CN100452594C - 用于主动引导管线、电缆等的管线导引单元 - Google Patents

Abstract

为了引导管线、电缆等推荐一种具有一可固定的第一端部和一可运动的第二端部的管线导引单元。管线导引单元具有一由分段形成的通道。分段与至少一个支承带连接。管线导引单元具有一结构部，通过所述结构部管线导引单元在展开状态相对于一连接两个端部的直线呈弧形。

Description

用于主动引导管线、电缆等的管线导引单元

技术领域

本发明涉及一种用于主动引导管线、电缆等的管线导引单元。

背景技术

已知大量不同实施形式的用于主动引导管线、电缆等等的具有一位置固定地设置的第一端部和一可运动的第二端部的管线导引单元。常见的也称作能量导链或能量链的管线导引装置由多个相互铰链连接的形成一导引通道的链节组成。管线、电缆等安装在该导引通道内。

由WO 98/40645已知一种管线导引单元，它由单件的塑料防护元件组成。所述防护元件单件地注射或浇注而成，并具有相互通过可弯曲的连接部连接的部分。所述防护元件具有一带一上侧和下侧的底部和至少一个壁部，壁部可以通过向上侧方向的弯曲和/或折叠底部通过的机械封闭一封闭机构形成一封闭的通道段，其中防护元件最好与其它同样的防护元件这样连接或者可以这样连接，使得通道段沿纵向形成用于管线的通道。

由EP 0789167 A1已知管线导引单元的另一种实施形式。这种管线导引单元也用于主动引导具有一位置固定设置的第一端部和一可运动的第二端部的管线、电缆等。此管线导引装置具有一通道，它通过分段构成。这些分段通过一支承带连接。在管线导引单元工作时分段和支承带构成一下分支和一上分支以及置于下分支和上分支之间的弯曲区，如在WO98/40645的图1或EP 0789167 A1的图13中所示的那样。

发明内容

由此出发本发明的目的是，提供一种具有较高承载能力的管线导引单元。

按照本发明这个目的通过具有下段所述特征的管线导引单元实现。下文还记载了可以分别作个别改变或相互任意组合的有利的改进方案和实施形式。

按本发明的管线导引单元用来引导具有一可固定的第一端部和一可运动的第二端部的管线、电缆等。管线导引单元具有一由分段形成的通道。所述分段用至少一个支承带连接。为了提高管线导引单元的承载能力建议，分段具有这样的结构部，通过它管线导引单元在展开状态相对于一连接两端的直线呈弧形。通过该结构部使管线导引单元获得预紧，从而在管线导引单元装上管线、电缆等后防止管线导引单元悬垂。作用在管线导引单元上的预紧力的大小可以根据所述结构部进行选择。在某些情况下要考虑分段或支承带的强度值。

结构部包括至少一个共同的接触面，该接触面假想的延长部与在管线导引单元展开状态连接两端的直线相交。夹角可以小于或等于90°。

优选采用管线导引单元这样的结构，在这种结构中在至少一个侧壁上形成所述结构部。由此还可以达到提高管线导引单元的稳固性，以使管线导引单元具有更高的抗扭强度。特别建议，为此在相邻分段的搭接区上形成所述结构部。

具体地说就是建议，一个具有所述结构部的分段包括至少一个凸起部，在管线导引单元的展开状态此凸起部贴靠在一相邻的分段上。

按照管线导引单元的另一种有利结构建议，支承带具有相互交替的支承段和铰接段，且支承段和铰接段由不同性能的材料用多组分注射法制成。

通过按本发明的这种实施形式达到，在形成上分支和下分支时形成的弯曲区较小，因为只有铰接段以其弯曲强度影响弯曲区。这里支承段可以设计成基本上为一刚性体，而连接两个支承段的铰接段由很大的可弯性的材料制成。通过适当地选择支承铰接段的材料，可以改变铰接段的可弯性，或者说可使其与管线或软管弯曲区的要求相适应。

带有其支承段和铰接段的支承带最好按多组分注射法制造。可选地支承带和铰接带可按多组分挤出法制造。如果采用多组分挤出法，则可以挤出成这样的支承带。可选地可首先做成带支承段和铰接段的板状毛坯，接着横向于挤出方向对其进行分割。这种支承带的制造方法还有这样的优点，即可以制造具有不同宽度的支承带。

