DE69917604T2

DE69917604T2 - Multifunktionsbündel und damit ausgerüsteter industrieroboter

Info

Publication number: DE69917604T2
Application number: DE69917604T
Authority: DE
Inventors: Regis Julien; Monique Antonio-Julien
Original assignee: Leoni Elocab GmbH
Current assignee: Bizlink Elocab GmbH
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: EP1051578A1; WO1999037947A1; BR9907252A; US6565126B1; CA2319270A1; FR2774146B1; JP2002501158A; EP1051578B1; ES2221738T3; FR2774146A1; DE69917604D1; ATE267973T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Multifunktionsleitungsbündel, um eine Multifunktionsverbindung zwischen zwei Einheiten zu gewährleisten, von denen zumindest eine gegenüber der anderen beweglich ist, insbesondere in einem Industrieroboter, oder auch zwischen einer Straßenzugmaschine und einem Anhänger. Damit zielt die Erfindung insbesondere auf industrielle und/oder relativ schwere Ausrüstungen ab.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen so ausgestatteten Industrieroboter, insbesondere einen Handhabungsroboter.
Industrieroboter enthalten im allgemeinen einen festen Sockel und ein bewegliches Werkzeug, das über einen Träger veränderlicher Geometrie, die oftmals zahlreiche Freiheitsgrade aufweist, mit dem festen Sockel verbunden ist.
Das Werkzeug ist im allgemeinen eine hoch entwickelte Einrichtung, die zahlreiche Verbindungen erforderlich macht, die verschiedener Natur sein können, etwa elektrisch, fluidisch, optisch, usw., mit Steuer- oder Zuführvorrichtungen, die vom Sockel getragen werden oder gegenüber diesem festgelegt sind. Es ist bekannt, dazu nachgiebige, zu Leitungsbündel zusammengefasste Leitungen herzustellen. Diese Leitungsbündel sind kostspielig und platzaufwendig und erfordern zahlreiche Vorkehrungen. Insbesondere muss Länge und Anordnung des Leitungsbündels auf sämtliche möglichen Stellungen und Bewegungen des Werkzeugs gegenüber dem Sockel abgestimmt sein. Insbesondere muss bei sämtlichen Stellungen des Werkzeugs das Leitungsbündel eine Gestalt mit zulässiger Krümmung ohne Knickbildung aufweisen. Ferner muss jede das Bündel bildende Strom- bzw. Rohrleitung vor mechanischen, chemischen und anderen Einflüssen geschützt werden.
Damit sind die bisherigen Leitungsbündel für Roboter schwer und kostspielig.
Die DE 29 40 868 C2 zeigt ein Multifunktionsleitungsbündel für ein zahnärztliches Instrument, das an einem Ende einen durchgehenden, dichten und sprungfreien Übergang einer innen liegenden Verbindungsleitung zur Außenseite des Leitungsbündels aufweist.
Für andere Anwendungen, beispielsweise gemäß FR-A-2 697 378 und EP-A-00 80 591 sind Rohrleitungen bekannt, die innen unterteilt sind, um verschiedene Durchgänge für zwei unterschiedliche Fluide oder aber einerseits für ein Fluid und andererseits für Stromverbindungen zu bilden. Diese Art von Leitung ist sehr kostspielig in der Herstellung und erfordert für jeden einzelnen Anwendungsfall eine in der Durchführung sehr kostenintensive Anpassung.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein kompaktes, kostengünstiges und leistungsstarkes Multifunktionsleitungsbündel vorzuschlagen.
Die Erfindung betrifft ein Multifunktionsleitungsbündel, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
Die Verbindungsleitung kann jegliche Funktion haben, wie etwa elektrisch oder optisch wirken, zur Zufuhr eines zweiten Fluids dienen, usw., je nach Anwendung. Die Rohrleitung braucht nicht in bestimmter Weise ausgeführt zu sein, da die Verbindungsleitung vorzugsweise einfach im Inneren der Rohrleitung angebracht ist, ohne darin einen spezifischen Raum einzunehmen oder in der Rohrleitungswand integriert zu sein.
Diese überraschend einfache Anordnung bringt entscheidende Vorteile mit sich. Dabei werden die Kosten der Rohrleitung nicht erhöht. Neben der Führung des Fluids dient die Rohrleitung auch als Schutzmantel für die Verbindungsleitung. Diese ist damit nicht mehr direkt den äußeren Einflüssen ausgesetzt. Ferner schützen sich die Rohrleitung und die in ihrem Inneren verlaufende Verbindungsleitung gegenseitig vor der Bildung zu kleiner Krümmungsradien, wenn sich das Leitungsbündel verformt.
Bei einer vorteilhaften Ausführung enthält das Leitungsbündel zumindest an einem der Enden der Rohrleitung ein Verteileransatzstück, das für die Verbindungsleitung einen dichten Übergang zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Rohrleitung gewährleistet.
Die Erfindung ist nicht auf ein Leitungsbündel zum Übertragen nur eines Fluids und nur eines weiteren Mediums beschränkt. Die Verbindungsleitung kann selbst multifunktional sein, beispielsweise aus einem mehradrigen Stromkabel bestehen. Es können mehrere Verbindungsleitungen vorhanden sein, die im wesentlichen parallel im Inneren der Rohrleitung angebracht sind. Zumindest eine dieser Leitungen kann selbst aus einer Rohrleitung für ein zweites Fluid bestehen.
