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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Haltevorrichtung zur Halterung von Versorgungsleitungen eines an einem Manipulator befestigten Werkzeugs aufweisend einen am Manipulator befestigbaren Haltekörper, welcher einen ersten Haltebereich zur Halterung wenigstens einer ersten Versorgungsleitung und einen zweiten Haltebereich zur Halterung wenigstens einer zweiten Versorgungsleitung aufweist, wobei die Haltevorrichtung ein erstes Haltemittel aufweist, welches zum Fixieren der wenigstens einen ersten Versorgungsleitung im ersten Haltebereich lösbar am Haltekörper zu befestigen ist.
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Solche Haltevorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
EP 0 144 602 B1 eine Haltevorrichtung für die Versorgungsleitungen von bewegten Werkzeugen an Manipulatoren bekannt, bei der die Versorgungsleitungen entlang zumindest einer bewegten Baugruppe des Manipulators in einer oder mehreren Halterungen gebündelt geführt sind und wobei die Halterungen drehbar am Manipulator befestigt sind. Die Halterungen weisen jeweils ein rohrförmiges Gehäuse aus zwei miteinander gelenkig verbundenen und mit einem Schnellspannverschluss versehenden Teile auf, in dem ein Einsatz für die Aufnahme der Versorgungsleitungen geführt ist. Der Einsatz ist als Scheibe ausgebildet und weist in seiner äußeren Umfangsfläche mehrere Nuten auf, in welchen verschiedene Bündel von Versorgungsleitungen getrennt voneinander anzuordnen sind und welche durch das rohrförmige Gehäuse geschlossen werden, wenn der Einsatz im Gehäuse angeordnet wird.
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Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass der gesamte Einsatz aus dem rohrförmigen Gehäuse herausgenommen werden muss, auch wenn nur einzelne Versorgungsleitungen ausgetauscht werden sollen. Durch das Herausnehmen des Einsatzes wird die Fixierung aller in den Nuten des Einsatzes angeordneten Versorgungsleitungen aufgehoben, wodurch die Gefahr besteht, dass Versorgungsleitungen, welche nicht ausgetauscht werden sollen, aus der Halterung fallen. Ein separates Öffnen einer einzigen Aufnahmeöffnung ohne dass andere Aufnahmeöffnungen hiervor berührt werden ist nicht möglich.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Haltevorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche einen Austausch einzelner Versorgungsleitungen ermöglicht, ohne dass dabei die Fixierung anderer Versorgungsleitungen gelöst wird, und welche gleichzeitig kompakt und in der Herstellung kostengünstig ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Gelöst wird die Aufgabe mit einer Haltevorrichtung zur Halterung von Versorgungsleitungen eines an einem Manipulator befestigten Werkzeugs aufweisend einen am Manipulator befestigbaren Haltekörper, welcher einen ersten Haltebereich zur Halterung wenigstens einer ersten Versorgungsleitung und einen zweiten Haltebereich zur Halterung wenigstens einer zweiten Versorgungsleitung aufweist, wobei die Haltevorrichtung ein erstes Haltemittel aufweist, welches zum Fixieren der wenigstens einen ersten Versorgungsleitung im ersten Haltebereich lösbar am Haltekörper zu befestigen ist, und wobei die Haltevorrichtung ferner ein separates zweites Haltemittel aufweist, welches zum Fixieren der wenigstens einen zweiten Versorgungsleitung im zweiten Haltebereich lösbar am Haltekörper zu befestigen ist.
