CN107548442B - 用于装配能量链的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为能量传输链装配电缆组(40)的装置(1)，所述电缆组由线束(41)形成，所述线束由单线(42)组成，所述装置具有容置装置(10)以及可来回运动的滑座(50)，所述容置装置具有用于容置能量链(30)的容置芯轴(11)，其中所述容置芯轴(11)沿轴线(A)延伸，所述滑座具有用于紧固所述电缆组(40)的夹紧装置(51)，其中所述容置装置(10)具有至少一个用于紧固所述电缆组(40)的末端区段(44)的夹紧装置(15)，并且所述容置芯轴(11)以可绕其轴线(A)旋转的方式进行支承，其中在所述容置装置(10)与所述滑座(50)之间设有用于固定所述线束(41)的紧固装置(60)。

Description

用于装配能量链的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于装配能量链(Energiekette)或能量传输链(Energieführungskette)的装置和方法。
背景技术
能量传输链通常又称能量链、E链(E-Kette)或拖链，是一种柔性容置装置，用于容置一或多条柔性的电缆或管线、气动或液压管线，并且使其沿定义的运动轴运动。容置在能量传输链中的电缆一般连接在可动的机器装置上，以便有规律地(即持续地)来回运动。这样一种导引能确保电缆保持最小的允许弯曲半径，否则，电缆承受持续负荷后很快就会毁坏。
能量传输链有许多不同的实施方式。大多数能量传输链具有大体呈矩形的横截面并且由大量借助活节连接在一起的单个元件构成。电缆容置在内部。电缆首尾通常以应变消除件夹紧。
由DE 102012106784 U已知一种能量传输链的一般性实例。此外，第2011-38545号、第2007-247716号和第2007-92939号日本专利申请公开案揭示了能量传输链，其具有用于将横向连接(即第一或第二横向连接)可拆卸地安装到侧板列的侧板上的特殊结构，该结构由侧板上的侧板侧连接区和横向连接上的横向连接侧连接区形成，两个连接区相互卡合。这类能量传输链会出现电缆不断与横向连接碰撞并且在链条运动时将横向连接由内向外推、从而可能导致运行过程中发生故障这一情形。
再者就是电缆受损的问题，特别是在布置大量电缆横截面较小的单电缆的时候。电缆可能会由于不断运动而到达非期望的位置并受损，就算适应频繁运动的拖链电缆也是如此。与标准电缆不同，拖链电缆通常具有若干特殊性能，如运动鲁棒性(Bewegungsrobust)、高柔性以及尽可能的无扭性，这些性能允许拖链电缆完成数百万个循环的运动。如果使用普通电缆，则只能实现极其有限的循环数目。
DE 202014101274 U1同样涉及能量传输链中的电缆受损保护。类似地，DE 202009 005 605 U1提出的电缆保护措施是，将顶壁表面、底壁表面、至少这些壁的衔接区的表面以及周向侧壁的表面设计成外凸弯曲。然而，这一保护措施主要针对外部影响，例如异物侵入。
遗憾的是，在实际操作中，电缆或电缆环有可能从侧向开口伸出拖链，这就有可能导致电缆受损直至完全剪断。本发明的任务就是避免这种并非由于如异物这样的外部影响、而是由于电缆运动而引起的电缆受损。
在现有技术中，例如DE 202014100540 U1涉及的是如何避免电缆破损。破损在最坏的情况下同样会导致一或数条被导引的管线断裂。这个公开案提出一种被动解决方案，即，安装相应的由诸如传感器、测量头等检测器构成的监测系统来监测能量传输链是否功能完好。WO 2004/090375 A1和WO 2013/156607 A1提出相似的解决方案。由WO 2009/095470 A1已知另一种用于防止管线断裂的监测系统。在此，传动器通过耦合与能量传输链可分离地连接，使得在超过力的极限值时，自动分离并且启动紧急停运。
但其缺点是仅检测电缆破损或即将出现的电缆破损。人们更期待的是能够提供一种不会让各电缆透过开口向外运动、从而有可能被拖链剪断的能量传输链。现有技术中的已知解决方案的另一个问题是，如何将整个电缆束安装并持久可靠地支承在能量传输链中。电缆束中的各电缆会相互影响，这同样会导致运行过程中发生故障或出现问题。
发明内容
基于现有技术，本发明的目的是克服上述缺点并提出一种通用的、成本低廉的能量传输链解决方案，这种解决方案的操作可靠性高，易于制造且造价低，尤其能为众多应用领域确保可靠且持久的电缆导引。本发明的目的还在于提供一种用于制造这样一种能量传输链的装置和方法。