Das erfindungsgemäße Leitungsbündel kann auch eine zweite Leitung enthalten, in der die vorgenannte Rohrleitung angebracht ist. Die zweite Leitung führt ein zweites Fluid im zwischen Innenseite der zweiten Rohrleitung und Außenseite der genannten Rohrleitung gebildeten Ringraum.
Gemäß besonders vorteilhaften Maßnahmen ist vorgesehen, dass:

– die Verbindungsleitung sich in beiden Ansatzstücken und in der Rohrleitung um ihre Längsachse frei drehen kann,
– wozu die Verbindungsleitung in jedes Ansatzstück durch eine Drehverbindungsvorrichtung eindringt und frei von jeglicher Bindung mit der Rohrleitung ist,
– die Rohrleitung sich um ihre Achse gegenüber zumindest einem der Ansatzstücke, vorzugsweise gegenüber den beiden Ansatzstücken aufgrund von einer Drehverbindungsvorrichtung drehen kann, die zwischen dem Ende der Rohrleitung und dem entsprechenden Verteileransatzstück montiert ist,
– ein Verteileransatzstück Mittel enthält, um die Rohrleitung mit zwei verschiedenen Anschlussleitungen zu verbinden,
– ein Verteileransatzstück voneinander unabhängige Dichtmittel für die Rohrleitung, für zumindest eine Anschlussleitung und für den Durchgang der Verbindungsleitung enthält,
– Mittel vorgesehen sind, um die Rohrleitung von dem Verteileransatzstück zu entkoppeln, ohne dabei den dichten Anschluss der Anschlussleitung an das Ansatzstück und den dichten Durchtritt der Verbindungsleitung zu beeinträchtigen, und/oder um die Rohrleitung von dem Verteileransatzstück zu entkoppeln, ohne dabei den dichten Anschluss der Anschlussleitung an das Ansatzstück und den dichten Durchtritt der Verbindungsleitung zu beeinträchtigen.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung auch einen Industrieroboter mit einem Sockel, einem beweglichen Glied, das über einen Aufbau veränderlicher Geometrie mit dem Sockel verbunden ist, sowie mit einem Multifunktionsleitungsbündel, das sich zwischen dem Sockel und dem Organ erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Multifunktionsleitungsbündel dem ersten Aspekt der Erfindung entspricht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf nicht einschränkende Beispiele bezieht.
In den beigefügten Zeichnungen zeigt:
1 eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen Industrieroboters,
2 eine Aufsicht des erfindungsgemäßen Leitungsbündels in geradliniger Gestalt,
3 eine Ansicht im axialen Schnitt in vergrößertem Maßstab eines Teils des Leitungsbündels aus 2,
4 eine Ansicht im Schnitt entlag IV-IV aus 3,
5 eine schematische Ansicht eines Verteileransatzstücks des Leitungsbündels, das mit einem Umkleidungsmantel ausgestattet ist,
6 eine zu 4 analoge Ansicht, jedoch gemäß einer Ausführungsvariante,
7 eine Schnittansicht mit unterschiedlichen Bildhälften einer weiteren Ausführungsform des Ansatzstücks,
8 eine Seitenansicht des Körpers des Ansatzstücks aus 7,
9 eine Halbansicht im Schnitt bei einer Ausführungsvariante des Durchtritts der Verbindungsleitung,
10 eine Schnittansicht bei einer Ausführungsvariante der Verbindung des Ansatzstücks mit der Rohrleitung, und
11 eine schematische Teilansicht einer Straßensattelschleppereinheit, die mit einem erfindungsgemäßen Multifunktionsleitungsbündel ausgestattet ist.
Bei dem in 1 dargestellten Beispiel enthält der Roboter einen Sockel 1, der fest an einem Boden 2 montiert ist, sowie ein Werkzeug 3, das nur sehr schematisch dargestellt ist. Dabei kann es sich um ein Werkzeug zur Handhabung, zum Schweißen, zum Bearbeiten oder um ein komplexeres Werkzeug handeln, das mehrere Funktionen kombiniert. Bei dem Werkzeug 3 findet zu dessen Betrieb zumindest ein Arbeitsfluid Anwendung, beispielsweise ein hydraulisches oder pneumatisches Fluid oder ein Fluid in Form eines Kühlmittels, beispielsweise Wasser. Ferner verwendet das Werkzeug 3 elektrische Energie und/oder es tauscht zu dessen Steuerung Signale aus, etwa elektrische oder optische Signale.