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Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die erste und zweite Versorgungsleitung von zwei separaten Haltemitteln, dem ersten und zweiten Haltemittel, fixiert werden. Beim Lösen eines der beiden Haltemittel zum Auswechseln der hierdurch fixierten Versorgungsleitung, bleibt das andere Haltemittel unberührt. Gegenüber dem Stand der Technik ist somit die Gefahr ausgeräumt, dass während des Auswechselns der einen Versorgungsleitung die andere Versorgungsleitung unbeabsichtigt aus ihrer Halterung fällt. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, dass Versorgungsleitungen, welche häufiger als andere Versorgungsleitungen gewechselt werden müssen, von diesen weniger häufig zu wechselnden Versorgungsleitungen getrennt werden und in einem gesonderten Haltebereich mit einem gesonderten Haltemittel befestigt werden, damit der Wechsel dieser Versorgungsleitungen vergleichsweise einfach durchführbar ist. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Haltevorrichtung vergleichsweise kompakt ausgebildet, da beide Haltebereiche am selben Haltekörper ausgebildet sind. Dies hat zudem den Vorteil, dass lediglich der Haltekörper am Manipulator befestigt werden muss, um beide Versorgungsleitungen am Manipulator zu fixieren. Hierfür ist in vorteilhafter Weise nur eine einzige Verbindung notwendig.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Haltemittel mittels eines ersten Befestigungsmittels am Haltekörper befestigt ist, während das zweite Haltemittel mittels eines zweiten Befestigungsmittels am Haltekörper befestigt ist. Ein Lösen des ersten Befestigungsmittels führt zu einer Demontage des ersten Haltemittels vom Haltekörper, ohne dass hierdurch das zweite Befestigungsmittel gelöst werden muss. Das zweite Haltemittel bleibt somit am Haltekörper über die zweiten Befestigungsmittel fixiert. Vorzugsweise umfasst das erste und/oder das zweite Befestigungsmittel eine Schraubverbindungen, eine Klemmverbindungen, eine Nut-Feder-Verbindungen und/oder einen Bajonettverschluss. In einfacher Weise wird somit eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Haltemittel und dem Haltekörper erzielt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass mittels des ersten Befestigungsmittels eine erste Klemmkraft zwischen dem ersten Haltebereich und der wenigstens einen ersten Versorgungsleitung einstellbar ist und/oder dass mittels des zweiten Befestigungsmittels eine zweite Klemmkraft zwischen dem zweiten Haltebereich und der wenigstens einen zweiten Versorgungsleitung einstellbar ist. Ein an einem Manipulator montiertes Werkzeug weist üblicherweise eine Vielzahl von Versorgungsleitungen auf, welche typischerweise sehr unterschiedlich sind. Einige dieser Versorgungsleitungen müssen nur selten gewechselt werden, sind vergleichsweise schwer oder halten größeren äußeren Drücken stand, so dass sich eine Befestigung solcher Versorgungsleitungen mit entsprechend starken Haltedrücken anbietet. Andere Versorgungsleitungen müssen beispielsweise wegen starker Beanspruchung häufiger gewechselt werden oder weisen eine empfindlichere Außenwandung auf. Solche Versorgungsleitungen können vorteilhafterweise mit einem niedrigerem Haltedruck befestigt werden. Die Haltedrücke werden insbesondere durch die Wahl eines entsprechenden Drehmoments beim Anziehen der als Schrauben ausgebildeten ersten und zweiten Befestigungsmittel eingestellt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Haltebereich eine erste Aussparung im Haltemittel umfasst und/oder dass das der zweite Haltebereich eine zweite Aussparung im Haltemittel umfasst. In vorteilhafter Weise wird bei der Montage einer neuen Versorgungsleitung somit eine einfache Vorpositionierung der neuen Versorgungsleitung im Haltebereich ermöglicht, bevor das Haltemittel am Haltekörper befestigt wird, indem die Versorgungsleitung einfach in