具有权利要求1的特征的装置以及具有权利要求7的特征的方法是本发明用以达成上述目的的解决方案。
本发明的基本理念是，在将由单线组成的线束引入能量传输链之前先在相应的装置中对其实施扭绞，使得单线在能量传输链的后续运动过程中不会透过能量传输链上的开口向外运动。
因此，本发明提供一种用于为能量传输链装配电缆组的装置，所述电缆组由线束形成，所述线束由单线组成，所述装置具有容置装置，所述容置装置具有用于容置能量链的容置芯轴，其中所述容置芯轴沿轴线A延伸。其中，轴线A既定义芯轴的延伸方向，又定义本发明装置的优选机器方向。此外还设有可来回运动的滑座，所述滑座具有用于紧固所述电缆组的夹紧装置，其中所述容置装置具有至少一个用于紧固所述电缆组的末端区段的夹紧装置。通过这种方式可将电缆组旋转有效地(drehwirksam)夹紧在容置芯轴中。在优选实施方式中，容置芯轴在其末端形成夹爪，电缆组的优选包裹有保护套的正面区段可被夹紧在该夹爪中。
本发明的装置有利地具有容置芯轴，该容置芯轴以可绕其轴线A旋转的方式进行支承，使得套装在容置芯轴上的能量链可随芯轴一同绕轴线A旋转。作为替代方案，也可以在另一端上或者说在对置区段上实施旋转。同样可以的是，在电缆组的两个末端上实施方向相反的旋转。
在容置装置与滑座之间有利地设有用于固定(或者说锁紧)电缆束的线束的紧固装置。特别优选地，该紧固装置就必要电缆长度而言可被置于期望位置，从而在扭绞线束时在紧固装置左右两侧例如各获得一半绞距。
因此，在本发明的优选实施方案中设有用于驱动容置芯轴旋转的旋转驱动器，其中所述旋转驱动器旋转有效地连接所述容置芯轴，以便能驱动所述容置芯轴绕其中心轴线(也就是绕延伸轴线A)旋转。为了在另一电缆束侧上实施旋转，在合适位置上安装相应的旋转驱动器，以便实施期望的扭绞操作。
所述装置有利地采用如下配置：所述滑座被布置成可沿轴线方向A来回运动或者说采用可动布置，使得所述滑座在扭绞线束时能够运动必要的距离，以便补偿线束由于扭绞而产生的长度差。
在本发明的特别有利的实施方式中，设置环形元件作为用于在扭绞时紧固所述线束的紧固装置，所述环形元件具有两个分别用于容置所述线束的一定数目的单线的开口。进一步优选地，所述环形元件可经操纵而从关闭位置进入打开位置，反之亦然，以便在所述开口中插入线束或从中取出线束。举例而言，可将线束的第一半数的导线穿过第一开口，并且将线束的第二半数的导线穿过第二开口。紧固元件并非必须被配置为环形元件。也可以将简单的销件用作无环锁紧件。如果是这样，就不存在分开口，而是存在贯穿线束的销件。此外，在相应的采用锁紧件的实施方案中，也可以设置大量开口。
在包含环形元件的实施方案中，该环形元件具有锁紧件，所述锁紧件将穿过所述环形元件的所述开口分隔成所述两个分开口，以便使所述两个分开口中能各容置所述线束的一部分导线(例如各一半)。
本发明的另一方面涉及一种装配能量传输链的方法。本发明据此提出，优选借助前述装置通过以下步骤来为能量传输链装配电缆组，所述电缆组由线束形成，所述线束由单线组成：
a.将能量链安装到所述容置装置的容置芯轴上；
b.将由线束形成、而所述线束又由数个单线组成的电缆组的末端区段紧固在所述容置芯轴的夹紧装置中；
c.将所述电缆组的与所述末端区段相隔一定距离的区段紧固在所述滑座的夹紧装置中；
d.将所述线束插入所述紧固装置；
e.使所述容置芯轴连同所述能量链一起绕所述轴线A旋转，以便扭绞所述线束；并且
f.将所述能量链推移到所述线束的绞合段上。
作为替代方案，也可以通过使紧固装置的锁紧件相对于电缆组的被夹紧的区段进行旋转，来实现能量传输链与紧固装置之间的相对旋转运动。举例而言，可在正齿轮传动装置驱动下旋转的、能够被定位的且内部具有锁紧件的环形元件可以某种方式旋转，使得锁紧件左右两侧分别产生绞合电缆组的期望绞距。
本发明进一步提出，优选地，在绞合成缆(Verseilung)后将所述能量链完全推移到所述线束上，并且所述电缆组的末端区段在所述能量链的相应另一端上伸出。
在本发明方法的优选实施方案中，例如在上述步骤e)中扭绞所述线束时，所述滑座运动必要的距离，以便补偿所述线束由于扭绞而产生的长度差。为此可设置控制器，该控制器通过传感机构检测长度差或者与长度差存在关联的、能够被检测到的被测变量(例如旋转角)。此外可设置如下：滑座只能在克服定义的力阈值时发生运动，使得被夹紧的电缆束在绞合成缆期间始终被保持在期望的应力下。
关于本发明其他有利改进方案的特征请参阅从属权利要求，下面参照附图并结合本发明的优选实施方案予以详细说明。
