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Die Erfindung betrifft eine Medienzuführungseinrichtung für Maschinen, insbesondere für bewegte Teile solcher Maschinen, sowie ein Zugentlastungselement für eine derartige Medienzuführungseinrichtung.
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An Maschinen, die stationäre Teile und relativ zu den stationären Teilen bewegliche Teile aufweisen, werden Medienzuführungseinrichtungen verwendet, beispielsweise um einen Endeffektor einer Maschine, wie eines Industrieroboters, o.dgl. mit Energie oder/und Medien wie Wasser, Luft, Hydrauliköl usw. zu versorgen. Die Zuführung erfolgt dabei je nach Medium durch Kabel oder Schläuche. Um zu verhindern, dass durch die Arbeitsbewegungen der beweglichen Teile entstehender Abrieb von den Kabeln oder Schläuchen die Arbeitsstelle verunreinigt, werden diese zwischen den stationären und beweglichen Teilen der Maschine durch Medienzuführungseinrichtungen geleitet. Solche Medienzuführungseinrichtungen können beispielsweise durch sogenannte Energieketten realisiert sein, die mit ihrem einen Ende am stationären Teil und mit ihrem anderen Ende am beweglichen Teil der Maschine befestigt sind.
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Bei bestimmten Energieketten können sich die beiden Enden der Energiekette relativ zueinander nur in einer Ebene bewegen (2D-Energieketten). Es gibt jedoch auch Energieketten, bei denen sich die beiden Enden relativ zueinander in allen Raumrichtungen bewegen können (3D-Energieketten). Solche Energieketten sind in großer Vielfalt kommerziell verfügbar. Einfache 3D-Energieketten umfassen dabei ein Wellrohr aus Kunststoff oder Metall, andere Formen sind - ähnlich wie 2D-Energieketten - aus einer Vielzahl von Kettengliedern zusammengesetzt, die gelenkig miteinander verbunden sind.
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Für die meisten Energieketten gibt es Abschlussglieder mit Zugentlastung, die an die spezielle äußere Form der jeweiligen Energiekette angepasst sind, so dass sie an einem freien Ende der Energiekette befestigt, beispielsweise aufgeklemmt, und beispielsweise an einem beweglichen Teil einer Maschine befestigt werden können. Einige derartige Abschlussglieder mit Zugentlastung sind zweigeteilt.
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Zur Realisierung einer Zugentlastung für die in der Energiekette geführten Kabel oder Schläuche weisen diese Abschlussglieder darüber hinaus eine Mehrzahl von Dornen auf, die sich vom freien Ende der Energiekette weg erstrecken und an ihren freien Enden jeweils eine Verdickung aufweisen. Diese Dornen dienen dazu, die in der Energiekette angeordneten Kabel oder Schläuche am Ende der Energiekette zu fixieren, d.h. eine Zugentlastung zu schaffen. Die Verwendung von Dornen ist deshalb besonders vorteilhaft und verbreitet, weil jeweils ein Kabel oder Schlauch auf einfache Weise mittels eines Kabelbinders an einem Dorn befestigt werden kann. Der Kabelbinder kann um das Kabel oder den Schlauch herum vorgesteckt, über den Dorn geschoben und festgezogen werden. Die Verdickung verhindert, dass der Kabelbinder vom Dorn rutschen kann.
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Diese Abschlussglieder mit Zugentlastung weisen zusätzliche Mittel auf, um das Abschlussglied an einem beweglichen Teil der Maschine zu befestigen. Beispielsweise kann das Abschlussglied zwei Bohrungen aufweisen, in denen Schrauben angeordnet werden, die das Abschlussglied am beweglichen Teil der Maschine befestigen.
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Der Nachteil dieser Art von Abschlussgliedern besteht darin, dass sie jeweils sehr spezifisch an die äußere Form einer ganz bestimmten Energiekette eines ganz bestimmten Herstellers angepasst und daher nur für diese verwendbar sind. Werden daher verschiedene Arten von Energieketten verwendet, so müssen für jede Art die dazu passenden Abschlussglieder vorgehalten werden. Außerdem sind diese Abschlussglieder mit Zugentlastung recht kompliziert aufgebaut und daher sehr kostspielig.