Das Werkzeug 3 ist über einen Aufbau variabler Geometrie 4 mit dem Sockel 1 verbunden, der mehrere Drehachsen 6, 7, 8 und 9 enthält, die beispielhaft dargestellt sind. Der Aufbau 4 verleiht dem Werkzeug 3 die erforderliche Beweglichkeit gegenüber dem Sockel 1 für die vom Roboter zu erfüllende Aufgabe. Jeder Achse 6, 7, 8 oder 9 kann ein Antriebsmittel, wie etwa ein Schrittmotor 11, 12, 13, 14 zugeordnet sein. Ferner umfasst der Roboter eine Fluidzentraleinheit 16, d. h. eine hydraulische oder pneumatische Einheit, die fest mit dem Sockel 1 verbunden ist, sowie einen Steuerschrank 17, der auch gegenüber dem Sockel 1 festgelegt ist. Der Steuerschrank 17 enthält beispielsweise Mittel zur Versorgung mit elektrischer Energie und/oder elektrische, elektronische oder optische Steuerungsvorrichtungen und/oder Mittel zum Übertragen der elektrischen Energie oder elektrische, elektronische oder optische Steuer- und Regelsignale. Ein nachgiebiges Multifunktionsbündel 18 verbindet einerseits die Zentraleinheit 16 und den Steuerschrank 17 mit dem Werkzeug 3 und gewährleistet andererseits die für die Energieversorgung und die Steuerung des Werkzeugs 3 erforderlichen Verbindungen.
Bei dem dargestellten Beispiel dient das Bündel 18 als Pfad einerseits für eine Verbindungsleitung 19, die vom Steuerschrank 17 zum Werkzeug 3 führt und andererseits für ein Arbeitsfluid zwischen einem Rohr 21, das mit der Zentraleinheit 16 verbunden ist, und einem an das Werkzeug 3 angeschlossenen Rohr 22.
Gemäß einer bedeutenden Besonderheit der Erfindung enthält die Leitung 19 (2 bis 4) ein Mittelteil 19a, das sich innerhalb einer Rohrleitung 23 erstreckt, die beispielsweise aus Polyurethan hergestellt ist. Die Leitung 23 führt das Arbeitsfluid zwischen der Zentraleinheit 16 und dem Werkzeug 3 und insbesondere zwischen den Anschlussrohren 21 und 22. Die Leitung 19 und die Rohrleitung 23 sind nachgiebig ausgeführt.
Die Rohrleitung 23 weist eine zylindrische Innenseite 24 auf, die einen dem Fluid vorbehaltenen Raum 26 begrenzt. Das Mittelteil 19a der Leitung 19 ist frei innerhalb der Innenseite 24 gelagert.
Der Querschnitt aus 4 zeigt, dass das Mittelteil 19a der Leitung 19 querverlaufende Abmessungen hat, die kleiner sind als der Durchmesser der Innenseite 24 der Rohrleitung 23. Damit hat der dem Fluid vorbehaltene Raum 26 eine Ringform zwischen der Innenseite 24 der Leitung 23 und der äußeren Umfangsseite 27 der Leitung 19, die auch zylindrisch sein kann. Im allgemeinen wird die Leitung 19 allseits von dem in der Rohrleitung 23 enthaltenen Fluid umspült. Das Fluid steht mit der Seite 27 über ihren gesamten Umfang in Kontakt. Dies schließt nicht aus, dass die Leitung 19 stellenweise die Seite 24 je nach veränderlicher Geometrie des Leitungsbündels 18 berührt, wenn das Werkzeug 3 sich bezüglich des Sockels 1 verlagert.
4 zeigt auch, dass die Leitung 19 in Form eines Kabels hergestellt sein kann, das mehrere Einzelleitungen 28 vereint. Diese Leitungen können beispielsweise Stromleitungen oder Lichtwellenleiter sein.
Jedes Ende der Rohrleitung 23 ist in dichter Weise auf ein Ende 29 eines jeweiligen Verteileransatzstücks 31 aufgepresst. So steht der Innenraum 26 der Rohrleitung 23 mit einem Raum 32 in Verbindung, der innerhalb des Verteileransatzstücks 31 ausgeführt ist.
Die Leitung 19 durchsetzt axial den Raum 32 und tritt aus dem Verteileransatzstück 31 über einen dichten Durchgang 33 aus, welcher dem Ende 29 gegenüberliegt und koaxial zu dieser verläuft. Zu dessen Abdichtung enthält der Durchgang 33 eine Stopfbuchse 34, in der ein Stopfbuchsenstößel 36 einen Stopfbucheneinsatz 37 axial gegen den Boden einer Stopfbuchenkammer 38 drückt. Der ringförmige Einsatz 37, der vom Stößel 36 axial zusammengedrückt wird, reagiert mit einer radialen Ausdehnung nach innen zur Außenseite der Verbindung 19 und nach außen zur Wand der Kammer 38.
Es sei insbesondere angemerkt, dass mit dem erfindungsgemäßen Leitungsbündel die Teile 19b, 19a und 19c zusammen die durchgehende und übergangslose, insbesondere sprunglose Verbindungsleitung 19 zwischen dem Teil 19b (1) vom Steuerschrank 17 zu einem ersten Verteileransatzstück 31 und dem Mittelteil 19a bilden, das sich in der Rohrleitung 23 befindet, sowie sprunglos zwischen diesem Mittelteil 19a und dem Teil 19c, das sich vom anderen Ansatzstück 31 zum Werkzeug 3 erstreckt. Die Verbindungsleitung 19 ist nur über die Ansatzstücke 31 und insbesondere über die Stopfbuchen 34 mechanisch mit der Rohrleitung 23 verbunden.