附图说明
其中：
图1为本发明用于装配能量传输链的装置的实施例；
图2为末端连接有插式连接器的电缆组的示意图；
图3为可用根据图1的装置来装配的能量传输链的示意图；
图4为被配置为环形锁紧装置的紧固装置的实施例；
图4a为图4中的紧固装置，该紧固装置以其锁紧件伸入图2所示的电缆组的线束中；及
图5为根据图1的实施例，包括如图2所示的已安装好的电缆组和根据图3的能量传输链。
具体实施方式
以下段落将结合例示性的和示意性的实施方式并参考图1至图5对本发明进行详细说明。图中相同的元件符号指向相同的或同类型的功能特征或结构特征。
图1示出用于为能量传输链装配电缆组40的装置1，所述电缆组由线束41形成，该线束由单线42组成(详见图2)。装置1具有用于容置能量传输链的容置装置10。为此，容置装置10配置有容置芯轴11，该容置芯轴可旋转地支承在容置装置10的保持件12上。
可旋转的容置芯轴11具有旋转纵轴A并且以其自由端沿纵轴A的方向突出以容置能量链30。
此外，装置1具有可在支承装置53上来回运动的滑座50。滑座50配置有用于紧固图2中例示性示出的电缆组40的夹紧装置51。电缆组40由线束41形成，该线束由绝缘单线42组成。电缆组中也可以采用其他的导线组合，只要这些导线可以绞合成缆。在本实施例中，线束41的末端区段44被带子缠绕。与该末端区段相接的区段45中的单线可被自由触及。这个区段45与其他区段46相接，在本示例中，该其他区段同样被带子缠绕。导线的末端例如与插式连接器47连接或者配设有接触连接端。
可来回运动的滑座50沿轴线方向A可动地进行布置，且其布置方式使得该滑座在扭绞线束41时(下文还将对此进行详细说明)运动必要的距离或者能够运动必要的距离，以便补偿线束41由于扭绞而产生的长度差。绞合成缆时，随着扭绞程度的增加，即随着绞距变小，有效线束长度自然会变短。为了应对这一状况，用于电缆组40的夹紧装置51可随滑座50一同运动。设有其他保持装置，以便将电缆组40或其电缆束固定于滑座上。保持装置自身也可以采用可动布置以补偿长度差。
容置装置10进一步具有至少一个用于紧固电缆组40的末端区段44的夹紧装置15。夹紧装置15伸入容置芯轴11的盒状容置空间。借助这个夹紧装置可以夹紧电缆组40并将其紧固于定义位置上。容置芯轴11在本示例中被配置为具有矩形横截面的芯轴，其横截面形状与待装配的能量传输链的开口横截面和形状相适配。因此，如果将能量传输链插接到容置芯轴11上，则能量传输链只能随芯轴一同绕其轴线A旋转。
如图1和图5所示，在容置装置10与滑座50之间设有紧固装置60，该紧固装置大致设于轴线A的延长部中以固定线束41。紧固装置60及其工作方式由图4、图4a详细示出。紧固装置60的实施例被配置为由两个半壳60a、60b形成的环形锁紧装置，所述半壳可分离地相互连接。被配置为紧固装置的环形元件60大致在其中央具有从一个内壁侧延伸至对置的内壁侧的锁紧件61，该锁紧件将环形元件60原本的圆柱形开口划分成两个用于容置线束41的分开口61a、61b。通过环形元件的旋转，进而通过线束41绕图4a中所示的绞合成缆轴V相对于锁紧件61旋转，线束41的单线42相互绞合成缆。如果大致在两个夹紧装置15、51的中间处将锁紧件61插入线束41，而后再重新关闭此前已打开的环形元件，则可以得到约为绞合成缆长度的50％的绞距，参见图4a中的例示性图示。
如前所述，环形元件60可经操纵而从关闭位置进入打开位置，反之亦然，以便插入或取出线束41。优选地，锁紧件61伸入环形元件60的壁部的程度使得锁紧件61具有足够的稳定性。
图5以原理图示出所述装置的使用。如前所述，旋转驱动器14旋转有效地连接容置芯轴11，以便驱动容置芯轴11绕其轴线A旋转并实施期望的绞合成缆。
所述方法的实施方式如下。首先将能量链30安装到容置装置10的容置芯轴11上，也就是将能量链套装在芯轴上。
随后，将由线束41形成、而该线束又由数个单线42组成的待安装电缆组40的末端区段44夹紧在容置芯轴11的夹紧装置15中。
如图5中示意性所示，接着将电缆组40的区段46固定于滑座50的夹紧装置51中。而后将线束41的单线42插入此前已打开的紧固装置60，使得芯轴将线束41分成两个分束(参见图4a)。
通过容置芯轴11相对于锁紧件61旋转，对线束41实施扭绞。完成绞合成缆后，将能量链30推移到线束41的绞合段上，直至线束41的末端区段44在能量链30的相应另一端上伸出或者说到达可被传感器13检测到的位置。可进一步设置其他传感器13，以便探测其他的电缆位置或检测其正确的位置。将电缆组40安装在能量链30中后，借助合适的紧固件固定电缆组的位置。在成本低廉的技术变体中，借助扎线带将电缆组紧固于能量链上。