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Für die meisten Energieketten gibt es darüber hinaus andere Abschlussglieder ohne Zugentlastung, die ebenfalls an die spezielle äußere Form der jeweiligen Energiekette angepasst sind, so dass sie an einem freien Ende der Energiekette befestigt, beispielsweise aufgeklemmt, werden können, und die darüber hinaus ein genormtes Außengewinde aufweisen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verwendung verschiedener Arten von Energieketten zu vereinfachen und mit weniger verschiedenen Teilen auszukommen.
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Dafür wird zunächst ein Zugentlastungselement vorgeschlagen, das einen im wesentlichen ringförmigen Körper mit zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten umfasst, wobei aus einer der Stirnseiten eine über den Umfang verteilte Mehrzahl von Dornen hervorsteht, die an ihrem freien Ende jeweils eine Verdickung aufweisen, wobei der ringförmige Körper aus zwei Halbringen besteht, die lösbar miteinander verbunden sind und die jeweils eine Teilmenge der Dornen aufweisen, und wobei der ringförmige Körper eine innere Oberfläche mit einem genormten Innengewinde versehen ist.
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Das vorgeschlagene Zugentlastungselement hat einerseits den Vorteil, dass es mit den Abschlussgliedern der Energieketten verschiedenster Hersteller verbindbar ist, wenn diese Abschlussglieder ein genormtes, z.B. ein metrisches, Außengewinde aufweisen. Es versteht sich, dass das Innengewinde dem Außengewinde entsprechen muss. Andererseits ergibt sich bei der Verwendung des vorgeschlagenen Zugentlastungselements eine simple Möglichkeit, das Ende der Energiekette mit einem bewegten Teil von Maschinen, wie einem Endeffektor, zu verbinden.
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Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Körpers Formelemente, wie Bohrungen, Schlüsselflächen, Nuten und/oder eine Rändelung oder Riffelung aufweisen, um die Befestigung des Zugentlastungselementes von Hand, oder mit einem entsprechenden Werkzeug auf einem dem Innengewinde entsprechenden Außengewinde der Energiekette zu erleichtern. Eine Riffelung in diesem Sinne kann erhaben oder vertieft ausgeführt sein. Als Schlüsselweite bezeichnet man den Abstand zweier paralleler Schlüsselflächen, die meist zur Drehmomentübertragung mittels Formschluss mit einem geeigneten Werkzeug dienen.
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Beispielsweise können drei parallele Schlüsselflächen so angeordnet sein, dass die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Körpers eine sechseckige Form aufweist.
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Die Halbringe können beispielsweise durch Schrauben, Rastelemente oder Gelenke sowie Kombinationen solcher Elemente miteinander verbunden sein.
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Geeignete Herstellungsverfahren für das Zugentlastungselement sind Spritzguss-, Druckguss-, 3D-Druckverfahren, oder andere für die Fertigung hoher Stückzahlen geeignete Fertigungsverfahren.
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Das vorgeschlagene Zugentlastungselement ist ein wesentliches Mittel zur Realisierung einer Medienzuführungseinrichtung, die ohne Verwendung eines speziell auf die verwendete Energiekette abgestimmten Abschlussglieds mit Zugentlastung auskommt und dennoch eine Zugentlastung für die in der Energiekette geführten Kabel und Schläuche mit wenigen unterschiedlichen Bauteilen bereitstellt.
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Vorgeschlagen wird daher weiterhin eine Medienzuführungseinrichtung einer Maschine, die sich von einem statischen Teil zu einem beweglichen Teil der Maschine erstreckt und den beweglichen Teil der Maschine mit Steuersignalen oder/und Energie oder/und Medien versorgt, und die eine Energiekette umfasst, deren Ende im Bereich des beweglichen Teils der Maschine ein Abschlussglied mit einem genormten Außengewinde aufweist, welches durch eine Bohrung einer Halterung geführt ist und mittels eines Zugentlastungselements der beschriebenen Art an der Halterung befestigt ist.
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Eine solche Halterung kann in einer einfachen Ausgestaltung ein Blech oder ein Winkel mit einer Bohrung sein und beispielsweise mittels Schrauben an dem beweglichen Teil der Maschine befestigt sein.