为了减小支承带的自重并提高强度，建议至少将支承段做成型材，尤其是中空型材。将支承段做成中空型材特别还有这样的优点，即达到较高的材料节省，随之而来的是经济地制造支承带。此外将支承带设计成中空型材实现了提高支承带的刚性。

用来主动引导管线、电缆等的管线导引单元的支承带最好包括至少两个相互连接的支承带区段。多个区段的连接使得可以形成任意长的支承带。通过这种连接使支承带的长度可按模块化原理与相应的应用场合准确地匹配。还存在这样的可能性，即并排设置多个区段并将其连接，使得实现提高支承带的以及由此还有管线导引单元的宽度的可变化能性。此外还可以将一个支承带区段与至少另外两个支承带区段连接。由此可将在一个管线导引单元内引导的管线、电缆等分开或合并到至少两个管线导引单元上。

支承带区段最好相互力锁合和/或形锁合地相互连接。特别是建议，各区段可拆卸地相互连接。通过可拆卸性达到使用支承带时特别高的灵活性。特别是在必要时可将长的支承带毫无困难地重新缩短。可选地支承带区段可不可拆卸地相互连接。这时存在这样的可能性，即支承带段通过合适的连接结构相互连接。连接结构例如可以是保持夹。代替采用形成支承段不可拆卸连接的连接结构，按照另一建议相互粘接或焊接支承段。

在本发明一种有利的实施形式中支承段做成梯形和/或菱形。借助于梯形和/或菱形的支承段可控制和确定三维空间内支承带所占据的轨迹。特别是通过采用等边梯形使支承带形成一螺旋结构，其中螺旋结构的导程由支承段相互之间的角度确定。用这种支承带可例如可靠地引导一进行滑动旋转运动-即平移运动和旋转运动的合成运动-的机械手的管线。可选地将铰接段做成梯形和/或菱形。通过铰接段梯形和/或菱形的结构控制支承带的弹性性能。特别是由此可允许绕一相对于支承带为纵向的轴线的翻转运动。

管线导引单元具有一由与一支承带连接的分段构成的通道。由此减少用于安装管线导引单元的空间需求。也存在这样的可能性，即分段与每一个支承段连接。这不是绝对必要的。因此可选择一些支承段与分段连接。也可以是多个支承段仅与一个分段连接。由此控制管线导引单元的刚性，特别是如果一长的管线导引单元应该推靠在一起，压合、堆叠或卷起并承受压力，那么这便很重要。通过加强多个支承段可以在受压时按要求规定管线导引单元的性能。因此，特别是为了达到叠放的能量导链特别致密的包装可以有控制地规定，在管线导引单元推靠在一起时，将其分几层置放。

为了使按本发明的管线导引单元方便地与不同的应用场合匹配，建议分段与支承段力锁合或形锁合地连接。特别建议，分段与支承段可拆卸地连接。代替多个分段与支承段的可拆卸连接，也存在这样的可能性，即分段与支承段不可拆卸地连接。这例如可以通过粘接或焊接进行。

特别是建议，为了分段与支承段可拆卸的连接，所述支承段具有连接结构。所述连接结构可设计成卡紧装置或插接连接。

尤其是推荐这样的管线导引单元，其中分段具有侧壁，且各支承段具有至少一个作为连接结构的侧壁、一凹陷部和/或一第一凸起部，它们设计成使第一凸起部接合作用在凹陷部中，由此达到实现按本发明的管线导引单元简单和紧凑的结构的可能性。特别是通过这个措施可使管线导引单元按模块化原理与相应的具体应用场合相适应。

按照管线导引单元另一种有利的实施形式建议，至少一个支承段具有一横向于支承带纵向分布的穿通引导部，至少一个连接分段侧壁的连接元件穿过此穿通引导部延伸。由此提供管线导引单元对于不同的应用场合具有高灵活性的模块化结构，其中构造管线导引单元所需的构件数量较少。

为了简化管线导引单元的安装，按照本发明管线导引单元另一种有利的实施形式建议，至少一个分段具有通过一第一横板连接的侧壁。侧壁分别具有一相对的第二凸起部，其中支承段设置在第一横板和第二凸起部之间。通过压合侧壁第一或第二凸起部相对的端部区域使凸起部之间的距离加大，从而可将所述支承带引入位于第一横板和凸起部之间的空腔，而不必为此进行复杂的操作。