可以在装置1上进一步设置用于切断电缆组或电缆组的组成部分的分离装置70。
本发明的实施范围不限于前述优选实施例。凡是运用图示解决方案的技术变体，即便以完全不同的方式进行实施，也落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于为能量传输链装配电缆组(40)的装置(1)，所述电缆组由线束(41)形成，所述线束由单线(42)组成，所述装置具有容置装置(10)以及可来回运动的滑座(50)，所述容置装置具有用于容置能量链(30)的容置芯轴(11)，其中所述容置芯轴(11)沿轴线(A)延伸，所述滑座具有用于紧固所述电缆组(40)的夹紧装置(51)，其中所述容置装置(10)具有至少一个用于紧固所述电缆组(40)的末端区段(44)的夹紧装置(15)，并且所述容置芯轴(11)以可绕其轴线(A)旋转的方式进行支承，其中在所述容置装置(10)与所述滑座(50)之间设有用于固定所述线束(41)的紧固装置(60)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，旋转驱动器(14)旋转有效地连接所述容置芯轴(11)，以便能驱动所述容置芯轴(11)绕所述轴线(A)旋转。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述滑座(50)被布置成可沿轴线方向(A)来回运动。
4.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述紧固装置(60)被设置为环形元件(60)，所述环形元件具有至少一个或两个用于容置所述线束(41)的开口(61a,61b)。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，所述环形元件(60)可经操纵而从关闭位置进入打开位置，反之亦然，以便插入或取出线束(41)。
6.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，所述环形元件(60)具有锁紧件(60)，所述锁紧件将穿过所述环形元件(60)的所述开口分隔成两个分开口(61a,61b)，以便使所述两个分开口(61a,61b)中能各容置所述线束(41)的一部分导线。
7.一种借助根据权利要求1至6中任一项所述的装置来为能量传输链装配电缆组(40)的方法，所述电缆组由线束(41)形成，所述线束由单线(42)组成，所述方法包括以下步骤：
a.将能量链(30)安装到所述容置装置(10)的容置芯轴(11)上；
b.将由线束(41)形成、而所述线束又由数个单线(42)组成的电缆组(40)的末端区段(44)紧固在所述容置芯轴(11)的夹紧装置(15)中；
c.将所述电缆组(40)的与所述末端区段(44)相隔一定距离的区段(46)紧固在所述滑座(50)的夹紧装置(51)中；
d.将所述线束(41)插入所述紧固装置(60)；
e.使所述容置芯轴(11)连同所述能量链(30)一起绕所述轴线(A)旋转，以便扭绞所述线束(41)；并且
f.将所述能量链(30)推移到所述线束(41)的绞合段上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述能量链(30)完全推移到所述线束(41)上，并且所述末端区段(44)在所述能量链(30)的相应另一端上伸出。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在步骤e)中扭绞所述线束(41)时，所述滑座(50)运动必要的距离，以便补偿所述线束(41)由于扭绞而产生的长度差。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其中使用设有开口的环形元件(60)作为所述紧固装置(60)，所述环形元件具有贯穿所述开口的锁紧件(61)，所述锁紧件将穿过所述环形元件(60)的所述开口分隔成两个分开口(61a,61b)，并且将所述线束(41)的导线的第一部分容置在所述两个分开口(61a,61b)中的第一分开口中，将所述线束(41)的导线的第二部分容置在所述两个分开口中的第二分开口中。
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