WO2018192955A1 - Magazinvorrichtung für leitungen und leitungsführungseinrichtungen - Google Patents

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WO2018192955A1
WO2018192955A1 PCT/EP2018/059866 EP2018059866W WO2018192955A1 WO 2018192955 A1 WO2018192955 A1 WO 2018192955A1 EP 2018059866 W EP2018059866 W EP 2018059866W WO 2018192955 A1 WO2018192955 A1 WO 2018192955A1
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line
magazine
magazine device
guide device
winding
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PCT/EP2018/059866
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Inventor
Georg Theiss
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Igus Gmbh
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    • H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum
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    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/04—Protective tubing or conduits, e.g. cable ladders or cable troughs
    • H02G3/0462—Tubings, i.e. having a closed section
    • H02G3/0475—Tubings, i.e. having a closed section formed by a succession of articulated units

Definitions

  • the invention relates to a magazine device for winding and unwinding at least one line, in particular at least one cable, comprising a cylindrical winding body with a cylinder axis and a peripheral surface around which the at least one line in a helical shape with coaxial turns up and unwound, and a guide device for guiding during winding or unwinding of the line, wherein the guide device is rotatable about the cylinder axis relative to the winding body.
  • the guide device which serves to guide the line or line guide device during its winding or unwinding on or from the cylindrical winding body, has an arcuate deflection region with a curvature about a radial axis transverse to the cylinder axis.
  • the deflection region is rotatable with the guide device about the cylinder axis.
  • the at least one line or the wire guide receiving this can already be deflected by the relative rotation of the deflection between an axis parallel to the cylinder axis inlet and outlet direction and a circumferential direction with respect to the circumferential direction winding direction.
  • a magazine device for a cable is e.g. disclosed in the published patent application DE 27 38 047 AI.
  • the magazine assembly is intended for X-ray and less practical for other devices.
  • the guide device has for the winding and unwinding of the cable to a deflection, which for the correct winding and unwinding of the cable on or from the winding body in or out of the helical shape necessarily during the winding process radially outside and spaced from the peripheral surface in oscillates back and forth in the axial direction.
  • This axial movement is also coupled by means of an additional translation with the rotational movement of the guide device via a hand crank. This is structurally complex and already slightly prone to failure due to the number of interacting moving components in operation.
  • Generic magazine or memory devices are basically for individual lines, i. designed a single cable or a single hose.
  • a first object of the invention is therefore to further develop a generic magazine or storage device to the effect that in a relatively simple design and multiple lines together can be wound up and unwound. Furthermore, the device should keep stresses on the individual lines as minimal as possible and equally suitable for a wide variety of lines.
  • the magazine device comprises a spatially deflectable cable guide device and that the at least one line guided in or on the cable guide means and with this in or out of the magazine device up or unwound.
  • the cable routing device permits flexible filling with a plurality of possibly different lines and a simple subsequent line exchange and, on the other hand, inherently offers high line protection.
  • the cable management device increases the line protection against mechanical stress, even if only a single line is guided therein.
  • Cable guide device can be constructed according to a similar principle, the magazine or storage device, as has already been proposed for individual lines.
  • the intended arcuate deflection region as shown below, structurally simple to implement.
  • this may be a simple injection-molded part, in particular plastic Be provided injection molded part.
  • a positional immutability of the deflection region can be provided to the guide device. This is not possible in the aforementioned prior art US 6,971,605 Bl because of the functionally necessary axial displaceability of the deflection region, so that the known device of design, operation and maintenance side is expensive. In contrast to the present invention, it is even provided in US Pat. No. 6,971,605 B1 that an axial displacement of the deflection region is coupled via a transmission to a rotation of the guide device.
  • Routing device by the deflection already the strand-like body to be wound can be brought into a winding position in a simple manner, i. a position in which the strand body is axially stored or pushed onto the cylindrical winding body, winding by turn, by building up the helix.
  • this deposition of the windings can take place substantially or exclusively axially.
  • the so axially defined successive windings can form the space-saving coil.
  • the turns can represent a curve at least in this storage position, which winds at a constant pitch around the shell of the cylindrical winding body.
  • the cylindrical winding body does not necessarily have but in particular the shape of a straight cylinder, preferably a straight circular cylinder.
  • the helical shape may be a helix, helical or cylindrical spiral.
  • the deflection region can be radial to the cylinder axis be spaced, that the winding direction is substantially tangential to the circumferential direction or the line or line guide device is guided by the deflection without significant radial component directly to the peripheral surface and vice versa. Thanks to this measure, the line when winding the deflection already aligned in the winding direction tangential to the circumferential direction aligned leave, which, inter alia, a trouble-free winding allows.
  • the deflection area serves to change the direction of the line.
  • at least the rear end of the deflection region in the winding direction may be arranged in a region which adjoins in the downstream direction at the section of the peripheral surface provided for winding the line.
  • the deflection region in particular radially outside, preferably at a distance in the size of a small game, connect to the peripheral surface of the cylindrical winding body.
  • both measures have the effect of minimizing the distance of the deflection region from the peripheral surface and thus the path length of the line during winding from the exit from the deflection region towards the peripheral surface. As a result, the mechanical stress and thus a possible abrasion can be minimized.
  • the axial distance of the deflection region and / or the radial distance of the deflection region can each be minimized to the circumferential surface of the cylindrical wound body.
  • the axial distance may be less than or equal to a diameter, in particular a fraction, such as 1/2, 1/4 or 1/6 thereof, of the intended line or line guiding device with the at least one line.
  • the radial distance can be made so small that only one provided for the relative rotational movement slip between the peripheral surface and the deflection region or between the winding body and the guide device is formed. The deposition of a turn of the line on the winding body over the deflection can thus be purely axial.
  • the arcuate deflection region can have a further curvature, specifically one around the cylinder axis.
  • the curvature region has a radially outer side wall with the other one Curvature at which the line is supported radially inward on the side.
  • the further curvature may extend at least partially over a region of a deflection path, in which the deflection region has the curvature about the radial axis.
  • the further curvature may follow the region of the deflection path with the curvature about the radial axis or emerge from this area.
  • the structural dimensions of the guide device are adapted to those of at least one line or the cable guide device described below.
  • the guide device can have a drive for winding and / or unwinding the line onto or from the winding body.
  • the winding can be done automatically or automated and thus controlled or regulated.
  • the lines can also be wound up and unrolled independently of the orientation of the cylinder axis or magazine device in the gravitational field.
  • the drive is a motor drive, in particular an electric motor drive.
  • the motor drive can be used for winding and unwinding of the line on and / or away from the winding body.
  • the guide device may alternatively or additionally a mechanical, in particular passive (without motor drive)
  • Return device for unwinding the line in an extended position inside. This is useful if the magazine device is spatially arranged so that the line is pulled out against the direction of gravity.
  • a mechanical return device is considered, which is designed for winding the line on the lateral surface in a storage position inside. This favors a proper winding of the line to the helical shape.
  • the return device can in both cases a mechanically effective energy storage in the form of a spring device
  • a spring device For example, a torsion spring, a coil spring, a windable elastic band or the like.
  • the spring device is preferably stretched with settlement of the line.
  • Wiring device is positionally unchangeable and thus securely held in the storage position, the spring device may be biased in the fully wound rest position or storage position.
  • the winding body of the magazine device in a hollow cylinder, wherein the drive is arranged in the cavity or interior space.
  • the power transmission can take place axially through the interior.
  • the power transmission can be carried out by the motor drive through the interior to a front region in the outlet direction of the guide device, in particular on a coaxial to the cylinder axis rotary part.
  • This rotary part can have the deflection region, in particular be connected to the same positionally immutable.
  • the guide device and the winding body can axially engage one another via hollow cylindrical components, which are preferably coaxial to one another, and as a result z.T. be stored together.
  • the deflection can be designed to reduce the sliding friction, for example by Teflon coating or lining or by using a pair of materials with the outside of the line low friction plastic. This is particularly advantageous if the deflection region is realized in one piece with or at least positionally immutable on the guide device.
  • a deflection roller can be provided, whose circumferential running surface forms or comprises the deflection region and whose rotation or rotation axis corresponds approximately to the radial axis transversely to the cylinder axis or at least a predominant radial component.
  • the deflection roller can be arranged in the outlet direction behind the winding body, in particular behind its peripheral surface.
  • the cross-sectional profile of the running surface of the deflection roller can be adapted to the cross section of the guided object so that the running surface is radially upwardly drawn on both sides to the radial axis to form a lateral circumferential edge.
  • the tread may have a U-shaped profile, preferably a circular section profile.
  • the line carries out an expansive rotational movement with the protruding from the magazine device movable end. To avoid this, it can be provided in a further embodiment of the magazine device that the axis of rotation of the deflection roller is arranged perpendicular to the cylinder axis or with respect to the inlet direction to the cylinder axis. Thus, the line can be guided in the outlet direction to the cylinder axis.
  • a sliding bushing For further guidance can be provided in the outlet direction spaced from the deflection roller, a sliding bushing.
  • the slide bushing may have a guide ring whose opening axis lies in the cylinder axis.
  • the line are guided.
  • With respect to the axis of rotation so that it rotates from the magazine device in the outlet direction outstanding movable end only about the longitudinal axis and thus minimally moved in the winding process with respect to a plane perpendicular to the cylinder axis. In this way, winding due to winding can be reduced.
  • an outlet opening is provided for connection to and / or to the passage of the other end of the line, i. the end pointing in the direction of departure.
  • the other end is rotatably mounted in the installed position to or on this winding body.
  • the magazine device may have a bottom for the axial support of this first turn to deposit when winding the first turn.
  • the base has a support surface for depositing the first turn and that the support surface is arranged inclined to the cylinder axis.
  • the angle of inclination of the bearing surface is equal to a pitch angle of the helix, to which the line can be wound up.
  • winding here is meant a 360 ° rotating portion of the helix on the winding body.
  • the distance between the bottom and the deflection region is preferably constant. It can be provided that the distance, for example, for adaptation to the wound portion of the line, for example, by axial lowering or axial increase of the soil relative to the deflection region is adjustable.