至少一个分段有利地具有通过一第二横板连接的侧壁。第二横板对管线导引单元的刚性有贡献。由于第二横板基本上遮盖了分段，通过第二横板还形成管线导引单元内腔的遮盖。可选地至少一个分段具有侧壁，其中至少一个侧壁具有一朝向相对侧壁的部分横板。借助于部分横板可以方便地将管线、电缆等放入管线导引单元内或从其中取出。借助于部分横板还可以通过压合侧壁相对的端部区域扩大凸起部之间的距离，以将支承带插入第一横板和凸起部之间的空腔内。

至少两个相邻的分段有利地分别具有一侧壁，其中至少一个侧壁具有与另一个侧壁搭接的搭接区。搭接区可以具有两个功能：一方面搭接区使分段之间形成密封，从而使管线、电缆等受环境的影响小。另一方面搭接区使管线导引单元对于分段相互之间不希望的扭转或翻转具有更高的稳定性，特别是更高的刚性。

搭接区优选基本上做成扇形。这里扇形的尺寸最好根据支承段的翻转角确定。通过设计成扇形的搭接区在少的材料消耗的情况下达到高的刚性或良好的密封性，并减小管线导引单元的重量。

在一种特殊的实施形式中分段与两个支承带连接。这里支承带基本上被平行地引导。通过平行引导支承带可以形成只有小的结构高度的较宽的管线导引单元。特别是由此可节省材料。也可以由此使管线导引单元的宽度与当时的应用场合相适应。

附图说明

下面借助于在附图中所示的实施例说明本发明支承带以及本发明管线导引单元的其它细节和优点，而并不通过这些实施例限制本发明的内容。

附图示意地表示：

图1一根据本发明的管线导引单元的斜视透视图，

图2根据本发明的按图1的管线导引单元的分段的斜视透视图，

图3按图2的分段的另一种实施形式的正视图，

图4按图2的分段的侧视图，

图5根据本发明的另一管线导引单元的分段的另一实施形式的斜视透视图，

图6根据本发明的支承带的一个区段的纵剖视图，

图7两个相互连接的按图6的区段，

图8按本发明的具有按图5的分段的能量导引单元，

图9一按图2的分段的附视图，

图10按图4的侧壁的另一实施形式的侧视图，

图11另一根据本发明的支承带的斜视透视图，

图12另一根据本发明的种支承带的俯视图，

图13一用来制造按本发明的支承带的板的俯视图，和

图14(连接)结构的放大图。

具体实施方式

图1以斜视透视图表示一按本发明的具有按本发明的支承带1的管线导引单元2，其中支承带1包括借助于双组分注射技术相互连接的支承段3和铰接段8。分段13、13′固定在支承带1上，所述分段具有侧壁15、15′，由此形成一可容纳未画出的管线或电缆等的通道12。每个侧壁15与另一侧壁29相对。侧壁15、15′分别具有一朝相对的侧壁29的方向延伸的部分横板28。借助于部分横板28可以方便地将管线或电缆放入通道12内。

支承段3设计成具有一会减小支承带1的重量和提高支承段3刚性的型材23。型材23包括一其上可固定分段13、13′或侧壁15、15′、29的凹陷部16。侧壁15、15′、29具有一搭接区6，利用该搭接区在管线导引单元2弯曲时在侧壁15、15′、29处密封通道12，此外搭接区6通过承受由侧壁15、15′、29施加的侧向力使管线导引单元具有附加的稳定性。分段13、13′用搭接段6绕支承带1的纵轴线不可相互旋转地连接。这种管线导引单元2可方便和经济地制造，其特征是在应用中高的多样性和灵活性。

图2以斜视透视图表示按图1带有侧壁15和相对的侧壁29的分段13，所述侧壁通过一第一横板19相互连接并构成通道12。此外通道12还通过部分横板28限定。侧壁15、29具有搭接区6，用该搭接区可以使分段13连接在一相邻的分段13′上。一可作用在支承带1的支承段3的凹陷部16内的第一凸起部17位于第一横板19下方。侧壁15、29在第一横板19下方还分别具有一彼此相对的第二凸起部26、26′，其中可将支承段3布置在第一横板19和第二凸起部26、26′之间。