Jedes Verteileransatzstück 31 enthält ferner einen Seitenanschluss 39, dessen Innenkanal 41 durch die seitliche Innenfläche 42 des Raums 32 mit dem Raum 32 in Verbindung steht. Der Durchmesser der Innenseite 42 des Raums 32 ist größer als die Querabmessungen der Verbindungsleitung 19. Somit ergibt sich in dem Raum 32 um die Verbindungsleitung 19 herum ein Ringraum, der vom Fluid eingenommen wird, wobei dieser Ringraum mit dem Kanal 41 des seitlichen Ansatzstücks 39 in Verbindung steht.
Am freien Ende des Seitenanschlusses 39 ist das Rohr 21 zur Verbindung mit der Fluidzentraleinheit 16 aufgepresst. Das Rohr 22 (1) ist am freien Ende des Seitenanschlusses 39 des weiteren Ansatzstücks 31 nahe dem Werkzeug 3 aufgepresst.
Die Aufgabe des Verteileransatzstücks 31 besteht darin, für die Verbindungsleitung 19 den dichten und durchgehenden Übergang zwischen innerem und äußerem Bereich der Arbeitsfluidstrecke zu gewährleisten.
2 zeigt zwei Halter 43 für das Bündel 18. Jeder Halter 43 enthält einen Kern 44, der von einer axialen Bohrung 46 durchsetzt wird, in welcher die Rohrleitung 23 mit einer bestimmten Klemmkraft eingepresst ist. Jeder Halter 43 enthält auch eine Aussparung 47. Die Außenseite 48 des Kerns 44 und die Innenseite 49 der Aussparung 47 haben im wesentlichen komplementäre Kugelformen, die dem Kern 44 eine gewisse Gelenkbewegung innerhalb der entsprechenden Aussparung 47 ermöglichen. Ein derartiger Halter 43 ist schematisch auch in 1 ersichtlich, um den Mittelteil einer Schleife abzustützen, die von dem Bündel 18 zwischen seinen beiden Verteileransatzstücken 31 gebildet wird.
Bei dem in 5 dargestellten Beispiel ist das Ansatzstück 31 in einem Mantel 51 eingeschlossen, welcher auch die angrenzenden Enden der Rohrleitung 23, des Anschlussrohrs 21 (bzw. 22 für das andere in 1 erkennbare Ansatzstück) sowie den Anfang des Bereichs 19b (bzw. 19c) der Leitung 19 einschließt. Dieser Mantel 51 kann vergossen sein, um die Verbindungen zwischen den verschiedenen Rohren und Leitungen und dem Ansatzstück endgültig zu schließen, so dass diese Verbindungen sowie deren Dichtheit verstärkt werden. Der Mantel 51 kann auch aus zwei geformten Halbschalen bestehen, die sich um das Ansatzstück 31 herum abnehmbar festlegen. Auch kann nur eine Schale vorgesehen sein, die von einer abnehmbaren Stirnplatte verschlossen wird, die ein Loch für den Durchtritt des Teils 19b (bzw. 19c) der Verbindung 19 und ein weiteres Loch für den Durchtritt des Anschlussrohrs 21 (bzw. 22) enthält. In jedem Fall enthält der Mantel 51 einen Ausgang 52 für die Rohrleitung 23, einen Ausgang 53 für die Verbindung 19 und einen Ausgang 54 für das Anschlussrohr 21. Der Mantel 51 dient einem ansprechenden Erscheinungsbild und dem Schutz. Der Bereich 56 des Mantels 51, der das Ende der Rohrleitung 23 umgibt, kann einem Halter 57 zugeordnet sein, der analog zu den Haltern 43 aus 2 ausgeführt ist. Ein solcher Halter 57 ist auch in 1 in Verbindung mit dem sockelseitigen Ansatzstück 31 dargestellt.
Bei einer in 4 strichpunktiert dargestellten Variante kann die Rohrleitung 23 selbst frei innerhalb einer zweiten Leitung 123 gelagert sein, die beispielsweise auch aus nachgiebigem Polyurethan hergestellt sein kann. Die Innenseite 124 der Rohrleitung 123 hat einen größeren Durchmesser als die Außenseite 58 der Leitung 23, so dass zwischen den beiden Seiten 124 und 58 ein Ringraum 126 für ein zweites Fluid entsteht. Die Enden eines so verbesserten Leitungsbündels sind in entsprechender Art und Weise ausgebildet. Beispielsweise können zwei aufeinanderfolgende Verteileransatzstücke vorgesehen sein. Das erste Ansatzstück, das an das Ende der Leitung 123 angrenzt, dient dann dazu, für die Rohrleitung 23 und die in deren Innerem befindliche Verbindungsleitung 19 den Übergang zwischen innerem und äußerem Bereich der für das zweite Fluid vorgesehenen Wegstrecke zu gewährleisten. Das zweite Ansatzstück, das über dem soeben beschriebenen Ansatzstück hinaus liegt, kann analog zu dem in 3 dargestellten Ansatzstück ausgeführt sein.