  • the magazine device can, radially outside and spaced from the winding body and rotatably connected to the same, be provided a hollow cylindrical housing.
  • This enclosure and the peripheral surface of the bobbin may define a hollow cylindrical receiving space for the wound to the helix turns of the conduit.
  • the radial thickness of the receiving space can be adapted to the diameter of the line or line guide means that the line rests with their turns with clearance radially inside of the winding body and / or radially outside of the housing.
  • the same can also be provided for the winding and unwinding of a spatially deflectable energy guiding chain or line guiding device which has the at least one line.
  • the at least one line to be stored can be guided in or on the line guide device, wherein the line or lines can be wound up or unwound together with the line guide device into or out of the magazine device.
  • the routing device is a spatially deflectable energy supply chain.
  • the energy guiding chain may preferably have a circumferentially round, in particular circular cross-section.
  • Such a routing device allows, in the same magazine device several possibly also different lines, such as cables, hoses or the like. to work together and develop.
  • the magazine device can thus be designed to accommodate the Cable guide device in the same manner as the line up and unwind.
  • the line guide device can be performed exactly as described above by the guide device by their structural dimensions are adapted to those of the cable guide device.
  • the guide device has the arcuate deflection region with the curvature about a radial axis transversely to the cylinder axis, wherein the deflection region may be, for example, fixed to the guide device with the same about the cylinder axis or realized as a deflection roller.
  • the line guide device can be deflected by the relative rotation of the deflection, namely between an axis parallel to the cylinder axis inlet and outlet direction on the one hand and with respect to the peripheral surface circumferentially directed winding direction on the other.
  • the line guide device may each comprise multi-axially mutually bendable and articulated members, in particular chain links.
  • the chain links can be arranged one behind the other in the longitudinal direction of the cable guide device.
  • the chain links can be open at the front.
  • at least one line can be arranged guided in the longitudinal direction. There may be several, possibly with regard to purpose and / or size different lines are performed in the wiring guide.
  • the chain links for receiving and / or removal of cables in or out of the line guide device can be laterally evidently designed, in particular hinged.
  • a chain link in each case have an inner part with corresponding joint connectors for a multi-axial, for example spatial Anwinkein or pivoting of the chain links to each other and a shell part for circumferentially limiting at least one guide channel.
  • a multi-axial, for example spatial Anwinkein or pivoting of the chain links to each other and a shell part for circumferentially limiting at least one guide channel.
  • each chain link respectively corresponding cardan or ball-joint-like Has joint connector.
  • Such joint connectors are on the one hand suitable for multiaxial, in particular spatially angled connection and at the same time allow the absorption of tensile forces between the chain links of the wiring.
  • the joint connectors may each be formed with a joint ball head and a ball socket.
  • the chain links can form a circumferentially completely closed pipe section through their shell parts.
  • This pipe section is formed bendable over the joint connector in all three dimensions.
  • at least one slot-shaped, extending over the entire length of the member opening of the pipe section may be provided.
  • the casing part may comprise at least one segment, which is connected to a web on the inner part such that it can be pivoted open.
  • a guide channel associated with the segment can be made peripherally or externally accessible.
  • adjacent chain links may at least partly overlap with their shell parts in the longitudinal direction.
  • the shell parts of the chain links can each have rotationally symmetrical enveloping and longitudinally overlapping end regions. These can be designed as spherical cap-like sections.
  • the casing part comprises at least one segment, which is pivotally connected to a web on the inner part to make an associated guide channel for the at least one line accessible from the outside.
  • a joint arrangement with at least two freedoms or degrees of freedom can be provided.
  • the joint arrangement can be designed so that the segment can be pivoted open during pivoting over an adjacent segment, in particular in the region of the overlap.
  • the joint arrangement allows the segment, in particular its end facing the web, independently or in addition to the pivoting movement, for example a further outwardly directed movement direction, whereby the segment can also be movable outwards transversely to the longitudinal direction.
  • a fully closed jacket could basically be swung open easily with an external hinge.
  • hinge components outside of the shell parts would bring with it protruding parts on the outer surface, which is undesirable.
  • the joint assembly would be exposed to the external action against which a protective effect is to achieve advantageous.
  • a preferred embodiment provides that the hinge assembly is disposed completely inwardly with respect to the skirt portion, such that the hinge assembly is protected in the closed condition.
  • the hinge arrangement for pivoting areas or segments of the shell parts is to be distinguished from the multi-axial bendable articulated connection between the chain links.
  • Multiaxial angled means in the present case, a mobility of the chain links to each other by at least two independent axes, in particular a spatial mobility through a ball joint.
  • the inner part can be made in one piece with the webs. It can be composed of four links each link in a preferred design of four items.
  • the joint arrangement preferably forms, as a first degree of freedom, an axis of rotation which is directed substantially parallel to the longitudinal direction of the line guide and, independently of or in addition to the pivoting movement, at least a second degree of freedom which allows the segment to pivot over upon pivoting an adjacent segment can be pivoted away.
  • the joint arrangement is designed as a combination of two joints, in particular two different and spatially separated joint types.
  • it is also an execution as a multiple joint with coincident joints conceivable.
  • the hinge assembly in an alternative embodiment as a single joint be executed with at least two freedoms, which in addition to the pure Aufschwenkmosung of the segment allows a further independent movement.
  • the hinge assembly is a turn and turn guide, e.g. as a slotted guide with rotatable engagement, executed with a substantially transverse to the axis of rotation curve direction.
  • the axis of rotation may expediently be executed substantially parallel to the longitudinal direction of the line guide or to the guide direction.
  • the webs limit guide channels laterally in the circumferential direction.
  • the access to individual guide channels can be made circumferentially or over the circumference of the shell part or the respective segment.
  • An access to the respective jacket part associated guide channel can be made substantially radially.
  • the cable guide device may have a standard defined minimum bending radius.
  • the line guiding device can have bending radius stops provided on the outside, in particular on the casing part, and / or inside bending radius stops provided, in particular on the inner part or joint.
  • At least the chain links of the line guide device alone or at least predominantly of injection molded parts, in particular plastic injection molded parts constructed.
  • the injection-molded parts may be formed of an electrically conductive material, which are particularly suitable for ESD and / or Ex-protection areas.
  • a hazardous area is classified as an area in which explosive atmospheres can occur.
  • ESD areas electrostatic discharges (ESD)
  • ESD electrostatic discharges
  • the energy guiding chain per se and / or its individual chain links can be of modular design.
  • the cable guide device can be extended and shortened at any point between two adjacent chain links.
  • At least one or all of the hinge connectors can be detachably arranged independently of other hinge connectors with complete separation of the line connection device. This gives maximum flexibility with every installation.
  • the cable guide device may be to the outside tight, such as chips dense or dust tight, be formed.
  • the magazine device has one or more of the features shown above as preferred (in any combination). Further details and advantages of the invention will become apparent hereinafter, without thereby limiting the scope thereof, by the description of preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
  • 1 shows a view of an embodiment of a respective FIG. 1
  • FIGS. 2A-2C each show a view of a further embodiment of the invention
  • FIGS. 2D-E each show a similar side view of the embodiment of the magazine device according to FIGS. 2A to 2C in a storage position or in a winding position
  • FIGS. 3A-3D each show a view of a further embodiment of the invention
  • FIGS. 5A-5C each show a view of a further embodiment of the magazine device with cable or line guide device and
  • FIGS. 6A-6B each show a perspective view of a conventional spatially deflectable energy guiding chain.
  • the routing device L according to FIGS. 6A and 6B is in each case in a single representation as usual spatially
  • Energy guiding chain E is purely illustrative side only a line guide L inserted, because, as can be concluded from the geometries alone, in this energy chain E also much more lines L than just a line guide L as well as different
  • the interconnected chain links K are multi-axially angled against each other and in the longitudinal direction of the 1
  • a chain link K has in each case an inner part IT with corresponding articulated connectors GV for a multi-axial, for example spatial, angle or
  • Jacket part MT on the peripheral boundary of at least one guide channel F on. There is a bend adjacent
  • Chain links K relative to each other around all three spatial directions and a mobility of the routing device L in all three directions possible.
  • adjacent chain links K are each ball-joint-like over one here
  • the jacket part MT comprises at least one segment Se.
  • At least one segment Se is pivotally connected to a web St on the inner part IT to make an associated guide channel F circumferentially or accessible from the outside.
  • Each bar St serves as a holder for exactly one corresponding segment Se.
  • adjacent chain links K overlap with their shell parts MT in the longitudinal direction 1.
  • a joint arrangement GO with two degrees of freedom or degrees of freedom is provided between each segment Se of the shell part MT and associated web St of the inside part IT.
  • Each hinge assembly Go corresponds to a combination of a rotary joint and a cam guide or a sliding guide with rotatable at a flat view
  • the webs St limit the here three guide channels F laterally in the circumferential direction u.
  • the routing device L has, as usual, a defined minimum bending radius. For this purpose, provided here on the ball joint provided here not visible bending radius stops.
  • the chain links K form a circumferentially completely closed tube section via their jacket parts MT.
  • the shell parts MT adjacent chain links K are arranged axially overlapping.
  • the jacket parts MT of FIG. 6B it can be seen in particular FIG. 6B that the jacket parts MT of FIG. 6
  • Chain links K each have rotationally symmetrical enveloping and in the longitudinal direction 1 cross-over end portions Eb, which are designed as spherical cap-like sections.
  • Injection molded plastic parts constructed.
  • the plastic used is electrically conductive and, as above
  • the energy guiding chain E as well as its individual chain links K are of modular construction, according to a construction known per se, which is typically used on industrial robots, e.g. according to the principle of the patent EP 1 616 376 Bl.
  • the energy chain E can be extended and shortened at any point, for example, between two adjacent chain links K.
  • the description of the figures extends almost exclusively to the use of the magazine device for the cable routing device L, which can be wound up and unwound in a manner similar to a line in the magazine device 1. Not shown in detail are the guided in the routing device L lines Lg (see FIG.6B).
  • the magazine device 1 has a cylindrical winding body 2 with a cylinder axis z and a peripheral surface 21.
  • the line guide device L is up and unwound as a helix with coaxial turns W.