der Aussparung angeordnet wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Haltemittel derart am Haltekörper befestigbar ist, dass die Haltevorrichtung eine entlang ihres Umfangs geschlossene erste Aufnahmeöffnung für die wenigstens eine erste Versorgungsleitung aufweist und/oder dass das zweite Haltemittel derart am Haltekörper befestigbar ist, dass die Haltevorrichtung eine entlang ihres Umfangs geschlossene zweite Aufnahmeöffnung für die wenigstens eine zweite Versorgungsleitung aufweist. In vorteilhafter Weise wird somit eine sichere und hinsichtlich aller möglichen Bewegungsrichtungen des sich bewegenden Manipulators besonders stabile Befestigung der Versorgungsleitungen ermöglicht. Die wenigstens eine erste und/oder zweite Versorgungsleitung umfasst insbesondere ein Schlauchpaket, d. h. ein Bündel vieler einzelner Versorgungsleitungen, welches vergleichsweise schwer ist und somit eine stabile Befestigung benötigt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung ein erstes Adapterstück aufweist, welches zur Anordnung zwischen der Wandung der ersten Aufnahmeöffnung und der wenigstens einen ersten Versorgungsleitung vorgesehen ist und/oder dass die Haltevorrichtung ein zweites Adapterstück aufweist, welches zur Anordnung zwischen der Wandung der zweiten Aufnahmeöffnung und der wenigstens einen zweiten Versorgungsleitung vorgesehen ist, wobei das erste und/oder zweite Adapterstück vorzugsweise jeweils aus zwei Halbschalen zusammengesetzt ist. In vorteilhafter Weise kann der Durchmesser der entsprechenden Aufnahmeöffnungen vergleichsweise einfach an den Durchmesser der aufzunehmenden Versorgungsleitung angepasst werden, ohne dass die Herstellung eines neuen Haltekörpers notwendig wäre. Der Sitz der Versorgungsleitung in der Aufnahmeöffnung kann somit insbesondere dahingehend optimiert werden, dass trotz einer hohen Haltekraft die Gefahr einer Beschädigung der Außenhaut der Versorgungsleitung aufgrund von Passungenauigkeiten zu minimieren ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung ein erstes Entkopplungsmittel, insbesondere ein erstes Schlauchelement, aufweist, welches zur Anordnung zwischen der Wandung der ersten Aufnahmeöffnung und der wenigstens einen ersten Versorgungsleitung vorgesehen ist und/oder dass die Haltevorrichtung ein zweites Entkopplungsmittel, insbesondere ein zweites Schlauchelement, aufweist, welches zur Anordnung zwischen der Wandung der zweiten Aufnahmeöffnung und der wenigstens einen zweiten Versorgungsleitung vorgesehen ist. In vorteilhafter Weise wird somit eine Absorption von Körperschallschwingungen erzielt. Insbesondere werden Vibrationen der Versorgungsleitungen nicht auf den Manipulator übertragen und umgekehrt. Die Schlauchelemente sind insbesondere aus einem Elastomer gefertigt. Vorzugsweise weisen die Schlauchelemente wellenförmige bzw. geriffelte Oberflächen auf.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung wenigstens einen dritten Haltebereich zur Halterung wenigstens einer dritten Versorgungsleitung aufweist, wobei das zweites Haltemittel ferner zum Fixieren der wenigstens einen dritten Versorgungsleitung im dritten Haltebereich vorgesehen ist, wobei das zweite Haltemittel insbesondere derart am Haltekörper befestigbar ist, dass die Haltevorrichtung eine entlang ihres Umfangs geschlossene dritte Aufnahmeöffnung für die wenigstens eine dritte Versorgungsleitung aufweist. In vorteilhafter Weise werden beim lösen des zweiten Haltemittels sowohl die zweite Versorgungsleitung, als auch die dritte Versorgungsleitung freigegeben. Denkbar ist, dass es sich bei der zweiten und dritten Versorgungsleitung beispielsweise um im Vergleich zur ersten Versorgungsleitung häufig zu wechselnde Versorgungsleitungen handelt, welche typischerweise gleichzeitig gewechselt werden. Zum Auswechseln dieser beiden Versorgungsleitungen muss nur das zweite Haltemittel gelöst werden, so dass ein vergleichsweise schnelles und einfaches Auswechseln ermöglicht wird.