6 zeigt im Schnitt eine zweite Variante, bei der die Rohrleitung 23 zwei Verbindungsleitungen 19, 119 umschließt, die parallel zueinander, jedoch außerhalb voneinander verlaufen, wobei beide innerhalb der Innenseite 24 der Rohrleitung 23 liegen. Die Leitung 19, die nicht näher dargestellt ist, kann beispielsweise aus einem Kabel bestehen, das mehrere Einzelleitungen vereint, wie in 4 dargestellt ist. Bei dem in 6 dargestellten Beispiel ist die Leitung 119 eine Rohrleitung für ein Fluid, das von dem in der Leitung 23 geführten Fluid getrennt verlaufen muss.
Bei einer solchen Ausführungsvariante wird das Verteileransatzstück so abgestimmt, dass es beispielsweise zwei dichte Durchgänge 33 aufweist, die nebeneinander angeordnet sind und von denen der eine für die Leitung 19 und der andere für die Rohrleitung 119 vorgesehen ist. In diesem Fall durchsetzen die Leitungen 19 und 119 beide sprunglos das Verteileransatzstück.
Bei dem in 7 und 8 gezeigten Beispiel, das nur hinsichtlich seiner Unterschiede zu dem aus 2 beschrieben wird, enthält das Ansatzstück 31 einen zylinderförmigen Körper 61. An seinem der Rohrleitung 23 entgegengesetzten Ende weist der Körper 61 eine Erweiterung 62 auf, die mit einer endseitigen Stirnfläche 63 endet, die sich zwischen zwei abgeschrägten Endflächen 64 befindet.
Der Durchgang 133, durch den die Verbindungsleitung 19 axial vom Ansatzstück 31 durch die Stirnfläche 63 austritt, ist nicht mehr direkt im Körper 61 des Ansatzstücks ausgeführt, sondern besteht aus der Öffnung einer Hülse 66, die axial drehbar in einer Gegenbohrung 67 gelagert ist, die im Körper 61 ausgebildet ist. Vor dem Zusammenfügen mündet der Raum 32 außerhalb des Ansatzstücks 31 durch die Gegenbohrung 67. Die Hülse 66 enthält an ihrer äußeren Umfangswand eine distale Nut 68, die einen O-Ring 69 zum Abdichten zwischen Hülse und Gegenbohrung 67 aufnimmt, sowie eine proximale Nut 71, die näher an der Außenseite des Körpers 61 als die distale Nut 68 liegt. Die proximale Nut 71 fällt axial mit einer tangentialen Bohrung 72 zusammen (siehe auch 8). Ein in die Bohrung 72 und in einen Bereich der proximalen Nut 71 eingreifender Stift 73 legt die Hülse 66 axial in der Gegenbohrung 67 fest, wobei er es der Hülse 66 ermöglicht, sich um die Längsachse 74 des Ansatzstücks 31 zu drehen, die mit der Achse der Verbindungsleitung 19 zusammenfällt. Die statische Dichtvorrichtung 134 wird nun zwischen Verbindungsleitung 19 und Hülse 66 montiert. Im dargestellten Beispiel ist die statische Dichtvorrichtung 134 von im Handel erhältlicher Art, welche eine axiale Schraubpressung in eine radiale Dichtabstützung an der äußeren Umfangswand der Verbindungsleitung 19 umwandeln kann. Die Dichtvorrichtung 134 enthält einen Schaft 76, der in die mit einem Innengewinde versehene Hülse 66 einschraubbar ist. Ein Dichtungsring 77 aus Elastomer ist in dichter Weise an einer inneren Umfangswand des Schafts 76 befestigt. An seinem der Außenseite des Ansatzstücks 31 zugewandten Ende schließt der Schaft 76 mit einem Kranz von Zapfen 78 ab, die sich radial nach innen biegen können, um den Ring 77 an die Verbindungsleitung 19 anzudrücken. Die statische Dichtvorrichtung 134 enthält schließlich eine Schraubmutter 79, die auf ein Außengewinde 81 aufgeschraubt werden kann, das am Schaft 76 unterhalb der Zapfen 78 vorgesehen ist. Die Mutter 79 trägt eine Kappe 82, welche beim Anziehen der Mutter 79 am Außengewinde 81 des Schafts die Zapfen 78 radial nach innen drückt. Am Ende des Anziehvorgangs ergibt sich eine feste Verbindung der Verbindungsleitung 19 mit dem Schaft 76 und damit mit der Hülse 66 aufgrund der Reibung, die zwischen der Umfangswand der Verbindungsleitung 19 und dem am Schaft 76 befestigten Ring entsteht. Somit kann sich die Verbindungsleitung 19 gegenüber dem Körper 61 des Ansatzstücks 31 drehen bzw. umgekehrt durch relative Drehung der Hülse 66 und des Körpers 61 um die Achse 74 herum.
Es ist vorzuziehen, dass das Ansatzstück 31 am anderen Ende des Multifunktionsleitungsbündels den gleichen Aufbau aufweist, wie vorangehend beschrieben wurde, um eine relative Drehung zwischen dem Körper des Ansatzstücks und der Verbindungsleitung 19 zu ermöglichen. Damit durchsetzt die Verbindungsleitung 19 nicht nur sprung- und übergangslos das Multifunktionsleitungsbündel und insbesondere die beiden Ansatzstücke 31 und die diese verbindende Rohrleitung 23, sondern die Verbindungsleitung ist auch völlig frei drehbar gegenüber den beiden Ansatzstücken 31 und der Rohrleitung 23 gelagert. Diese Variante der Erfindung betont in besonderer Weise den der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken, der eigentlich nicht darin besteht, eine Art heterogenes Kabel auszubilden, das verschiedene Verbindungen vereint, wie es im Stand der Technik häufig der Fall ist, sondern vielmehr eine Rohrleitung als einfache Führung zum Positionieren und Schützen der Verbindungsleitung zu nutzen.
Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung enthält der Raum 32 des Ansatzstücks 31 zwei Anschlüsse 39, die jeweils mit einem jeweiligen Anschlussrohr 22 in Verbindung stehen können, wodurch es dem Verteileransatzstück 31 möglich ist, zugleich die Rolle als Verteiler für das Fluid zu übernehmen, das in der Rohrleitung 23 zu mehreren Verbraucherstellen geführt wird, wenn beispielsweise die Werkzeugvorrichtung des Roboters über mehrere fluidtechnische Motoren angetrieben wird. Wenn die Anwendung nur ein Anschlussrohr erfordert, kann einer der Anschlüsse 39 von einem dichten Stopfen 83 verschlossen werden.
Insbesondere kann das in 7 dargestellte Ansatzstück dem Ansatzstück auf der Seite des Werkzeugs 3 in 1 entsprechen. Das Ansatzstück 31 auf der Seite des Sockels des Roboters kann dem aus 7 entsprechen, unter Verwendung des Stopfens 83 an einem der Anschlüsse 39, da im Prinzip nur eine Druckfluidquelle für die Rohrleitung 23 vorhanden ist. Alternativ kann auf der Seite des Sockels des Roboters ein anderes Ansatzstück 31 verwendet werden, das nur einen Anschluss 39 enthält. Die Erweiterung 62 des Körpers 61 kann damit eine bezüglich der Achse 74 asymmetrische Form aufweisen. Ein derartiges asymmetrisches Ansatzstück kann auch bei einem Roboter Anwendung finden, der nur einen Anschluss 39 auf der Werkzeugseite erfordert. Ferner kann auch ohne weiteres ein Ansatzstück 31 ausgebildet sein, das mehr als zwei Anschlüsse 39 enthält, die beispielsweise fächerartig an einer Erweiterung 62 angeordnet sind, die umfangreicher ist als die in 7, oder auch kranzförmig um die Achse 74 vorgesehen sind, usw.
Jeder Anschluss 39 enthält eine schräge Bohrung 84, welche vor Zusammenfügen den Raum 32 mit dem Außenbereich durch die zugeordnete abgeschrägte Stirnwand 64 hindurch verbindet.
Jede Bohrung 84 enthält ausgehend von ihrer Mündung ein Innengewinde 86. Auch mündet auf der Seite der Rohrleitung 23 der Raum 32 durch eine mit einem Gewinde versehene Innenbohrung 87. Die Rohrleitungen 22 und 23 sind jeweils an den Körper 61 des Ansatzstücks über eine jeweilige abnehmbare Kupplungsvorrichtung 88 angeschlossen, die in Form eines standardmäßigen Anschlusses dargestellt ist, der ein Element 89 aufweist, das in das jeweilige Innengewinde 86 bzw. 87 mit Zwischenschaltung einer Dichtung 91 eingeschraubt ist, sowie ein Element 92, an welches das jeweilige Rohr 22 bzw. 23 aufgepresst ist, und eine Schraubmutter 93, die im Element 92 eingeschlossen ist. Die Mutter 93 weist einen radial inneren Rand 94 auf, der sich hinter einer Schulter 96 des Elements 92 abstützt, und kann auf ein Außengewinde 97 des Elements 89 aufgeschraubt werden, um in dichter und zentrierter Weise die Elemente 89 und 92 Stoß an Stoß aneinander anzustützen und somit zwischen dem Innenbereich des jeweiligen Rohrs 22 bzw. 23 und dem Raum 32 eine gegenüber dem Außenbereich dichte Weiterführung zu gewährleisten. Zwecks Vereinfachung sind in 7 die Bezugszeichen 89 bis 97 nur im unteren Teil der 7 angegeben, jedoch zeigt die Zeichnung deutlich, dass diese Bezugszeichen auf jede der beiden Anschlussvorrichtungen 88 übertragbar sind, die den beiden Anschlussrohren 22 oben rechts und oben links in 7 zugeordnet sind. Im Gegensatz zu den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik hat somit jedes Rohr 22 bzw. 23 eine autonome Befestigung und Dichtheit mit dem Körper 61 des Ansatzstücks, wodurch standardmäßige Anschlussvorrichtungen verwendet werden können und die Entkopplung eines beliebigen Rohres möglich ist, ohne dabei den Anschluss der weiteren Rohre oder den dichten Durchtritt der Verbindungsleitung zu beeinträchtigen. Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Leitungsbündel die Verwendung von standardmäßigen bzw. in jedem Fall frei wählbaren Anschlussvorrichtungen an jedem Ende der Verbindungsleitung 19 über die Ansatzstücke 31 hinaus, sowie an jedem den Ansatzstücken 31 entgegengesetzten Ende eines jeden Anschlussrohres 22 bzw. des Rohres 21 aus 1.