  • the magazine device 1 has a guide device 3 for guiding the line guide device L during its winding or unwinding on or from the cylindrical winding body 2 into or out of the helical shape.
  • the guide device 3 is arranged rotatably about the cylinder axis z relative to the winding body 2.
  • the winding body 2 is fixed with respect to a base 4 and the guide device 3 is arranged rotatably about the cylinder axis z to the base 4 at the same.
  • the guide device 3 has an arcuate deflection region 31 with a curvature about a radial axis r transversely to the cylinder axis z.
  • the deflection region 31 is rotatably supported by the guide device 3 about the cylinder axis z. Due to the relative rotation is the Line guide L between a parallel to the cylinder axis z inlet direction e or outlet direction a and a respect to the circumference surface 21 circumferentially winding direction w deflected by the deflection 31.
  • the windings may be completely retracted into the magazine device 1 in a storage position in which the portion of the wire guide L provided for storage is completely retracted.
  • the cable routing device L is wound up with the bottom winding W resting on a bottom 41 fixed to the base to form a helix WE, wherein in the storage position the windings W abut one another axially at a constant pitch angle ⁇ .
  • the bottom 41 is also employed to this slope angle ß formed in the storage position of the line guide device to the cylinder axis z. Since the distance between bottom 41 and deflection 31 is invariably formed here, as shown in Figure 2E, the turns W of the filament WE during unwinding in the outlet direction a axially pulled apart, whereby the pitch angle ß of the filament WE is increased accordingly. Accordingly, the pitch angle ⁇ is reduced when winding into the storage position, wherein the turns W, depending on the rigidity of
  • the deflecting region 31 is arranged at a spacing from the contact surface 21, which is radial to the cylinder axis z. Accordingly, the winding direction w is tangential and aligned at an angle equal to the pitch angle ß to the cylinder axis z.
  • the deflection region 31 is formed by an arc 32.
  • the guide device 3 has at the axial height of the deflection 31 a to the cylinder axis z coaxial annular or circular disk-shaped rotary member 33, with which the sheet 32 is integrally connected.
  • the rotary member 33 is flange-shaped with a radially outwardly encircling collar 331 formed by the winding body 2 for pivotal mounting of the rotary member 33 and thus the guide device 3 engages under.
  • two deflection regions 31 are provided, which are circumferentially approximately, ie, spaced from each other with slippage, around the diameter of the cable guide device L. They are arranged with mirror symmetry relative to one another with respect to a longitudinal sectional plane designed as a plane of symmetry, which has the cylinder axis z and passes radially in the middle between the deflection regions 31 and is equal to the imaging plane in FIGS. 1B and 2C.
  • the two deflection regions 31 diverge due to their curvature in the inlet direction e. They thus limit in the direction of contact u a space that widens like a funnel in the inlet direction e. This ensures that the line, as shown in the figures, can be wound to a relative to the outlet direction a right-handed helix, but alternatively also to a left-handed helix to the outlet direction a.
  • the line guide L protrudes with a movable end B in the outflow direction a from the magazine device 1, while its other end D is held static at least in the winding position and the storage position to the base.
  • the other end D terminates in an annular connection to the connection, for example to a further line (not shown here).
  • the routing device L can be wound or unwound over a manual rotation of the guide device 3 relative to the base 4. Especially with longer and heavier lines L, it makes sense that the guide device 3 has a drive 5 for winding and / or unwinding of the line guide device L on or from the winding body 2.
  • the magazine device 1 can be operated by means of the drive 5, regardless of their orientation in the field of gravity functionally.
  • FIGS. 1 and 2 each show an embodiment of the magazine device 1, which has as drive 5 a mechanical return device 51 for winding up the line guide device L onto the outer surface of the winding body 2 into the storage position.
  • the return device 51 has a mechanically effective energy storage, here, without the scope to be limited to this, is realized by a so-called rubber drive 52.
  • the rubber drive 52 has a circumferential elastic band 53 which, running in the cylinder axis z, connects the guide device 3 to the base 4.
  • a spring device with, for example, a torsion spring and / or a coil spring can be used, which are not shown here, however, since they are equal to the rubber drive 52 effective.
  • the elastic band 53 With the rotation of the guide device 3 relative to the base 4, here during unwinding of the cable guide device L, the elastic band 53 is twisted with storage of corresponding torsional energy, which then serves to wind the cable guide device L.
  • a rotating part 54 to which the belt 53 is deflected at the bottom, is embedded in the base 4 on the underside.
  • This rotary member 54 can be rotated relative to the base 4 by a certain amount to produce a bias voltage of the belt 53 and then held or fixed against rotation relative to the base 4.
  • the drive 5 may have an electric drive 55, as shown by way of example in FIG. 4B, a longitudinal sectional view of the magazine device 1, schematically and only in parts. Not shown here is the electric motor itself, but only a part of a translation in the form of a drive gear 56 to which the electric motor transmits its torque via a pinion, not shown here.
  • the torque is transmitted from the drive gear 56 to a rotary shaft 57 extending in the cylinder axis z, which transmits the torque on the upper side to the guide device 3, so that the guide device 3 is rotationally driven relative to the base 4 about the cylinder axis z.
  • the winding body 2 is formed as a hollow cylinder, wherein space-saving at least the torque transmission of the drive 5 to the guide device 3 takes place axially through the cylindrical interior 22 of the winding body 2.
  • the guide device 3 and the winding body 2 are coaxially arranged intermeshing, wherein the guide device 3 is guided on the inside of the winding body 2.
  • the guide device 3 engages with a hollow cylindrical body 34 axially into the interior 22 of the winding body 2, wherein the hollow cylindrical body 34 in the inlet direction e of the rotary member 33 starts and is integrally connected to the same.
  • the torque transmission takes place axially through the interior of the hollow cylindrical body 34.
  • the coupling of the torque in the embodiments of the magazine device 1 according to Figures 1 and 2 takes place kraftmechanisch favorably axially equal to the deflection 31.
  • To reduce friction and to prevent tilting of the guide device is supported the same in its rotatable mounting via a radially outwardly facing annular projection 341 on the body 34 on the inside of the winding body 2 from.
  • the arcuate deflection region 31 is realized by an arc 32 which is integrally connected to the rotation part 33.
  • the deflection region 31 is realized by a deflection roller 35, specifically by its radially outer running surface 36. In this case, the deflection region 31 is equal to the portion of the running surface 36 in which the line guidance device L is actually in contact with the rotation of the deflection roller 35.
  • the axis of rotation ro of the guide roller 35 is equal to the radial axis r transverse to the cylinder axis z.
  • the axis of rotation ro is arranged perpendicular to the cylinder axis z.
  • the line guide device L protrudes radially spaced from the cylinder device z in the outflow direction a from the magazine device 1 out.
  • the line guide device L is led out of the magazine device 1 toward the cylinder axis z with the exit in the exit direction a.
  • the rotation axis ro is arranged in an angle ⁇ in the inlet direction e inclined to the cylinder axis z.
  • This angle of attack ⁇ is less than 90 ° and is here exemplarily about 50 °.
  • a slide bushing 37 is provided with a guide ring 38 via a holder 332 in the outlet direction a to the rotary member 33 and the guide roller 35, the opening axis is in the cylinder axis z ,
  • the running surface 36 of the deflecting roller 34 has a U-shaped profile adapted to the line guiding device L, whereby the line guiding device L is held radially inwards and axially laterally with respect to the axis of rotation d of the deflecting roller 34.
  • a hollow cylindrical housing 42 which rotatably connected to the base 4 is. Furthermore, the guide device is rotatably arranged to housing 42 via an annular gap 43 spaced from the housing 42. Housing 42 and bobbin 2 define a hollow cylindrical receiving space 39 for wound to the coil turns W of the routing device L, the windings W are guided in the receiving space 39 to the housing 42 and / or the winding body 2.
  • the radial thickness of the hollow cylindrical receiving space 37 is adapted to the diameter of the cable guide device L.
  • the housing in the outlet direction a behind the deflection 31 is formed in the outlet direction a funnel-like widening.
  • a further bending of the cable guide device L can take place in the circumferential direction u. This is ensured, for example, by the fact that the cable routing device L during winding in the inlet direction. 1 is introduced by the means of the retractor 51 or the motor drive, a tensile force in the cable guide device L, by means of which the cable guide device L is bent over the bobbin 2 circumferentially.
  • the unwinding in the outlet direction a can be done manually, whereby also a corresponding tensile force for circumferential bending of the line guide device L is introduced via the winding body 2 in the line guide device L.
  • an outlet opening 43 is provided for connection to and / or passage of the end D of the line guide device L pointing in the inlet direction e.
  • the other end D is arranged in the installation position rotationally fixed to the winding body 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magazinvorrichtung (1) zur Auf- und Abwicklung zumindest einer Leitung (Lg) oder einer Leitungsführungseinrichtung (L). Diese ist über einen zylindrischen Wickelkörper (2) mit einer Zylinderachse (z) und einer Umfangsfläche (21), bezüglich welcher die zumindest eine Leitung (Lg) in einer wendelartigen Form mit koaxialen Windungen auf- und abwickelbar ist. Ferner ist eine Führungsvorrichtung (3; 35) zur Führung in die bzw. aus der wendelartigen Form vorgesehen. Zudem weist die Magazinvorrichtung (1) eine räumlich auslenkbare Leitungsführungseinrichtung (L) auf, in der die zumindest eine Leitung (Lg) geführt und mit dieser in die bzw. aus der Magazinvorrichtung (1) auf- bzw. abwickelbar ist.