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Manipulator zur dreidimensionalen Bearbeitung von Bauteilen aufweisend ein Werkzeug, welches wenigstens eine erste Versorgungsleitung und wenigstens eine zweite Versorgungsleitung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Versorgungsleitung und die wenigstens eine zweite Versorgungsleitung mittels einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung am Manipulator befestigt sind.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1a, 1b und 1c zeigen schematische Ansichten einer Haltevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2a und 2b zeigen schematische Ansichten einer Haltevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1a ist eine schematische Aufsichtsdarstellung einer Haltevorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Haltevorrichtung 1 umfasst einen Haltekörper 2, welcher zwischen einem ersten Haltemittel 11 und einem zweiten Haltemittel 21 angeordnet ist. Der Haltekörper 2 weist eine erste Aussparung 14 auf, welche in Form einer halbierten Zylinderschale ausgebildet ist und welche einen ersten Haltebereich 10 definiert. Die erste Aussparung 14 wird von dem ersten Haltemittel 11 entlang ihres Umfangs geschlossen, wobei das erste Haltemittel 11 in Richtung der ersten Aussparung 14 ebenfalls in Form einer halbierten Zylinderschale ausgebildet ist. Im geschlossenen Zustand wird somit eine zylinderförmige erste Aufnahmeöffnung 13 der Haltevorrichtung 1 gebildet, welche zur Aufnahme einer Mehrzahl von ersten Versorgungsleitungen in Form eines Schlauchpakets (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Die erste Aufnahmeöffnung 13 ist dabei entlang ihres Umfangs geschlossen. Das erste Haltemittel 11 ist mittels eines ersten Befestigungsmittels 12 (angedeutet durch gestrichelte Linien) in Form einer Schraube unmittelbar am Haltekörper 2 befestigt. Die Schraube wird dabei in ein im Haltekörper 2 ausgebildetes Gewinde eingedreht. Eine erste Klemmkraft zwischen dem ersten Haltebereich 10 und den ersten Versorgungsleitungen bzw. zwischen dem ersten Haltemittel 11 und den ersten Versorgungsleitungen wird über das Drehmoment der Schraube, d. h. mittels des ersten Befestigungsmittels 12 eingestellt. Denkbar ist, dass auf beiden Seiten des ersten Haltemittels 11 eine Schraube zur Befestigung des ersten Haltemittels 11 am Haltekörper 2 angeordnet ist oder dass alternativ eine Seite des ersten Haltemittels 11 über ein Scharnier am Haltekörper 2 befestigt ist, während nur auf der zweiten Seite des ersten Haltemittels 11 das erste Befestigungsmittel 12 angeordnet ist. Der Haltekörper 2 und das erste Befestigungsmittel 11 bilden in diesem Fall eine Art Rohrschelle zur Befestigung der ersten Versorgungsleitungen. Auf einer dem ersten Haltebereich 10 abgewandten Seite weist der Haltekörper 2 einen zweiten und einen dritten Haltebereich 20, 30 auf. Der zweite und dritten Haltebereich 20, 30 sind analog zum ersten Haltebereich 10, als zweite und dritte Aussparung 24, 34 im Haltekörper 2 ausgebildet. Lediglich der Radius der zweiten und dritten Aussparungen 24, 34 sind deutlich im Vergleich zur ersten Aussparung 14 kleiner, wobei der Radius der dritten Aussparung 34 ferner kleiner als der Radius der zweiten Aussparung 24 ist. Insbesondere werden mittels des zweiten und dritten Haltebereichs 20, 30 einzelne zweite und dritte Versorgungsleitungen (nicht dargestellt) fixiert. Das zweite Haltemittel 21 weist auf seiner dem Haltekörper 2 zugewandten Seite korrespondierende Aussparungen auf, durch welche eine zylinderförmige zweite und dritte Aufnahmeöffnung 23, 33 zur Aufnahme der zweiten und dritten Versorgungsleitung gebildet wird. Die zweite und dritte Aufnahmeöffnung 23, 33 sind dabei entlang ihres Umfangs jeweils geschlossen. Das zweite Haltemittel 21 ist mittels eines zweiten