Bei dem in 9 dargestellten Beispiel, das nur hinsichtlich seiner Unterschiede zu 7 und 8 beschrieben wird, ist die frei drehbare Verbindung zwischen Hülse 66 und Körper 61 des Ansatzstücks 31 nicht mit einer proximalen Nut 71 ausgebildet, mit der ein Stift 73 zusammenwirkt, sondern mittels eines Wälzlagers 98, das zwischen Außenseite der Hülse 66 und Innenseite der Gegenbohrung 67 zwischengesetzt ist, die entsprechend erweitert und abgestimmt ist.
Bei dem in 10 dargestellten Beispiel, das nur hinsichtlich seiner Unterschiede zu 7 beschrieben wird, ist zwischen Rohrleitung 23 und Körper 61 des Ansatzstücks 31 eine Drehbarkeit um die Achse 74 vorgesehen. Dazu ist im dargestellten Beispiel das Element 89 der dem Rohr 23 zugeordneten Anschlussvorrichtung 88 nicht am Körper 61 durch Verschrauben mit einem Innengewinde 87 des Körpers 61 befestigt, sondern in ein Innengewinde 187 einer Hülse 166 eingeschraubt, deren dichte und frei drehbare Lagerung im Körper 61 absolut analog zur Hülse 66 in 7 erfolgt. Der Körper 61 weist dazu eine Gegenbohrung 167 auf und die Hülse 166 enthält an ihrer äußeren Umfangswand eine distale Nut für einen O-Ring 169 sowie eine proximale Nut für einen axialen Verriegelungsstift 173. Somit ist es für das Ansatzstück 31, insbesondere auf der Werkzeugseite, möglich, sich unabhängig von der Rohrleitung 23 zu drehen, die beispielsweise wie in 1 dargestellt gehaltert wird.
Bei dem in 11 dargestellten Beispiel ist ein erfindungsgemäßes Multifunktionsleitungsbündel 18 zwischen einer Zugmaschine 101 und dem Sattelanhänger 102 einer gelenkig verbundenen Straßeneinheit angeordnet, um den Sattelanhänger 102 mit Druckluft zu versorgen und mit verschiedenen elektrischen Steuerungen zu verbinden. Damit wird die Anzahl an erforderlichen mechanisch getrennten Verbindungen zwischen Zugmaschine 101 und Sattelanhänger 102 vermindert, um die gewöhnlich erforderlichen Funktionen zum Bremsen, Licht usw. zu gewährleisten. Selbstverständlich ist die Erfindung in der gleichen Art und Weise zwischen einem Lastwagen und einem an diesen Lastwagen angekoppelten Anhänger verwendbar.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele beschränkt.
Auch könnten beispielsweise die Varianten aus 4 und 6 kombiniert werden, indem die Rohrleitung 23 aus 6 innerhalb einer Rohrleitung mit größerem Durchmesser angeordnet wird, wie etwa die Leitung 123 in 4.
Das erfindungsgemäße Leitungsbündel kann auch nur einen Teil der erforderlichen Verbindungen zwischen zueinander beweglichen Organen in einem Roboter darstellen. Ein Roboter kann mehrere Leitungsbündel enthalten. Beispielsweise könnte bezugnehmend auf die sehr schematisch in 1 dargestellte Ausführungsform für die schrittweise Steuerung der Motoren 12, 13, 14 und deren Energieversorgung ein weiteres Leitungsbündel zwischen dem Sockel oder fest mit dem Sockel verbundenen Einheiten und einem jeden dieser Motoren vorhanden sein, die gegenüber dem Sockel beweglich sind.
Die Anschlüsse der Rohre und Leitungen sind sehr schematisch dargestellt. In der Praxis sind sie in ihrem Aufbau auf die Fluide und die vorherrschenden Druckkräfte abgestimmt.
Ferner kann eine Kühlmittelquelle zusätzlich zur Zentraleinheit 16 bzw. an deren Stelle je nach Bedarf des verwendeten Werkzeugs vorgesehen sein.
Die Drehbeweglichkeit der Rohrleitung 23 relativ zum Verteileransatzstück 31 nach 10 ist selbst dann anwendbar, wenn die Verbindungsleitung 19 am Körper 61 befestigt ist, wie in 3 dargestellt ist. Ferner ist denkbar, mittels einer Drehverbindungsvorrichtung die Möglichkeit einer Drehbewegung zwischen den Anschlussrohren 21 bzw. 22 und dem Körper des Ansatzstücks 31 vorzusehen. In allgemeiner Weise entscheidet sich die Ortsfestigkeit bzw. im Gegensatz dazu die Drehbeweglichkeit des Körpers des Ansatzstücks gegenüber jeglicher Funktion einer Verbindung bzw. Leitung, die durch das Ansatzstück tritt oder sich an das Ansatzstück anschließt, je nach den vorhergesehenen Bewegungen zwischen den verschiedenen Einheiten, die mechanisch über das Leitungsbündel miteinander verbunden sind.