Description

MAGAZINVORRICHTUNG FÜR LEITUNGEN UND LEITUNGSFÜHRUNGSEINRICHTUNGEN
Die Erfindung betrifft eine Magazinvorrichtung zur Auf- und Abwicklung zumindest einer Leitung, insbesondere zumindest eines Kabels, aufweisend einen zylindrischen Wickelkörper mit einer Zylinderachse und einer Umfangsfläche, um welche die zumindest eine Leitung in einer wendelartigen Form mit koaxialen Windungen auf- und abwickelbar ist, und eine Führungsvorrichtung zur Führung bei Aufwicklung bzw. Abwicklung der Leitung, wobei die Führungsvorrichtung um die Zylinderachse relativ zum Wickelkörper drehbar ist. Die Führungsvorrichtung, welche zum Führen der Leitung bzw. Leitungsführungseinrichtung bei deren Aufwicklung bzw. Abwicklung auf den bzw. von dem zylindrischen Wickelkörper dient, weist einen bogenförmigen Umlenkbereich mit einer Krümmung um eine Radialachse quer zur Zylinderachse auf. Der Umlenkbereich ist mit der Führungsvorrichtung um die Zylinderachse drehbar. So kann die zumindest eine Leitung oder auch die diese aufnehmende Leitungsführungseinrichtung bereits durch die Relativdrehung vom Umlenkbereich umgelenkt werden zwischen einer zur Zylinderachse achsparallelen Ein- bzw. Auslaufrichtung und einer bezüglich der Umfangsfläche umfangsgerichteten Wickelrichtung.
Eine Magazinvorrichtung für ein Kabel wird z.B. in der Offenlegungsschrift DE 27 38 047 AI offenbart. Hier ist aufwendig ein Kabel über eine Umlenkrolle von einer zur Basis festen Trommel auf eine zur festen Trommel koaxiale und relativ zu derselben drehbar bewegbare Trommel und wieder zurück aufwickelbar angeordnet. Die Magazinanordnung ist für Röntgengeräte vorgesehen und für andere Vorrichtungen wenig praxistauglich.
Eine andere Magazinvorrichtung für Kabel wird z.B. im Patent US 6,971,605 Bl beschrieben. Die Führungsvorrichtung weist für die Auf- und Abwicklung des Kabels eine Umlenkung auf, die zur korrekten Auf- und Abwicklung des Kabels auf den bzw. von dem Wickelkörper in die bzw. aus der wendelartigen Form notwendigerweise während des Wicklungsvorgangs radial außen und beabstandet zur Umfangsfläche in axialer Richtung hin und her oszilliert. Diese axiale Bewegung ist zudem mittels einer zusätzlichen Übersetzung mit der Drehbewegung der Führungsvorrichtung über eine Handkurbel gekoppelt. Dies ist konstruktiv aufwendig und bereits wegen der Anzahl zusammenwirkender beweglicher Bauteile im Betrieb leicht störanfällig.
Gattungsgemäße Magazin- bzw. Speichervorrichtungen sind grundsätzlich für einzelne Leitungen, d.h. ein einziges Kabel oder einen einzigen Schlauch ausgelegt. Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es mithin, eine gattungsgemäße Magazin- bzw. Speichervorrichtung dahingehend weiter zu bilden, dass bei relativ einfacher Bauweise auch mehrere Leitungen gemeinsam auf- und abgewickelt werden können. Ferner soll die Vorrichtung Beanspruchungen der einzelnen Leitungen möglichst minimal halten und für unterschiedlichste Leitungen gleichermaßen geeignet sein.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Die gestellte Aufgabe wird in einfachster Ausführungsform bereits dadurch gelöst, dass die Magazinvorrichtung eine räumlich auslenkbare Leitungsführungseinrichtung umfasst und dass die zumindest eine Leitung in oder an der Leitungsführungseinrichtung geführt und mit dieser in die bzw. aus der Magazinvorrichtung auf- bzw. abwickelbar ist .
Die Leitungsführungseinrichtung erlaubt dabei einerseits eine flexible Befüllung mit mehreren ggf. verschiedenen Leitungen und einen einfachen nachträglichen Leitungsaustausch und bietet andererseits inhärent einen hohen Leitungsschutz. Außerdem erhöht die Leitungsführungseinrichtung den Leitungsschutz gegenüber mechanischer Beanspruchung auch wenn nur eine einzige Leitung darin geführt wird. Durch die vorgeschlagene räumlich auslenkbare
Leitungsführungseinrichtung kann dabei die Magazin- bzw. Speichervorrichtung nach einem ähnlichen Prinzip aufgebaut sein, wie es für einzelne Leitungen bereits vorgeschlagen wurde.
Der vorgesehene bogenförmige Umlenkbereich ist , wie weiter unten gezeigt, konstruktiv einfach zu realisieren. Es kann beispielsweise hierfür ein einfaches Spritzgussteil, insbesondere Kunststoff- Spritzgussteil vorgesehen sein.
Zur weiteren Vereinfachung der Konstruktion kann eine Lageunveränderlichkeit des Umlenkbereichs zu der Führungsvorrichtung vorgesehen sein. Diese ist beim eingangs genannten Stand der Technik US 6,971,605 Bl wegen der funktionsnotwendigen axialen Verschieblichkeit des Umlenkbereiches nicht möglich, sodass die bekannte Vorrichtung von Konstruktions- , Betriebs- und Wartungsseite her aufwendig ist. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung ist in US 6,971,605 Bl sogar vorgesehen, dass eine axiale Verschiebung des Umlenkbereichs über ein Getriebe mit einer Rotation der Führungsvorrichtung gekoppelt ist.
Die vorliegende Erfindung erkennt aber, dass mit dem Durchlauf der Leitung bzw. der weiter unten beschriebenen
Leitungsführungseinrichtung durch den Umlenkbereich bereits der zu wickelnde strangartige Körper auf einfache Weise in eine Wickelposition hinein gebracht werden kann, d.h. eine Position, in welcher der Strangkörper unter Aufbau der Wendel axial, Windung für Windung auf dem zylindrischen Wickelkörper abgelegt bzw. aufgeschoben wird. Vorteilhaft kann diese Ablage der Windungen im Wesentlichen oder ausschließlich axial erfolgen. Vorteilhaft einfach können die so axial definiert aufeinander abgelegten Windungen die platzsparende Wendel bilden. Zumindest in einer Speicherposition, in der wenigstens der Abschnitt der Leitung, der zur Speicherung auf dem zylindrischen Wickelkörper vorgesehen ist, vollständig aufgewickelt ist, kann vorgesehen sein, dass die Windungen axial aneinander anliegen. Damit kann bezüglich der Zylinderachse eine maximale Dichte an Windungen bzw. eine maximale Raumausnutzung zur Speicherung von Kabellänge erzielt werden. Die Windungen können zumindest in dieser Speicherposition eine Kurve darstellen, die sich mit konstanter Steigung um den Mantel des zylindrischen Wickelkörpers windet.
Der zylindrische Wickelkörper weist nicht zwingend aber insbesondere die Form eines geraden Zylinders, vorzugsweise eines geraden Kreiszylinders auf. Die wendelartige Form kann eine Helix, Schraubenlinie oder zylindrische Spirale sein. In einer vorteilhaft einfachen und kompakten Ausführungsform der Magazinvorrichtung kann der Umlenkbereich radial zur Zylinderachse so beabstandet sein, dass die Wickelrichtung im Wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung verläuft bzw. die Leitung bzw. Leitungsführungseinrichtung vom Umlenkbereich ohne nennenswerte Radialkomponente unmittelbar an die Umfangsfläche geführt wird und umgekehrt. Dank dieser Maßnahme kann die Leitung beim Aufwickeln den Umlenkbereich bereits in Wickelrichtung tangential zur Umfangsrichtung umgelenkt ausgerichtet verlassen, welches u.a. ein störungsfreies Aufwickeln ermöglicht. Der Umlenkbereich dient zur Richtungsveränderung der Leitung. In einer Ausführungsform kann zumindest das in Wickelrichtung hintere Ende des Umlenkbereichs in einem Bereich angeordnet sein, der in Auslaufrichtung hinten an den für die Aufwicklung der Leitung vorgesehenen Abschnitt der Umfangsfläche anschließt. Dabei kann der Umlenkbereich insbesondere radial außen, vorzugsweise in einem Abstand in der Größe eines geringen Spiels, an der Umfangsfläche des zylindrischen Wickelkörpers anschließen. Beide Maßnahmen bewirken jeweils, dass der Abstand des Umlenkbereiches zur Umfangsfläche und damit die Weglänge der Leitung beim Aufwickeln vom Austritt aus dem Umlenkbereich zur Umfangsfläche hin minimiert werden. Hierdurch kann die mechanische Belastung und damit ein möglicher Abrieb minimiert werden .
Der axiale Abstand des Umlenkbereichs und/oder der radiale Abstand des Umlenkbereichs können jeweils zur Umfangsfläche des zylindrischen Wickelkörpers minimiert sein. Hierbei kann der axiale Abstand kleiner/gleich einem Durchmesser, insbesondere einem Bruchteil, wie 1/2, 1/4 oder 1/6 desselben, der vorgesehenen Leitung bzw. Leitungsführungseinrichtung mit der zumindest einen Leitung sein. Der radiale Abstand kann so gering ausgelegt werden, dass lediglich ein für die Relativdrehbewegung vorgesehener Schlupf zwischen Umfangsfläche und Umlenkbereich bzw. zwischen dem Wickelkörper und der Führungsvorrichtung ausgebildet ist. Das Ablegen einer Windung der Leitung auf den Wickelkörper über den Umlenkbereich kann somit rein axial erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform der Magazinvorrichtung kann der bogenförmige Umlenkbereich eine weitere Krümmung und zwar eine um die Zylinderachse aufweisen. Konstruktiv kann vorgesehen sein, dass der Krümmungsbereich eine radial äußere Seitenwand mit der weiteren Krümmung aufweist, an der sich die Leitung radial innen seitlich abstützt. Die weitere Krümmung kann sich zumindest zum Teil über einen Bereich eines Umlenkweges erstrecken, in dem der Umlenkbereich die Krümmung um die Radialachse aufweist. Die weitere Krümmung kann sich an den Bereich des Umlenkweges mit der Krümmung um die Radialachse anschließen oder aus diesem Bereich hervorgehen.
Es versteht sich, dass die konstruktiven Abmessungen der Führungsvorrichtung denen der zumindest einen Leitung bzw. der weiter unten beschriebenen Leitungsführungseinrichtung angepasst sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Magazinvorrichtung kann die Führungsvorrichtung einen Antrieb zum Aufwickeln und/oder Abwickeln der Leitung auf den bzw. von dem Wickelkörper aufweisen.