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Die Energiekette endet mit dem Außengewinde des Abschlussgliedes. Dieses wird durch die Bohrung der Halterung gesteckt. Anschließend kann das vorgeschlagene Zugentlastungselement mit seinem Innengewinde auf das Außengewinde des Abschlussgliedes der Energiekette aufgeschraubt werden, wodurch das Ende der Energiekette an der Halterung und damit an dem beweglichen Teil der Maschine befestigt wird. Anschließend können die Kabel oder Schläuche, die durch die Energiekette geführt sind, jeweils an einem der Dornen des Zugentlastungselements mittels eines Kabelbinders befestigt werden. Bedarfsweise kann das Zugentlastungselement schnell und einfach dadurch entfernt werden, dass die lösbar miteinander verbundenen Halbringe geöffnet oder voneinander getrennt werden, so dass die Kabel und Schläuche nicht verdreht werden, wie es beim Abschrauben des Zugentlastungselements passieren würde.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
- 1 eine Detaildarstellung des vorgeschlagenen Zugentlastungselements, und
- 2 eine Einbausituation der vorgeschlagenen Medienzuführeinrichtung.
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In 1 ist ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Zugentlastungselement 4 dargestellt. Das Zugentlastungselement 4 besteht aus einem ringförmigen Körper, der bevorzugt aus zwei formgleichen Halbringen 41 zusammengesetzt ist, die an den Trennstellen 48 jeweils miteinander fluchtende tangentiale Bohrungen 49 zur Aufnahme von jeweils einer lösbaren Verschraubung versehen sind, die aus jeweils einer Schraube 46 mit Mutter 47 besteht.
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Beide Halbringe 41 verfügen über eine Hälfte eines Innengewindes 43. Auf seiner Umfangsfläche weist das Zugentlastungselement 4 drei um je 120° versetzte Paare gegenüberliegender Schlüsselflächen 42 auf, die jeweils eine Schlüsselweite bilden.
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Das Zugentlastungselement 4 weist weiterhin zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen 4', 4" auf, wobei aus einer Stirnfläche 4' jedes Halbringes 41 mehrere Dornen 44 hervorstehen, die an ihrem freien Ende jeweils eine Verdickung 45 aufweisen.
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Die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Körpers Formelemente, wie Bohrungen, Schlüsselflächen 42, Nuten und/oder eine Rändelung oder Riffelung aufweisen, um die Befestigung des Zugentlastungselementes von Hand, oder mit einem entsprechenden Werkzeug auf einem dem Innengewinde entsprechenden Außengewinde der Energiekette 1 zu erleichtern. Eine Riffelung in diesem Sinne kann erhaben oder vertieft ausgeführt sein.
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2 zeigt eine Einbausituation, bei der die vorgeschlagene Medienzuführeinrichtung an einem Industrieroboter verwendet wird. Das Ende einer Energiekette 1, konkret eines Wellrohrs aus Kunststoff, ist an einer Halterung 51 befestigt, die an einem beweglichen Teil 5 eines Roboters angeordnet ist. Diese Halterung 51 ist aus einem Blech gefertigt und weist eine Bohrung auf, die groß genug ist, das Außengewinde des Abschlussglieds 3 aufzunehmen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Halterung 51 ist das vorgeschlagene Zugentlastungselement 4 auf das Außengewinde des Abschlussglieds aufgeschraubt, so dass das Ende der Energiekette 1 relativ zur Halterung 51 und damit relativ zum beweglichen Teil 5 des Roboters festgelegt ist.
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Durch das Wellrohr 1 ist ein Schlauch 2 geführt, der an dessen Ende heraustritt. Um für diesen Schlauch 2 eine Zugentlastung zu bewirken, ist der Schlauch 2 mittels eines Kabelbinders 6 an einem Dorn 44 des Zugentlastungselements 4 unmittelbar vor der Verdickung 45 befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Energiekette
- 2
- Schlauch
- 3
- Abschlussglied mit Außengewinde
- 4
- Zugentlastungselement
- 4'
- Stirnfläche
- 4"
- Stirnfläche
- 41
- Halbring
- 42
- Schlüsselfläche
- 43
- Innengewinde
- 44
- Dorn
- 45
- Verdickung
- 46
- Schraube
- 47
- Mutter
- 48
- Trennstelle
- 49
- Bohrung
- 5
- beweglicher Teil einer Maschine
- 51
- Halterung
- 6
- Kabelbinder