图3以正视图示出按图2的分段13，其中将部分横板28设计成第二横板27，从而通道12完全封闭。还可以看到，支承带1可以固定在第二凸起部26、26′和第一横板19之间。此外作用在支承带1的凹陷部16中的第一凸起部17也对固定有贡献。

图4以侧视图表示按图2的分段13。可以看到带用来使侧壁15与相邻的侧壁连接的搭接区6的侧壁15。

图5以斜视透视图表示可装配在一起的带连接结构14的分段，所述连接结构由连接元件18形成，侧壁15、29可以用所述连接元件相互连接。支承带1以其支承段13夹紧在连接元件18和第二凸起部26之间。由于一分段13的一第三凸起部30作用在一相邻分段13′的第三凸起部30′的后面，第三凸起部30、30′对进一步稳定管线导引单元2有贡献。

这里搭接区设计成使管线导引单元在展开状态相对于一连接两个端部的直线呈弧形。由此实现对管线导引单元的预紧。为此在搭接区内相应地设计侧壁。

可选地或附加地可以在壁部的上端区域处形成凸起部33，相邻分段可通过所述凸起部33绕一位于支承带区域内的铰接轴线相互摆动，从而在不受载的状态将管线导引单元弯曲成弧形。

图6以纵剖视图表示一根据本发明的支承带1的第一区段4。支承段3通过铰接段8相互连接，其中支承段3做成型材23。

图7表示两个相互连接的区段，即相互可拆卸地连接的一第一区段4和一第二区段5。由此支承带1的长度可以根据应用场合的不同加长或缩短，为了可拆卸地连接采用可相互接合作用尤其是可相互卡紧的一第一连接部31和一第二连接部32。

图8表示按本发明的带有分段13和侧壁15的管线导引单元的另一实施形式，其中管线导引单元2的第一端部10可固定在一空间中固定的位置上，管线导引单元2的第二端部11可固定在一未画出的可运动的部分上，例如一机械手上。

图9以俯视图表示按图2的分段13。侧壁15、29具有部分横板28。侧壁15、29还具有搭接区6、6’。它们相对于沿支承带1的纵轴的扭转或相对两个相邻分段13的翻转稳定管线导引单元2。搭接区6、6’在侧面密封通道12。

图10表示一具有另一实施形式的搭接区6、6’的侧壁，其中搭接区6、6’设计成扇形。如果弯曲支承带1或管线导引单元2并由此必须遮盖在分段13、13’之间形成的开口，那么这是特别有利的。

图11中表示按本发明的支承带1的另一实施形式，其中支承段3设计成管状，特别是中空管，而铰接段8设计成横板。第一连接部31形成一用于第二连接部32的接纳部。借助于两个连接部31、32支承带1可任意延长或在其长度方面进行匹配。支承带1还可以由此在其端部上固定。

图12表示按本发明的具有支承段3和铰接段8的支承带1的另一实施形式，其中支承段3或铰接段8设计成梯形或菱形。通过支承段3的梯形结构规定一支承带1可在三维空间内划出的确定的轨迹。在等边梯形时支承带1可以进行一在螺旋结构上的运动。

图13表示一板20，通过用双组分方法挤出或注射一这种具有支承条21和铰接条22的板20并将板20沿横向于支承条21或铰接条22的方向切割成支承带1，利用该板可以同时制造多个支承带1。这里切割方向可垂直于支承条21或铰接条22分布。但是也可以相对于所述条横向分布。由此形成梯形铰接段8和支承段3。

按本发明的用于主动引导管线、电缆等的管线导引单元2的支承带1的特征在于：支承带1具有相互交替的支承段3和铰接段8，且支承段3和铰接段8由具有不同性能的材料用多组分方法形成。借助于按本发明的支承带1，包括这种支承带1的按本发明的管线导引单元2可以用简单、牢固和经济的方式引导管线、电缆等。

图14中表示相邻分段的侧壁。侧壁13、15具有这样的结构部，通过所述管线导引单元在展开状态相对一连接两个端部的直线呈弧形。所述结构部具有一共同的接触面34，该接触面的假想延长部与在管线导引单元的展开状态连接其两个端部的直线相交。所述结构部由搭接区构成。这个相互搭接的区域可以是图5中所示的凸起部30。