Hierdurch kann das Wickeln selbsttätig erfolgen oder automatisiert und damit gesteuert oder geregelt werden. Insbesondere können dank dieser Maßnahme die Leitungen auch unabhängig von der Ausrichtung der Zylinderachse bzw. Magazinvorrichtung im Schwerkraftfeld auf- und abgewickelt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Antrieb ein motorischer Antrieb, insbesondere elektromotorischer Antrieb ist. Der motorische Antrieb kann zum Aufwickeln und Abwickeln der Leitung auf und/oder weg von dem Wickelkörper eingesetzt werden.
Die Führungsvorrichtung kann alternativ oder ergänzend eine mechanische, insbesondere passive (ohne Motorantrieb)
Rückholvorrichtung zum Abwickeln der Leitung in eine Ausziehposition hinein aufweisen. Dies ist sinnvoll, wenn die Magazinvorrichtung räumlich so angeordnet ist, dass die Leitung gegen Schwerkraftrichtung ausgezogen wird.
Als besonders vorteilhaft wird eine mechanische Rückholvorrichtung angesehen, die zum Aufwickeln der Leitung auf die Mantelfläche in eine Speicherposition hinein ausgelegt ist. Diese begünstigt ein ordnungsgemäßes Aufwickeln der Leitung zu der Wendelform.
Die Rückholvorrichtung kann in beiden Fällen einen mechanisch wirksamen Energiespeicher in Form einer Federvorrichtung mit beispielsweise einer Torsionsfeder, einer Spiralfeder, eines aufwickelbaren elastischen Bandes oder dgl. aufweisen, wobei die Federvorrichtung vorzugsweise mit Abwicklung der Leitung gespannt wird .
Um zu gewährleisten, dass die Leitung bzw.
Leitungsführungseinrichtung lageunveränderlich und damit sicher in der Speicherposition gehalten ist, kann die Federvorrichtung in der vollständig aufgewickelten Ruhelage bzw. Speicherposition vorgespannt sein .
Konstruktiv günstig ist es, den Wickelkörper der Magazinvorrichtung hohlzylindrisch auszubilden, wobei der Antrieb im Hohlraum bzw. Innenraum angeordnet ist. So kann die Kraftübertragung axial durch den Innenraum erfolgen. Die Kraftübertragung kann vom Motorantrieb durch den Innenraum auf einen in Auslaufrichtung vorderen Bereich der Führungsvorrichtung, insbesondere auf ein zur Zylinderachse koaxiales Rotationsteil erfolgen. Dieses Rotationsteil kann den Umlenkbereich aufweisen, insbesondere mit demselben lageunveränderlich verbunden sein. Konstruktiv einfach ist eine Realisierung bei des lageunveränderlichen Umlenkbereichs, bei der das Rotationsteil, koaxial zum Wickelkörper angeordnet, kreisring- oder kreisscheibenförmig ausgebildet ist, wobei radial außen an dem Rotationsteil ein Bogen mit dem Umlenkbereich vorgesehen ist.
Die Führungsvorrichtung und der Wickelkörper können über vorzugsweise zueinander koaxiale hohlzylindrische Bauteile axial ineinander greifen und auch hierdurch z.T. aneinander gelagert sein.
Der Umlenkbereich kann zur Verminderung der Gleitreibung beispielsweise durch Teflon-Beschichtung oder -Auskleidung oder auch durch Verwendung eines in Werkstoffpaarung mit der Außenseite der Leitung reibungsarmen Kunststoffs, ausgelegt sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Umlenkbereich einteilig mit oder zumindest lageunveränderlich an der Führungsvorrichtung realisiert ist.
Zur Reibungs- und Abriebsverminderung kann alternativ eine Umlenkrolle vorgesehen sein, deren umlaufende Lauffläche den Umlenkbereich bildet bzw. aufweist und deren Rotations- bzw. Drehachse in etwa der Radialachse quer zur Zylinderachse entspricht oder zumindest eine überwiegende Radialkomponente aufweist. Die Umlenkrolle kann dabei in Auslaufrichtung hinter dem Wickelkörper, insbesondere hinter dessen Umfangsfläche angeordnet sein.
Das Querschnittsprofil der Lauffläche der Umlenkrolle kann an den Querschnitt des geführten Gegenstands so angepasst sein, dass die Lauffläche zur Radialachse unter Ausbildung eines seitlichen umlaufenden Randes beidseitig radial hochgezogen ist. Die Lauffläche kann ein U-förmiges Profil, vorzugsweise ein Kreisabschnittsprofil aufweisen . Es kann nachteilig sein, dass die Leitung mit dem aus der Magazinvorrichtung herausragenden beweglichen Ende eine raumgreifende Rotationsbewegung ausführt. Zur Vermeidung dessen kann in einer weiteren Ausbildungsform der Magazinvorrichtung vorgesehen sein, dass die Rotationsachse der Umlenkrolle senkrecht zur Zylinderachse oder bezüglich der Einlaufrichtung angestellt zur Zylinderachse hin angeordnet ist. Damit kann die Leitung in Auslaufrichtung zur der Zylinderachse hin geführt werden.
Zur weitergehenden Führung kann, in Auslaufrichtung beabstandet zu der Umlenkrolle, eine Gleitdurchführung vorgesehen sein. Die Gleitdurchführung kann einen Führungsring aufweisen, dessen Öffnungsachse in der Zylinderachse liegt. Damit kann z.B. die Leitung bzgl. der Drehachse geführt werden, so dass ihr aus der Magazinvorrichtung in Auslaufrichtung herausragendes bewegliches Ende lediglich um die Längsachse rotiert und damit beim Wicklungsvorgang bezüglich einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse minimal bewegt wird. Auf diese Weise kann auch wicklungsbedingter Drall verringert werden .
Vorzugsweise ist bodenseitig der Magazinvorrichtung eine Austrittsöffnung vorgesehen zum Anschluss an das und/oder zum Durchgang des anderen Endes der Leitung, d.h. das in Auslaufrichtung weisende Ende. Vorzugsweise ist das andere Ende in Einbaulage drehfest zu dem bzw. an diesem Wickelkörper angeordnet.
Die Magazinvorrichtung kann zum Ablegen beim Aufwickeln der ersten Windung einen Boden zur axialen Auflage dieser ersten Windung aufweisen. In Verbesserung der Wicklungsvorgänge kann vorgesehen sein, dass der Boden eine Auflagefläche zur Ablage der ersten Windung aufweist und dass die Auflagefläche geneigt zur Zylinderachse angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel der Auflagefläche gleich einem Steigungswinkel der Wendel, zu der die Leitung aufwickelbar ist. Mit Windung ist hier ein um 360° umlaufender Abschnitt der Wendel am Wickelkörper gemeint.
Der Abstand zwischen Boden und Umlenkbereich ist vorzugsweise konstant. Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand, beispielsweise zur Anpassung an den aufzuwickelnden Abschnitt der Leitung, beispielsweise durch axiale Absenkung oder axiale Anhebung des Bodens gegenüber dem Umlenkbereich einstellbar ist.
In der weiteren Ausbildung der Magazinvorrichtung kann, radial außen und beabstandet zu dem Wickelkörper sowie drehfest mit demselben verbunden, eine hohlzylindrische Einhausung vorgesehen sein. Diese Einhausung und die Umfangsfläche des Wickelkörpers können einen hohlzylindrischen Aufnahmeraum für die zu der Wendel aufgewickelten Windungen der Leitung definieren. Hierbei kann die radiale Dicke des Aufnahmeraumes so dem Durchmesser der Leitung bzw. Leitungsführungseinrichtung angepasst sein, dass die Leitung mit ihren Windungen mit Spiel radial innen an dem Wickelkörper und/oder radial außen an der Einhausung anliegt.
In Erweiterung der möglichen Verwendungen der Magazinvorrichtung kann dieselbe auch für die Auf- und Abwicklung einer räumlich auslenkbaren Energieführungskette bzw. Leitungsführungseinrichtung vorgesehen sein, welche die zumindest eine Leitung aufweist. Mit anderen Worten, die zu speichernde zumindest eine Leitung kann in der oder an der Leitungsführungseinrichtung geführt sein, wobei die Leitung bzw. die Leitungen zusammen mit der Leitungsführungseinrichtung in die bzw. aus der Magazinvorrichtung auf- bzw. abwickelbar sind. Bevorzugt ist die Leitungsführungseinrichtung eine räumlich auslenkbare Energieführungskette. Die Energieführungskette kann vorzugsweise einen umfänglich runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt aufweisen. Eine solche Leitungsführungseinrichtung erlaubt es, in derselben Magazinvorrichtung mehrere ggf. auch unterschiedliche Leitungen, wie Kabel, Schläuche oder dgl . , gemeinsam auf- und abzuwickeln .
Die Magazinvorrichtung kann somit ausgelegt sein, um die Leitungsführungseinrichtung in gleicher Weise wie die Leitung auf- und abzuwickeln. Hierbei kann die Leitungsführungseinrichtung genau wie vorstehend beschrieben durch die Führungsvorrichtung geführt werden, indem deren konstruktive Abmessungen denen der Leitungsführungseinrichtung angepasst sind. Die Führungsvorrichtung weist den bogenförmigen Umlenkbereich mit der Krümmung um eine Radialachse quer zur Zylinderachse auf, wobei der Umlenkbereich z.B. ortsfest an der Führungsvorrichtung mit derselben um die Zylinderachse drehbar bzw. als Umlenkrolle realisiert sein kann. Somit kann die Leitungsführungseinrichtung durch die Relativdrehung von dem Umlenkbereich umgelenkt werden, nämlich zwischen einer zur Zylinderachse achsparallelen Ein- bzw. Auslaufrichtung einerseits und einer bezüglich der Umfangsfläche umfangsgerichteten Wickelrichtung andererseits . Die Leitungsführungseinrichtung kann jeweils mehrachsig gegeneinander abwinkelbare und gelenkig miteinander verbundene Glieder, insbesondere Kettenglieder umfassen. Die Kettenglieder können in Längsrichtung der Leitungsführungseinrichtung hintereinander angeordnet sein. Die Kettenglieder können stirnseitig offen sein. In der Leitungsführungseinrichtung kann zumindest eine Leitung in Längsrichtung geführt angeordnet sein. Es können mehrere, ggf. hinsichtlich Verwendungszweck und/oder Größe unterschiedliche Leitungen in der Leitungsführungseinrichtung geführt sein. Vorteilhaft einfach können die Kettenglieder zur Aufnahme und/oder Entnahme von Kabeln in bzw. aus der Leitungsführungseinrichtung seitlich offenbar, insbesondere aufklappbar ausgebildet sein.