Befestigungsmittels 22 (angedeutet durch gestrichelte Linien) am Haltekörper 2 befestigt, wobei das zweite Befestigungsmittel 22 eine in eine Innengewinde des Haltekörpers 2 eingreifende Schraube umfasst. Die auf die zweite und dritte Versorgungsleitung wirkenden zweiten und dritten Klemmkräfte hängen vom Drehmoment ab, mit welchem die Schraube festgezogen ist. Aus 1 ist zu erkennen, dass der Haltekörper 2, das erste Haltemittel 11 und das zweite Haltemittel 21 zusammen einen nahezu kreisrunden, zylinderförmigen Gegenstand bilden. Die Bauweise der Haltevorrichtung 1 ist somit vergleichsweise bauraumkompakt und günstig herstellbar. Die Haltevorrichtung 1 wird mittelbar oder unmittelbar an einem Manipulator (nicht dargestellt) befestigt, wobei mittels der ersten, zweiten und dritten Aufnahmeöffnungen 13, 23, 33 die ersten, zweiten und dritten Versorgungsleitungen eines ebenfalls am Manipulator befestigten Werkzeugs gehalten werden. In 1b und 1c sind jeweils Seitenansicht der Haltevorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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In 2a und 2b sind eine schematische Perspektivansicht und eine Aufsichtsdarstellung einer Haltevorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die zweite Ausführungsform im Wesentlichen der in 1a illustrierten ersten Ausführungsform ähnelt, wobei die Haltevorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform jedoch nur eine erste und eine zweite Aufnahmeöffnung 13, 23 aufweist. Ferner weist die Haltevorrichtung 1 ein erstes Entkopplungsmittel 16 auf, welches zwischen der Wandung der ersten Aufnahmeöffnung 13 und den ersten Versorgungsleitungen vorgesehen ist. Das erste Entkopplungsmittel 16 dient zur mechanischen Entkopplung zwischen der Haltevorrichtung 1 und den ersten Versorgungsleitungen. Analog ist in der zweiten Aufnahmeöffnung 23 ein zweites Entkopplungsmittel 26 zur mechanischen Entkopplung der Haltevorrichtung 1 vom zweiten Versorgungsschlauchs angeordnet. Das erste und zweite Entkopplungsmittel 16, 26 sind dabei jeweils als Schlauchelement mit (insbesondere gewindeartig) gerillter Oberfläche ausgebildet. Zwischen der Wandung der ersten Aufnahmeöffnung 13 und dem ersten Entkopplungsmittel 16 weist die Haltevorrichtung 1 ferner ein erstes Adapterstück 15 auf, welches aus zwei Halbschalen zusammengesetzt ist. Das erste Adapterstück 15 dient zur Anpassung des Innendurchmessers der ersten Aufnahmeöffnung 13 an die ersten Versorgungsleitungen, sowie zur Halterung des ersten Entkopplungsmittels 16. Hierzu ragt ein Fortsatz 15' des ersten Adapterstücks 15 zwischen die Rillen auf der Oberfläche des ersten Entkopplungsmittels 16. Ferner weist das erste Adapterstück 15 auf seiner der Wandung der ersten Aufnahmeöffnung 13 zugewandten Außenseite einen Flansch 15'' auf, welcher den Rand der ersten Aufnahmeöffnung 13 umgreift. Analog zum ersten Adapterstück 15 weist die Haltevorrichtung 1 ein zweites Adapterstück 25 auf, welches in der zweiten Aufnahmeöffnung 23 angeordnet ist. Der Haltekörper 2 weist ferner Schraubenaufnahmen 3 zur Befestigung an dem Manipulator auf. Die Haltevorrichtung 1 ist in 2a und 2b aus Gründen der Übersichtlichkeit in einer Explosionsdarstellung gezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haltevorrichtung
- 2
- Haltekörper
- 3
- Schraubenaufnahmen
- 10
- Erster Haltebereich
- 11
- Erstes Haltemittel
- 12
- Erstes Befestigungsmittels
- 13
- Erste Aufnahmeöffnung
- 14
- Erste Aussparung
- 15
- Erstes Adapterstück
- 16
- Erstes Entkopplungsmittel
- 20
- Zweiter Haltebereich
- 21
- Zweites Haltemittel
- 22
- Zweiten Befestigungsmittels
- 23
- Zweite Aufnahmeöffnung
- 24
- Zweite Aussparung
- 25
- Zweites Adapterstück
- 26
- Zweites Entkopplungsmittel
- 30
- Dritten Haltebereich
- 33
- Dritte Aufnahmeöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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