Claims

Multifunktionsleitungsbündel mit einer Rohrleitung (23) für ein Fluid und zumindest einer Verbindungsleitung (19), die sich entlang der Rohrleitung (23) erstreckt, welche eine Innenseite (24) besitzt, die einen dem Fluid vorbehaltenen Raum (26) begrenzt, wobei die genannte Verbindungsleitung (19) innerhalb der genannten Innenseite (24) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es an jedem Ende der Rohrleitung (23) ein Verteileransatzstück (31) enthält, das für die Verbindungsleitung (19) einen dichten Übergang zwischen dem Äußeren und dem Inneren der Rohrleitung (23) gewährleistet, wobei die Leitung sich sprung- und übergangslos von außerhalb des einen Ansatzstücks (31) durch dieses Ansatzstück, durch die Rohrleitung (23) und durch das weitere Ansatzstück (31) nach außerhalb des genannten weiteren Ansatzstücks (31) erstreckt.
Bündel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (19) so montiert ist, dass eine Außenseite (27) der Verbindungsleitung (19) mit dem von der Rohrleitung (23) geführten Fluid in Kontakt steht.
Bündel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (27) der Leitung (19) eine Umfangsseite der Leitung (19) ist und über ihren gesamten Umfang mit dem Fluid in Kontakt steht.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest über einen Teil der Länge der Rohrleitung (23) die Leitung (19) bezüglich der Rohrleitung (23) mechanisch frei liegt.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (19) und die Rohrleitung (23) nachgiebig sind.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (23) selbst im Innenraum einer zweiten Rohrleitung (123) größeren Durchmessers aufgenommen ist, die ein zweites Fluid im zwischen Innenseite (124) der zweiten Rohrleitung (123) und Außenseite (58) der genannten Rohrleitung (23) gebildeten Ringraum (126) führt.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Verbindungsleitungen (19, 119) bestehen, die innerhalb der genannten Rohrleitung (23) annährend parallel zueinander verlaufen.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vorgenannte Verbindungsleitung (119) selbst eine Rohrleitung für ein Fluid ist.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung ein Kabel ist.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest an dem einen Ende der Rohrleitung (23) ein Verteileransatzstück (31) enthält, das für die Verbindungsleitung (19) einen Übergang zwischen Äußerem und Innerem der Rohrleitung (23) gewährleistet.
Bündel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (19) relativ zu der Rohrleitung (23) lediglich mittels des genannten Verteileransatzstücks (31) zumindest an dem einen Ende der Rohrleitung (23) positioniert ist.
Bündel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verteileransatzstück (31) enthält: – einen Durchgang (33, 133), durch den sich die Verbindungsleitung (19) kontinuierlich erstreckt, – ein erstes Dichtmittel (34; 134), um die Dichtheit zwischen dem Umfang des genannten Durchgangs (33, 133) und der Außenseite der Leitung (19) bezüglich des Fluids zu gewährleisten, das von der genannten Rohrleitung (23) geführt wird, – einen Raum (32), der mit der Rohrleitung (23) in Verbindung steht und über einen Anschluss (39) für den Zulauf bzw. Ablauf des von der genannten Rohrleitung (23) geführten Fluids nach außen mündet, – ein zweites Dichtmittel (64, 88), das vom ersten Dichtmittel (34, 134) unabhängig ist und am Anschluss (39) vorgesehen ist.
Bündel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (33, 133) im wesentlichen axial verläuft und der Anschluss (39) seitlich angeordnet ist.
Bündel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtmittel eine Stopfbuchse (34) oder eine analoge Vorrichtung (134) enthält, mit der es möglich ist, eine axiale Pressung in eine radiale Dichtabstützung umzuwandeln.
Bündel nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (133) aus einer Hülse (66) gebildet ist, die axial frei drehbar in einem Körper (61) des Ansatzstücks (31) gelagert ist.
Bündel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (19) relativ zu der gesamten Rohrleitung (23) und in einem Verteileransatzstück (31) an jedem Ende der Rohrleitung um sich selbst frei drehbar ist.
Bündel nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteileransatzstück (31) zumindest zwei Anschlüsse (39) enthält, über die der Raum (32) mit dem Außenbereich in Verbindung steht, um das geführte Fluid an zumindest zwei Bestimmungspunkten auszugeben bzw. um es von zumindest zwei Quellen kommend aufzufangen.
Bündel nach einem der Ansprüche 10 bis 17, gekennzeichnet durch eine Drehverbindungsvorrichtung (166, 169) zwischen zumindest einem der Enden der Rohrleitung (23) und dem entsprechenden Verteileransatzstück (31).
Bündel nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Mantel (51) enthält, der das Verteileransatzstück (31) umkleidet und drei Ausgänge aufweist, und zwar einen (52) für die Rohrleitung (23), einen (54) für den Fluidzulauf/-ablauf und einen (53) für die Verbindungsleitung (19).
Bündel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (51) mit einem Bündelhalter (57) ausgestattet ist.
Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung in den Enden der Rohrleitung axial verläuft.
Industrieroboter mit einem Sockel (1), einem beweglichen Glied (3), das über einen Aufbau veränderlicher Geometrie (4) mit dem Sockel (1) verbunden ist, sowie mit einem Bündel (18), das mit dem beweglichen Glied (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (3) einem der Ansprüche 1 bis 21 entspricht.