Vorteilhaft kann in der Leitungsführungseinrichtung ein Kettenglied jeweils einen Innenteil mit korrespondierenden Gelenkverbindern für ein mehrachsiges, beispielsweise räumliches Abwinkein bzw. Verschwenken der Kettenglieder zueinander sowie einen Mantelteil zur umfangsseitigen Begrenzung mindestens eines Führungskanals aufweisen. Damit können eine Abwinkelung benachbarter Kettenglieder um alle drei Raumesrichtungen und ferner eine Verfahrbarkeit der Leitungsführungseinrichtung in allen drei Raumesrichtungen realisiert werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Innenteil jedes Kettenglied jeweils korrespondierende kardan- oder kugelgelenkartige Gelenkverbinder aufweist. Solche Gelenkverbinder sind einerseits zur mehrachsig, insbesondere räumlich abwinkelbaren Verbindung geeignet und gestatten zugleich die Aufnahme von Zugkräften zwischen den Kettengliedern der Leitungsführung. Die Gelenkverbinder können jeweils mit einem Gelenkkugelkopf und einer Kugelpfanne ausgebildet sein .
Die Kettenglieder können über ihre Mantelteile einen umfänglich vollständig geschlossenen Rohrabschnitt ausbilden. Dieser Rohrabschnitt ist über die Gelenkverbinder in allen drei Raumesrichtungen biegbar ausgebildet. Gegebenenfalls kann mindestens eine schlitzförmige, sich über die gesamte Gliedlänge erstreckende Durchbrechung des Rohrabschnitts vorgesehen sein.
In einem vorteilhaft einfachen Aufbau kann der Mantelteil mindestens ein Segment umfassen, das mit einem Steg am Innenteil aufschwenkbar verbunden ist. Hierdurch kann ein zum Segment zugehörigen Führungskanal umfangsseitig bzw. von außen zugänglich gemacht werden.
Insbesondere können sich benachbarte Kettengliedern mit ihren Mantelteilen in Längsrichtung zumindest teilweise überlappen. Insbesondere können die Mantelteile der Kettenglieder jeweils rotationssymmetrische umhüllende und in Längsrichtung einander übergreifende Endbereiche aufweisen. Diese können als kugelkalottenartige Abschnitte ausgeführt sein.
Vorteilhaft kann der Mantelteil mindestens ein Segment umfasst, welches mit einem Steg am Innenteil aufschwenkbar verbunden ist, um einen zugehörigen Führungskanal für die zumindest eine Leitung von außen zugänglich zu machen.
Ferner kann zugleich zwischen mindestens einem Segment des Mantelteils und einem Steg des Innenteils eine Gelenkanordnung mit mindestens zwei Freiheiten bzw. Freiheitsgraden vorgesehen sein. Die Gelenkanordnung kann so ausgeführt sein, dass das Segment beim Aufschwenken über ein benachbartes Segment hinweg aufschwenkbar ist, insbesondere im Bereich der Überlappung. Die Gelenkanordnung gestattet dem Segment, insbesondere dessen dem Steg zugewandten Ende, unabhängig bzw. zusätzlich zur Schwenkbewegung eine weitere z.B. nach außen gerichtete Bewegungsrichtung, wodurch das Segment auch quer zu der Längsrichtung nach außen beweglich sein kann. Somit ist es möglich, dass sich benachbarte Kettengliedern mit den Mantelteilen über einen möglichst großen Längsabschnitt überlappen können und ferner dass die Mantelteile zugleich zumindest in Bereichen bzw. Segmenten aufschwenkbar sind.
Es ist anzumerken, dass ein vollumfänglich geschlossener Mantel grundsätzlich ohne weiteres mit einem außen liegenden Drehgelenk aufschwenkbar gestaltet werden könnte. Gelenkbestandteile außen an den Mantelteilen anzuordnen, würde jedoch hervorstehende Teile an der Außenoberfläche mit sich bringen, was unerwünscht ist. Zudem würde die Gelenkanordnung der Außeneinwirkung ausgesetzt, gegenüber welcher eine Schutzwirkung zu erzielen vorteilhaft ist. Folglich sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass die Gelenkanordnung in Bezug auf den Mantelteil vollständig innen angeordnet ist und zwar derart, dass die Gelenkanordnung im geschlossenen Zustand geschützt ist.
Anzumerken ist auch, dass die Gelenkanordnung zum Aufschwenken von Bereichen oder Segmenten der Mantelteile von der mehrachsigen abwinkelbaren Gelenkverbindung zwischen den Kettengliedern zu unterscheiden ist. Mehrachsig abwinkelbar bedeutet im vorliegenden Falle eine Beweglichkeit der Kettengliedern zueinander um zumindest zwei unabhängige Achsen, insbesondere auch eine räumliche Beweglichkeit durch ein Kugelgelenk.
Der Innenteil kann mit den Stegen einstückig hergestellt sein. Es kann jedes Kettenglied in bevorzugter Gestaltung aus insgesamt vier Einzelteilen zusammengesetzt sein. @
In Bezug auf die mindestens zwei Freiheiten, bildet die Gelenkanordnung vorzugsweise als ersten Freiheitsgrad eine Drehachse, die im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Leitungsführung gerichtet ist, und unabhängig bzw. zusätzlich zur Schwenkbewegung mindestens einen zweiten Freiheitsgrad, welcher ermöglicht, dass das Segment beim Aufschwenken über ein benachbartes Segment hinweg aufschwenkbar ist.
In einer Ausführung ist die Gelenkanordnung als Kombination von zwei Gelenken, insbesondere zwei verschiedenen und räumlich getrennten Gelenktypen ausgeführt. Es ist jedoch auch eine Ausführung als Mehrfachgelenk mit zusammenfallenden Gelenken denkbar. Demnach kann die Gelenkanordnung in einer Alternativausführung als Einfachgelenk mit mindestens zwei Freiheiten ausgeführt sein, welches zusätzlich zur reinen Aufschwenkdrehung des Segments eine weitere unabhängige Bewegung ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Gelenkanordnung als Dreh- und Kurvenführung, z.B. als Kulissenführung mit drehbarem Eingriff, mit einer im Wesentlichen quer zur Drehachse verlaufenden Kurvenrichtung ausgeführt. Die Drehachse kann hierbei zweckmäßig im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung der Leitungsführung bzw. zur Führungsrichtung ausgeführt sein.
Konstruktiv einfach begrenzen die Stege Führungskanäle seitlich in Umfangsrichtung . Der Zugang zu einzelnen Führungskanälen kann umfangseitig bzw. über den Umfang des Mantelteils bzw. des jeweiligen Segments erfolgen. Ein Zugriff auf den dem jeweiligen Mantelteil zugehörigen Führungskanal kann im Wesentlichen radial erfolgen.
Die Leitungsführungseinrichtung kann einen üblichen definierten Minimalbiegeradius besitzen. Die Leitungsführungseinrichtung kann für den definierten Minimalbiegeradius außen liegende, insbesondere an dem Mantelteil vorgesehen Biegeradiusanschläge und/oder innen liegende, insbesondere am Innenteil oder Gelenk vorgesehenen Biegeradiusanschläge aufweisen.
Vorteilhaft einfach sind zumindest die Kettenglieder der Leitungsführungseinrichtung allein oder zumindest überwiegend aus Spritzgussteilen, insbesondere Kunststoffspritzgussteilen aufgebaut.
In einer besonderen Ausführungsform können die Spritzgussteile aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sein, das insbesondere für ESD- und/oder Ex-Schutzbereiche geeignet sind. Als Ex-Bereich wird ein Bereich eingestuft, in dem explosionsfähige Atmosphären auftreten können. Hierbei kann die
Leitungsführungseinrichtung aus dem elektrisch leitenden Material den Richtlinie 1999/92/EG genügen. ESD-Bereiche (Elektrostatische Entladungen (engl. electrostatic discharge, kurz ESD)) sind Schutzbereiche, in denen keine durch große Potentialdifferenzen entstehende Spannungsdurchschläge auftreten dürfen. Diese Durchschläge bewirken einen kurzen, hohen elektrischen Strom und können zur Zündung von entzündlichen Stoffen führen. Es können die Bestimmungen für eine Atex Zone II 2GD erfüllt werden. Vorteilhaft können bei einer Ausführung der Magazinvorrichtung die Energieführungskette an sich und/oder deren einzelne Kettenglieder modular aufgebaut sein. Dadurch kann die Leitungsführungseinrichtung an beliebiger Stelle zwischen zwei benachbarten Kettengliedern verlängert und verkürzt werden. Es können zumindest eine oder sämtliche der Gelenkverbinder unabhängig von anderen Gelenkverbindern unter vollständiger Trennung der Leitungsverbindungsvorrichtung lösbar angeordnet sein. Dies gibt bei jeder Installation eine maximale Flexibilität. Zum Schutze beispielsweise gegenüber schädlichen Medien in der Umgebung, kann die Leitungsführungseinrichtung nach außen hin dicht, wie Späne dicht oder Staub dicht, ausgebildet sein.
In vorteilhaften Ausführungsformen weist die Magazinvorrichtung eines oder mehrere der vorstehend als bevorzugt dargestellten Merkmale (in jeglicher Kombination) auf. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden, ohne hierdurch den Schutzumfang darauf einschränken zu wollen, durch die Beschreibung bevorzugter Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Hierbei zeigen: FIG.1A-1D jeweils eine Ansicht einer Ausführungsform einer
Magazinvorrichtung mit aufgewickeltem Kabel bzw. Leitungsführungseinrichtung,
FIG.2A-2C jeweils eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der
Magazinvorrichtung mit Kabel bzw. Leitungsführungseinrichtung,
FIG.2D-E jeweils eine gleiche Seitenansicht der Ausführungsform der Magazinvorrichtung gemäß Figur 2A bis 2C in einer Speicherposition bzw. in einer Wickelposition,
FIG.3A-3D jeweils eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der
Magazinvorrichtung mit Kabel bzw.