附图标记表

1        支承带        2        管线导引单元

3        支承段        4        第一区段

5        第二区段      6、6’   搭接区

8        铰接段        10       第一端部

11       第二端部      12       通道

13、13’ 分段          14       连接结构

15、15’ 侧壁          16       凹陷部

17       第一凸起部    18       连接元件

19       第一横板      20       板

21       支承条        22       铰接条

23       型材          25       穿通引导部

26、26’ 第二凸起部    27       第二横板

28       部分横板      29       相对的侧壁

30、30’ 第三凸起部    31       第一连接部

32       第二连接部    33       凸起部

34       接触面        I        方向

Claims (24)

1.用于引导管线或电缆的具有一可固定的第一端部(10)和一可运动的第二端部(11)的管线导引单元(2)，其中管线导引单元(2)具有一由与至少一个支承带(1)连接的分段(13)形成的通道(12)，其特征为：所述分段(13)具有结构部(33)，通过所述结构部的作用所述管线导引单元(2)在展开状态相对于连接第一端部(10)和第二端部(11)的直线呈弧形。

2.按权利要求1所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述结构部(33)具有至少一个与相邻分段(13’)接触的共同的接触面(34)，所述接触面的假想延长面与在管线导引单元(2)的展开状态连接第一端部(10)和第二端部(11)的直线相交。

3.按权利要求1或2的管线导引单元(2)，其特征为：在至少一个侧壁(15、15’)上形成所述结构部(33)。

4.按权利要求1所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述结构部(33)在相邻分段(13、13’)的相互搭接的区域中形成。

5.按权利要求1所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述分段(13、13’)具有结构部(33)，其中所述结构部包括至少一个第三凸起部(30、30’)，所述第三凸起部在管线导引单元的展开状态贴靠在一相邻的分段上。

6.按权利要求1所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述支承带(1)具有彼此交替的支承段(3)和铰接段(8)，且所述支承段(3)和铰接段(8)由具有不同性能的材料用多组分方法形成。

7.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述支承段(3)和铰接段(8)按多组分注射法制成。

8.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述支承段(3)和铰接段(8)按多组分挤出法制成。

9.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述支承段(3)做成型材(23)。

10.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述支承带(1)由至少两个相互连接的区段(4、5)形成。

11.按权利要求10所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述区段(4、5)力锁合和/或形锁合地相互连接。

12.按权利要求10或11所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述区段(4、5)可拆卸地相互连接。

13.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述支承段(3)是梯形和/或菱形。

14.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述铰接段(8)是梯形和/或菱形。

15按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述分段(13)力锁合和/或形锁合地与所述支承段(3)连接。

16.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述分段(13)与所述支承段(3)可拆卸地连接。

17.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述分段(13)和所述支承段(3)具有连接结构(14)。

18.按权利要求17所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述分段(13)具有侧壁(15)，每个所述支承段(3)具有一个凹陷部(16)，至少一个所述侧壁(15)具有一个第一凸起部(17)，所述凹陷部和所述第一凸起部作为连接结构(14)，并且所述凹陷部和第一凸起部设计成使所述第一凸起部(17)接合作用在所述凹陷部(16)中。

19.按权利要求18所述的管线导引单元(2)，其特征为：至少一个所述支承段(3)具有一相对于支承带(1)的纵向成横向分布的穿通引导部(25)，至少一个连接所述分段(13)的侧壁(15)的连接元件(18)穿过所述穿通引导部。

20.按权利要求6所述的管线导引单元(2)，其特征为：至少一个所述分段(13)具有通过一第一横板(19)相互连接的侧壁(15)，所述侧壁(15)分别具有一彼此相对的第二凸起部(26、26’)，其中所述支承段(3)设置在所述第一横板(19)和所述第二凸起部(26、26’)之间。

21.按权利要求1所述的管线导引单元(2)，其特征为：至少一个所述分段(13)具有通过一第二横板(27)相互连接的侧壁(15)。

22.按权利要求1所述的管线导引单元(2)，其特征为：至少一个所述分段(13)具有侧壁(15、29)，其中至少一个侧壁(15)具有一个朝向相对的侧壁(29)的部分横板(28)。

23.按权利要求1所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述分段(13)与两个支承带(1)连接。

24.按权利要求9所述的管线导引单元(2)，其特征为：所述支承段(3)做成中空型材。

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