargestellt, daß die Bohrungen 22 peripher angeordnet sind. Dies setzt voraus, daß ein radialer Zugang 24 vorgesehen sein muß, um die einzelnen Leitungen von außen her in die Bohrungen 22 einsetzen zu können. Die

10 Leitungen sind je nach ihrem Zweck unterschiedlich dick, wes¬ halb- auch die Bohrungen 22 unterschiedliche Durchmesser auf- ^"-— weisen. Von Werkzeug zu Werkzeug kann die Zahl und Dicke der benötigten Versorgungsleitungen sich ändern. Je nachdem, wo die einzelnen Leitungen am Werkzeug angeschlossen sind, kann

15 sich auch ihre Verteilung im Leitungsbündβl ändern.

Um die einzelnen Leitungen im Einsatz 19 zu halten, weisen die Bohrungen 22 einen verengten Zugang 24 auf. In Verbindung mit den meistens mit einem elastischen Material umhüllten 20 Leitungen entsteht dadurch eine Clipsverbindung, die ein unbe- - absichtigtes Herausfallen der Leitungen verhindert. Wie aus den Figuren 2 und 4 erkennbar, weist der Einsatz 19 in Umfangs- richtung einen stufen örmigen Ansatz 46. auf, über den er form¬ schlüssig in der Fassung 18 des Gehäuses 13 geführt ist.

25

Der Einsatz 19 von Figur 3 erlaubt nur eine beschränkte Pak- kungsdichte des Leitungsbündels 10. In die in seinem Zentrum angeordnete Bohrung kann eine weitere Versorgungsleitung durch Auffädeln des Einsatzes 19 eingezogen werden.

30

Die Ausführungsbeispiele der Figuren 6 bis 8 zeigen eine Mög¬ lichkeit zur Erhöhung der Pαckungsdichte ohne Verzich * t auf die schnelle Verbindungsmöglichkeit zwischen Einsatz und Ver¬ sorgungsleitungen (= periphere Bohrungen). In Figur 6 besteht der scheibenförmige Einsatz 19 aus zwei Teilen 32,33, die an einer Trennlinie 38 im zusammengefügten Zustand passend zusammen¬ stoßen. Im getrennten Zustand stellt die Trennungslinie 38 für jeden Einsatzteil 32,33 einen neuen peripherischen Bereich zur Aufnahme weiterer Bohrungen 22 dar. Nach dem Einclipsen der Leitungen werden die Einsatzteile 32,33 zusammengefügt. Zur Bildung einer formschlüssig zusammengehaltenen Scheibe werden die Einsatzteile 32,33 außenseitig durch einen Sprβng- ring 37 oder dgl. zusammengehalten. Der Sprβngring 37 kann dabei in einer umfänglich eingedrehten Nut versenkt sein. Ent- lang der Trennlinie 38 können die Bohrungen 22 in den einzelnen Teilen 32,33 auch einander gegenüberliegen.

Figur 7 zeigt eine weitere Variation des scheibenförmigen Einsatzes 19, der hier insgesamt aus drei Teilen besteht. Das Einsatzteil 32 ist zweigeteilt, wobei seine beiden Hälften das zentrisch angeordnete weitere Einsatzteil 33 umschließen und in einer formschlüssigen Verbindung führen. Der Umfang des Einsatzteiles 33 bildet in diesem Ausführungsbeispiel die Trennlinie 38, Das Einsatzteil 33 weist an seinem Umfang Bohrungen 22 auf. In Variation zum dargestellten Ausführungs¬ beispiel können auch die Einsatzteile 32 im Bereich der Trennlinie 38 Bohrungen 22 aufweisen. Die Einsatzteile 32,33 können analog zu Figur 6 durch einen Sprengring oder ein ande¬ res umfängliches Spannelement zusammengehalten sein. Desgleichen is* es aber auch möglich, die Hälften des Einsatzteiles 32 durch eine Clipsverbindung entlang ihrer Trennlinie zusammen-

zuhalten.

In Fig. 8 ist der in eine Umfangsnut eingelegt© Sprengring 37 und eine formschlüssige Verbindung 41 der Teile 32,33 iteiπan- 5 der zu sehen.