Leitungsführungseinrichtung,
FIG.4A-4B jeweils eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der
Magazinvorrichtung ähnlich der gemäß Figur 3 jedoch mit Einhausung, FIG.5A-5C jeweils eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Magazinvorrichtung mit Kabel bzw. Leitungsführungseinrichtung und
FIG.6A-6B jeweils eine perspektivische Ansicht einer üblichen räumlich auslenkbaren Energieführungskette.
(In der Beschreibung sind sämtliche Begrifflichkeiten zur Beschreibung der Örtlichkeit wie oben, unten, vorn, hinten, rechts und links so gemeint, wie sie in der jeweiligen Figur selbst gezeigt ist, es sei denn, es ist eigens anders definiert.)
In den Figuren 1 bis 5 wird jeweils in verschiedenen Ansichten eine Ausführungsform einer Magazinvorrichtung 1 zur Auf- und
Abwicklung zumindest einer Leitungsführungseinrichtung L bzw.
einer räumlich auslenkbaren Leitungsführungseinrichtung L gezeigt. Beispiel gebend und ohne sich darauf beschränken zu wollen, ist die Leitungsführungseinrichtung L gemäß den Figuren 6A und 6B jeweils in einer Einzeldarstellung als übliche räumlich
auslenkbare Energieführungskette E mit kreisrundem Querschnitt und Kettengliedern K dargestellt, wobei diese Energieführungskette E aus DE 20 2013 101 460 U bekannt ist. In dieser
Energieführungskette E ist rein beispielgebend seitlich lediglich eine Leitungsführungseinrichtung L eingelegt, denn, wie allein schon aus den Geometrien geschlossen werden kann, können in diese Energieführungskette E auch wesentlich mehr Leitungen L als nur eine Leitungsführungseinrichtung L wie auch unterschiedliche
Leitungen eingelegt werden.
Die miteinander verbundenen Kettenglieder K sind mehrachsig gegeneinander abwinkelbar sowie in Längsrichtung 1 der
Leitungsführungseinrichtung L hintereinander angeordnet. In der Leitungsführungseinrichtung L weist ein Kettenglied K jeweils einen Innenteil IT mit korrespondierenden Gelenkverbindern GV für ein mehrachsiges, beispielsweise räumliches Abwinkein bzw.
Verschwenken der Kettengliedern K zueinander sowie einen
Mantelteil MT zur umfangsseitigen Begrenzung mindestens eines Führungskanals F auf. Es sind ein Abwinkein benachbarter
Kettenglieder K relativ zueinander um alle drei Raumesrichtungen und eine Verfahrbarkeit der Leitungsführungseinrichtung L in allen drei Raumesrichtungen möglich. Hierzu sind benachbarte Kettenglieder K jeweils über einen hier kugelgelenkartig
ausgebildeten Gelenkverbinder GV mit Gelenkkugelkopf GK und
Kugelpfanne KP miteinander verbunden.
Der Mantelteil MT umfasst mindestens ein Segment Se. Das
mindestens eine Segment Se ist mit einem Steg St am Innenteil IT aufschwenkbar verbunden, um einen zugehörigen Führungskanal F umfangsseitig bzw. von außen zugänglich zu machen. Jeder Steg St dient als Halterung für genau ein entsprechendes Segment Se. Wie den Figuren 6A und 6B entnehmbar, überlappen sich benachbarte Kettengliedern K mit ihren Mantelteilen MT in Längsrichtung 1. Ferner sind zwischen hier jedem Segment Se des Mantelteils MT und zugehörigem Steg St des Innenteils IT eine Gelenkanordnung GO mit zwei Freiheiten bzw. Freiheitsgraden vorgesehen. Mittels der Gelenkanordnung GO ist das jeweilige Segment Se beim Aufschwenken über ein benachbartes Segment Se hinweg aufschwenkbar, welches insbesondere im Bereich der Überlappung erfolgt. Die
Gelenkanordnung Go gestattet dem Segment Se, an dessen dem Steg St zugewandten Ende, unabhängig bzw. zusätzlich zur Schwenkbewegung eine weitere hier nach außen gerichtete Bewegungsrichtung, wodurch das Segment Se zusätzlich quer zu der Längsrichtung 1 nach außen beweglich angeordnet ist. Jede Gelenkanordnung Go entspricht bei ebener Betrachtung einer Kombination eines Drehgelenks und einer Kurvenführung bzw. einer Kulissenführung mit drehbarem
Eingriffsglied.
Die Stege St begrenzen die hier drei Führungskanäle F seitlich in Umfangsrichtung u. Die Leitungsführungseinrichtung L besitzt wie üblich einen definierten Minimalbiegeradius . Hierzu sind hier innen liegende am Kugelgelenk vorgesehene hier nicht sichtbare Biegeradiusanschläge vorgesehen.
Wie Figur 6A deutlich entnehmbar, bilden die Kettenglieder K über ihre Mantelteilen MT einen umfänglich vollständig geschlossenen Rohrabschnitt aus. Hierzu sind die Mantelteile MT benachbarter Kettenglieder K sich axial überlappend angeordnet. Ersichtlich insbesondere Figur 6B ist, dass die Mantelteile MT der
Kettenglieder K jeweils rotationssymmetrische umhüllende und in Längsrichtung 1 einander übergreifende Endbereiche Eb aufweisen, die als kugelkalottenartige Abschnitte ausgeführt sind.
Die einzelnen Kettengliedern K sind vollständig aus
Spritzgusskunststoffteilen aufgebaut. Der eingesetzte Kunststoff ist elektrisch leitend ausgebildet und, wie weiter oben
beschrieben, für die Verwendung in ESD- und/oder Ex- Schutzbereichen geeignet.
Die Energieführungskette E sowie deren einzelne Kettengliedern K sind modular aufgebaut, gemäß einer an sich bekannten Bauform, die typisch an Industrierobotern eingesetzt wird, z.B. nach dem Prinzip aus dem Patent EP 1 616 376 Bl . Die Energieführungskette E kann an beliebiger Stelle beispielsweise zwischen zwei benachbarten Kettengliedern K verlängert und verkürzt werden.
Im Folgenden erstreckt sich die Figurenbeschreibung fast ausschließlich auf die Verwendung der Magazinvorrichtung für die Leitungsführungseinrichtung L, die ähnlich einer Leitung in der Magazinvorrichtung 1 auf- und abwickelbar ist. Nicht näher gezeigt sind die in der Leitungsführungseinrichtung L geführten Leitungen Lg (vgl . FIG.6B) .
Wie insbesondere den Figuren 1 bis 3 entnehmbar, weist die Magazinvorrichtung 1 einen zylindrischen Wickelkörper 2 mit einer Zylinderachse z und einer Umfangsfläche 21 auf. Auf der Umfangsfläche 21 ist die Leitungsführungseinrichtung L als Helix mit koaxialen Windungen W auf- und abwickelbar. Die Magazinvorrichtung 1 weist eine Führungsvorrichtung 3 zur Führung der Leitungsführungseinrichtung L bei deren Aufwicklung bzw. Abwicklung auf den bzw. von dem zylindrischen Wickelkörper 2 in die bzw. aus der wendelartigen Form auf. Die Führungsvorrichtung 3 ist um die Zylinderachse z relativ zum Wickelkörper 2 drehbar angeordnet. Hierzu sind in den hier gezeigten Ausführungsformen der Magazinvorrichtung 1 der Wickelkörper 2 bezüglich einer Basis 4 ortsfest und die Führungsvorrichtung 3 um die Zylinderachse z drehbar zu der Basis 4 an derselben gelagert angeordnet .
Die Führungsvorrichtung 3 weist einen bogenförmigen Umlenkbereich 31 mit einer Krümmung um eine Radialachse r quer zur Zylinderachse z auf. Der Umlenkbereich 31 ist mit der Führungsvorrichtung 3 um die Zylinderachse z drehbar gelagert. Durch die Relativdrehung wird die Leitungsführungseinrichtung L zwischen einer zur Zylinderachse z achsparallelen Einlaufrichtung e bzw. Auslaufrichtung a und einer bezüglich der Umfangs fläche 21 umfangsgerichteten Wickelrichtung w von dem Umlenkbereich 31 umgelenkt. Wie in Figuren 1D und 2D gezeigt, können die Windungen in einer Speicherposition, in der der für die Speicherung vorgesehene Abschnitt der Leitungsführungseinrichtung L vollständig in die Magazinvorrichtung 1 eingezogen. Die Leitungsführungseinrichtung L ist unter Ablage der unteren Wicklung W auf einen zur Basis drehfesten Boden 41 zu einer Wendel WE aufgewickelt, wobei in der Speicherposition die Wicklungen W in einem konstanten Steigungswinkel ß axial aneinander anliegen. Der Boden 41 ist ebenfalls um diesen in der Speicherposition der Leitungsführungseinrichtung L gebildeten Steigungswinkel ß zur Zylinderachse z angestellt. Da der Abstand zwischen Boden 41 und Umlenkbereich 31 hier unveränderlich ausgebildet ist, werden, wie in Figur 2E gezeigt, die Windungen W der Wendel WE beim Abwickeln in Auslaufrichtung a axial auseinander gezogen, wodurch der Steigungswinkel ß der Wendel WE entsprechend vergrößert wird. Entsprechend wird der Steigungswinkel ß beim Aufwickeln in die Speicherposition hinein verringert, wobei die Windungen W, abhängig von der Steifigkeit der
Leitungsführungseinrichtung L und der Schwerkrafteinwirkung auf die Wendel WE, axial in Einlaufrichtung e zusammengedrückt werden.
Wie Figur 1B entnehmbar, ist der Umlenkbereich 31 gleich der Umgangsfläche 21 radial zur Zylinderachse z beabstandet angeordnet. Entsprechend ist die Wicklungsrichtung w tangential und in einem Winkel gleich dem Steigungswinkel ß zur Zylinderachse z ausgerichtet.