Fig. 13 zeigt eine Variation zu Fig. 6. In diesem Fall weist dex scheibenförmige Einsatz 19 ebenfalls innenliegende Bohrun¬ gen 22 auf, die vom Scheibenumfang her nicht ohne weiteres zu-

10 gänglich sind. Der scheibenförmige Einsatz 19 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Material, vorzugs¬ weise Kunststoff, und besitzt zwei, vom Scheibenumfang aus nach innen verlaufende Trennfugen 47, an die die innenliegenden Boh¬ rungen 22 angrenzen. Entlang dieser Trenn ugen 47 kann der scheibenförmige Einsatz 19 aufgebogen werden, wodurch die innβn- liegenden Bohrungen 22 zum Einclipsen von Leitungen erreichbar sind. Durch die Elastizität des Materials schließt sich die Tren fuge 47 selbsttätig. Außerdem wird der scheibenförmige Einsatz 1 im eingebauten Zustand von der Fassung 18 in Umfcngsrichtung

^ υ zusammengehalten.

Die Führung der Versorgungsleitungen 10 in mehreren Halterungen _ (vgl. Fig. 1), ist nur dann sinnvoll, wenn die Versorgungslei¬ tungen 10 bei Austausch des Werkzeuges und/oder des Leitungsbün

25 dels schnell aus den Halterungen 11 entnommen werden können. Zu diesem Zweck sieht die Erfindungvor, das rohrförmige Gehäuse 13 mehrteilig auszubilden und die einzelnen Teile 14,15 über einen Schnellspσnnverschluß 25 und einem handelsüblichen Scharnier 53 (vgl. Fig. 5) miteinander zu verbinden. Dieser Schnellspannver-

30 schluß 25 kann beispielsweise aus einem üblichen Knebelverschlu bestehen. Bei geöffnetem Gehäuse 13 kann das Leitungsbündel 10 samt seiner spezifischen Einsätze 19 entnommen werden und gegen

ein anderes Leitungsbündel mit bereits αufgeclipsten neuen spezifischen Einsätzen ausgetauscht werden. Die Clipsverbindung erlaubt es dabei, die jeweiligen Einsätze an ihrem Leitυngs- bündel zu belassen. 5

Die Halterung 11 kann an einer oder mehreren der Manipulator- baυgruppen 2 bis 6 angeordnet sein, wobei es sich allerdings empfiehlt, jeder Baugruppe nur jeweils eine Halterung zuzuordnen Neben der direkten Befestigung an den Baugruppen sieht die 0 Erfindung desweiteren noch vor, entsprechend dem Ausführungs- beispiel der Fig. 1 und 5 eine Halterung 11 auch an einem elastischen Arm 27 drehbar anzuordnen. Der Arm 27 ist seiner¬ seits an einer Baugruppe,, hier der Ausleger 4, befestigt und dient dazu, die Schlaufe 12 abzuhalten und bei einer Verdre- ^5 hung dex Hand 5 um die Achse 9 nachzuführen.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist die Halterung 11 wiederum über ein in Fig. 2 näher dargestelltes Lager 31 drehbar mit dem Flansch 21 des elastischen Armes 27 verbunden. Die Halterung 11 - u kann sich hierdurch ebenfalls auf die ideale, belastungsgünstig¬ ste Bogenlinie der Schlaufe 12 bzw. des Leitungsbündels 10 ein¬ stellen. Per Arm 27 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch zwei Schraubenfedern 28,29 gebildet, welche mit einem Spannge¬ häuse 30 verbunden sind, das den Ausleger 4 oder eine andere

25 Manipulatorbaugruppe fest umgreift. Die beiden ineinander ange¬ ordneten Schraubenfedern 28,29 sorgen für eine stabile, aber nachgiebige Führung der Halterun.g 11 und damit des Leitungs¬ bündels 10. Die Halterung 11 ist dabei gegenüber dem Spannge¬ häuse 30 um die Achse des Armes 27 drehbar. Die äußere Schrauben

30 feder 29 ist in entsprechende Gewindegänge auf Ansätzen 40 des

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Spαnngehäuses 30 und des Flansches 26 aufgeschraubt. Die An¬ sätze 40 sind hohl und führen in sich die innere Feder 28, die in Längsrichtung durch eingedrehte Schrauben gehalten is

Um die Elastizität des Armes 27 dem jeweiligen Leitungsbünde anzugleichen, ist vorgesehen, den Arm 27 auch ohne die Schra benfeder 28 auszuführen. Es liegt auf der Hand, die Halterun im Sinne der Erfindung auch auf andere Weise mit den entspre chenden Baugruppen eines Manipulators relativ beweglich zu binden.

Fig. 9 zeigt eine Halterung 11 mit einem anderen Einsatz 42 im Längsschnitt. Der Einsatz 42 ist als Rohrkörper 43 aυsgeb det und umfaßt ein Leitungsbüπdel 10 oder ein Schlauchpaket wie es vorzugsweise bei Lichtbogenschweißwerkzeugen Verwendu findet. Das Paket 48 aus weichen Schläuchen wird von einer Hülle zusammengehalten. Der Rohrkörper 43 besitzt entsprech dex Knickempfindlichkeit des Schlauchpaketes 48 eine große rungslänge und ragt vorn und hiπfen über das Gehäuse 13 der Halterung 11 vor. Der Rohrkörper 43 besteht aus elastischem

Material, z.B. Kunststoff oder Gummi, und weist eine von be Seiten zur Mitte hin konisch ansteigende Form auf. Bei Bela legt sich der Rohrkörper 43 in einen, das empfindliche Schl paket 48 schützenden, weichen Bogen. In der Mitte weist der körper 43 einen umlaufenden, stufenförmigen Ansatz 46 auf, dem er in der Fassung 18 des Gehäuses 13 in Leitungsrichtun schlüssig geführt ist.

Der stufenförmige Ansatz 46 der verschiedenen Einsätze kann der Fassung 18 in Umfangsrichtung kraftschlüssig geführt se

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so daß der im Gehäuse 13 eingespannte Einsatz nach allen Rich¬ tungen hin fest geführt ist. Daneben ist es aber auch' möglich, den Einsatz im Gehäuse 13 in Umfangsrichtung lose zu führen, so er daß sich mit seinem Leitungsbündel gegenüber dem Gehäuse 13 5 um die Leitυngslängsachse drehen kann. Dazu ist der stufen¬ förmige Ansatz 46 in Umfangsrichtung mit Spiel in der Fassung 18 geführt. In Variation dazu ist es auch möglich, eine spezielle Lagerung zwischen dem Ansatz 46 und der Fassung 18, beispiels¬ weise in Form von Gleitringen, vorzusehen. Voraussetzung hierfür 10 ist im weiteren, daß entsprechend den Ausführungsbeispielen dex stufenförmige Ansatz 46 und die Fassung 18 eine kreisrunde Form

-v besitzen. Daneben können Gehäuse 13, Fassung 18, die verschiede¬ nen Einsätze 19,42,49 sowie der Ansatz 46 aber auch eine be¬ liebige andere Querschnittsform besitzen. 15

Der Rohrkörper 43 ist gemäß Fig. 10 durch eine Trenn uge 47 längs¬ geteilt und läßt sich zum Austausch des Schlauchpaketes 48 dank seiner Elastizität aufklappen. Der Rohrkörper 43 kann auch mehrfach geteilt und mit Scharnieren versehen sein. Im Betrieb 20 wird der Rohrkörper 43 durch Spannbänder, Ringe oder dgl. 45 zusammengehalten, die in stirnseitige Ringnuten 44 eingelegt sind.

In Fig. 11 und 12 ist ein weiterer rohrförmiger Einsatz 49 in Variation zu demjenigen der Fig. 9 und 10 dargestellt. Der Ein¬ satz 49 besteht aus einem scheibenförmigen Ansatz 51 und zwei daran angrenzenden Führungstüllen 52. Der scheibenförmige An¬ satz 51 ist über eine Schulter 46 in der Fassung 18 des Gehäu¬ ses 13 formschlüssig geführt. Die Tüllen 52 sind mit dem Schei¬ benför igen Ansatz 51 verbunden. Der Einsatz 49 kann dabei ein-

teilig (rechte Hälfte von Fig. .11) oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei mehrteiliger Ausbildung sind die Führungstüllen 52 über eine formschlüssige Verbindung 54 (dargestellt in linker Hälfte von Fig. 11) am scheibenförmigen Ansatz 51 gehalten. Entsprechend Fig. 11 sind die Führungstüllen 52 als ein Teil ausgebildet, das mittig eine Ringnut aufweist. Der scheibenförmige Ansatz 51 ist entsprechend dem Einsatzteil 32 aus Fig. 7 ausgebildet und halb oder voll geteilt. Der Tüllenkörper 52 wird dann mit seiner Nut in die zentrale Bohrung des scheibenförmigenAnsatzes 51 eingelegt oder eingeclipst. Daneben können die Führυngstüllen 52 aber auch als Einzelteile formschlüssig mit dem scheibenförmigen Ansatz 51 verbunden werden.

Im Einsatz 49 ist mittig ein Leitungsbündel 10 oder ein Schlauch- paket 48 geführt. Der scheibenförmige Ansatz 51 weist dabei zu¬ sätzlich am Umfang von außen zugängliche, als Clipshaiterung aus¬ gebildete Bohrungen 22 zur Aufnahme weiterer zusätzlicher Lei¬ tungen 10 auf. Diese Leitungen 10 sind beispielsweise von einem Versorgungsteil kommend, anfangs frei geführt und später wieder in das Schlauchpaket 48 eingeführt.

Die Führungstüllen 52 weisen an sich bekannte, abwechselnd und verdreht angeordnete Ausnehmungen 50 zur Erhöhung der Elastizität auf. Die Führungstüllen 52 haben insoweit die gleiche Aufgabe wie der Rohrkörper 43.

Zum Einlegen des Schlauchpaketes 48 ist der Einsatz 49 mit einer längsverlaufenden Trennfuge 47 versehen. Im gezeigten Ausführungs- beispiel der Fig. 12 ist der Einsatz 49 einteilig ausgebildet und besteht aus einem elastischen Werkstoff. Die Trennfuge 47 reicht dann einseitig nur bis zur Mitte des Einsatzes 49 und

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ermöglicht ein elastisches Aufbiegen des Einsatzes. Daneben kann der Einsatz 49 auch entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 und 10 voll geteilt sein. Bei mehrteiliger Ausbildung des Einsatzes 49 ergeben sich.entsprechende Gestaltu gs ög- lichkeiten für den scheibenförmigen Ansatz 51 aus den Ausfuhrungs¬ beispielen der Fig. 6 bis 8. Die Führungstüllen 52 werden an der Trennfuge 47 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 durch Spannbänder 45 zusammengehalten. In Variation dazu können sie aber auch miteinander verklebt sein.

Stückliste

1 Manipulator 31 Lager, Kugellager

2 Grundgestell 32 Einsatzteil

3 Schwinge 33 Einsatzteil

4 Ausleger 34 Achse

5 Hand 35 Achse

6 Karussell 36 Achse

7 Achse 37 Sprengring

8 Achse 38 Trennlinie

9 Achse 39 Werkzeug

10 Versorgungsleitungen, Leitungsbündel 40 Ansatz n Halterung 41 formschlüssige Verbind

12 Schlaufe 42 Einsatz

13 rohrförmiges Gehäuse 43 Rohrkörper

14 festes Teil 44 Ringnut

15 bewegliches Teil 45 Spannbaπd

16 Trennfuge 46 stufenförmiger Ansatz,

17 Schulter trichterförmige Erweiterung

18 Fassung 47 Trennfuge

19 Einsatz 48 Schlauchpaket __

20 Ansatz 49 Einsatz

21 Flansch 50 Ausnehmung

22 Bohrung 51 scheibenförmiger Ansa

23 Abschrägυrig 52 Führungstülle

24 Zugangsöffnung 53 Scharnier

25 Schnellspannverschluß 54 formschlüssige Verbind

26 Flansch

27 Arm

28 Schraubenfeder

29 Schraubenfeder

30 Spanngehäυse