In den Ausführungsformen der Magazinvorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 und 2 wird der Umlenkbereich 31 durch einen Bogen 32 gebildet. Die Führungsvorrichtung 3 weist in axialer Höhe des Umlenkbereichs 31 ein zur Zylinderachse z koaxiales kreisringförmiges oder kreisscheibenförmiges Rotationsteil 33 auf, mit dem der Bogen 32 einstückig verbunden ist. Das Rotationsteil 33 ist flanschartig mit einem radial außen umlaufenden Kragen 331 ausgebildet, den der Wickelkörper 2 zur Drehlagerung des Rotationsteiles 33 und damit der Führungsvorrichtung 3 untergreift. In der Magazinvorrichtung 1 gemäß den Figuren IC, 2D und 2E sind zwei Umlenkbereiche 31 vorgesehen, die umfänglich etwa, d.h. mit Schlupf, um den Durchmesser der Leitungsführungseinrichtung L voneinander beabstandet sind. Sie sind bezüglich einer als Symmetrieebene ausgebildeten Längsschnittebene, die die Zylinderachse z aufweist und radial mittig zwischen den Umlenkbereichen 31 durchläuft sowie gleich der Abbildungsebene in Figuren 1B und 2C ist, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Die beiden Umlenkbereiche 31 divergieren aufgrund ihrer Krümmung in Einlaufrichtung e. Sie begrenzen somit in Umgangsrichtung u einen Raum, der sich in Einlaufrichtung e trichterartig erweitert. Damit ist gewährleistet, dass die Leitung, wie in den Figuren gezeigt, zu einer bezüglich der Auslaufrichtung a rechtsgängigen Wendel, aber alternativ auch zu einer zur Auslaufrichtung a linksgängigen Wendel aufgewickelt werden kann.
Die Leitungsführungseinrichtung L ragt mit einem beweglichen Ende B in Auslaufrichtung a aus der Magazinvorrichtung 1 heraus, während ihr anderes Ende D zumindest in der Wickelposition und der Speicherposition statisch zur Basis gehalten ist. In der Ausführungsform der Magazinvorrichtung 1 gemäß Figur 5 endet das andere Ende D in einem ringförmigen Anschluss zum Anschluss beispielsweise an eine hier nicht dargestellte weiterführende Leitung .
Prinzipiell kann die Leitungsführungseinrichtung L über eine manuelle Rotation der Führungsvorrichtung 3 gegenüber der Basis 4 auf- bzw. abgewickelt werden. Insbesondere bei längeren und schwereren Leitungen L ist es sinnvoll, dass die Führungsvorrichtung 3 einen Antrieb 5 zum Aufwickeln und/oder Abwickeln der Leitungsführungseinrichtung L auf den bzw. von dem Wickelkörper 2 aufweist. Zudem kann die Magazinvorrichtung 1 mithilfe des Antriebs 5 auch unabhängig von ihrer Orientierung im Schwerkraftfeld funktionsgerecht betätigt werden.
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils eine Ausführungsform der Magazinvorrichtung 1 gezeigt, die als Antrieb 5 eine mechanische Rückholvorrichtung 51 zum Aufwickeln der Leitungsführungseinrichtung L auf die Mantelfläche des Wickelkörpers 2 in die Speicherposition hinein aufweist. Die Rückholvorrichtung 51 weist einen mechanisch wirksamen Energiespeicher auf, der hier, ohne den Schutzbereich hiermit darauf beschränken zu wollen, durch einen sogenannten Gummiantrieb 52 realisiert wird. Der Gummiantrieb 52 weist ein umlaufendes elastisches Band 53 auf, das, in der Zylinderachse z verlaufend, die Führungsvorrichtung 3 mit der Basis 4 verbindet. Anstatt des Gummiantriebs 52 kann auch eine Federvorrichtung mit beispielsweise einer Torsionsfeder und/oder einer Spiralfeder eingesetzt werden, die hier jedoch nicht weiter gezeigt sind, da sie gleich dem Gummiantrieb 52 wirksam sind.
Mit dem Verdrehen der Führungsvorrichtung 3 relativ zur Basis 4, hier beim Abwickeln der Leitungsführungseinrichtung L, wird das elastische Band 53 unter Speicherung entsprechender Torsionsenergie verdrillt, die dann zum Aufwickeln der Leitungsführungseinrichtung L dient.
Wie beispielsweise Figur 1B entnehmbar, ist unterseitig in der Basis 4 ein Drehteil 54 eingelassen, an den das Band 53 unten umgelenkt ist. Dieses Drehteil 54 kann zur Erzeugung einer Vorspannung des Bandes 53 um einen bestimmten Betrag relativ zur Basis 4 verdreht und dann drehfest zur Basis 4 gehalten bzw. festgestellt werden.
Anstatt oder zusätzlich zur Rückholvorrichtung 51 kann der Antrieb 5 einen Elektroantrieb 55 aufweisen, wie er beispielgebend in Figur 4B, einer Längsschnittansicht der Magazinvorrichtung 1, schematisch und nur in Teilen gezeigt ist. Nicht gezeigt ist hier der Elektromotor an sich, sondern lediglich ein Teil einer Übersetzung in Form eines Antriebszahnrades 56, auf das der Elektromotor über ein hier nicht gezeigtes Ritzel sein Drehmoment überträgt. Das Drehmoment wird von dem Antriebszahnrad 56 auf eine in der Zylinderachse z verlaufende Drehwelle 57 übertragen, die das Drehmoment oberseitig auf die Führungsvorrichtung 3 überträgt, so dass die Führungsvorrichtung 3 relativ zur Basis 4 um die Zylinderachse z drehend angetrieben wird.
Der Wickelkörper 2 ist hohlzylindrisch ausgebildet, wobei platzsparend zumindest die Drehmomentübertragung des Antriebs 5 auf die Führungsvorrichtung 3 axial durch den zylindrischen Innenraum 22 des Wickelkörpers 2 erfolgt.
Die Führungsvorrichtung 3 und der Wickelkörper 2 sind koaxial ineinander greifend angeordnet, wobei die Führungsvorrichtung 3 innenseitig an dem Wickelkörper 2 geführt ist. Wie den Figuren 1B, 2C und 4B entnehmbar, greift die Führungsvorrichtung 3 mit einem hohlzylindrischen Körper 34 axial in den Innenraum 22 des Wickelkörpers 2 ein, wobei der hohlzylindrische Körper 34 in Einlaufrichtung e von dem Rotationsteil 33 ausgeht und mit demselben einstückig verbunden ist. Die Drehmomentübertragung erfolgt axial durch den Innenraum des hohlzylindrischen Körpers 34. Hierbei erfolgt die Einkopplung des Drehmoments bei den Ausführungsformen der Magazinvorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 und 2 kraftmechanisch günstig axial in Höhe des Umlenkbereichs 31. Zur Reibungsverminderung und zur Vermeidung eines Verkippens der Führungsvorrichtung stützt sich dieselbe bei ihrer drehbeweglichen Lagerung über einen radial nach außen weisenden kreisringförmigen Vorsprung 341 am Körper 34 innenseitig an dem Wickelköper 2 ab.
In den Ausführungsformen der Magazinvorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 und 2 wird der bogenförmige Umlenkbereich 31 durch einen Bogen 32 realisiert, der einstückig mit dem Rotationsteil 33 verbunden ist. Alternativ hierzu wird der Umlenkbereich 31 bei den Ausführungsformen der Magazinvorrichtung 1 gemäß den Figuren 3 und 4, durch eine Umlenkrolle 35 und zwar durch deren radial außen liegende Lauffläche 36 realisiert. Der Umlenkbereich 31 ist hierbei gleich dem Abschnitt der Lauffläche 36, in dem die Leitungsführungseinrichtung L bei der Drehung der Umlenkrolle 35 aktuell anliegt. Da sich die Lage des Umlenkbereichs 31 mit der Rotation der Umlenkrolle 35 zwar fortlaufend an der Lauffläche 36 entsprechend der Rotation verschiebt, seine relative Lage zur Drehachse d und damit zu der Führungsvorrichtung 2 aber unverändert bleibt, ist er folglich lageunveränderlich zur Führungsvorrichtung 2 angeordnet. Die Rotationsachse ro der Umlenkrolle 35 ist gleich der Radialachse r quer zur Zylinderachse z .
In der Ausführungsform der Magazinvorrichtung 1 gemäß Figur 3 ist die Rotationsachse ro senkrecht zur Zylinderachse z angeordnet. Damit ragt die Leitungsführungseinrichtung L radial beabstandet zur Zylinderachse z in Auslaufrichtung a aus der Magazinvorrichtung 1 heraus. Um die Rotationsbewegung des aus der Magazinvorrichtung 1 herausragenden Abschnitts der Leitungsführungseinrichtung L im Raum bezüglich einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse z günstigerweise zu minimieren, wird die Leitungsführungseinrichtung L mit dem Austritt in Auslaufrichtung a aus der Magazinvorrichtung 1 zur Zylinderachse z hin geführt. Hierzu ist bei der Ausführungsform der Magazinvorrichtung 1 gemäß Figur 4 vorgesehen, dass die Rotationsachse ro in einem Anstellwinkel μ in Einlaufrichtung e geneigt zur Zylinderachse z angeordnet ist. Dieser Anstellwinkel μ ist kleiner 90°und beträgt hier beispielgebend etwa 50°. Um die Leitungsführungseinrichtung L nach ihrer Hinführung zu der Zylinderachse z in derselben zu halten, ist, über eine Halterung 332 in Auslaufrichtung a zum Rotationsteil 33 und zur Umlenkrolle 35 beabstandet, eine Gleitdurchführung 37 mit einem Führungsring 38 vorgesehen, dessen Öffnungsachse in der Zylinderachse z liegt. Die Lauffläche 36 der Umlenkrolle 34 weist ein der Leitungsführungseinrichtung L angepasstes U-förmiges Profil auf, wodurch die Leitungsführungseinrichtung L bezüglich der Drehachse d der Umlenkrolle 34 radial nach innen und axial seitlich gehalten wird . Bei einigen der Ausführungsformen der Magazinvorrichtung 1, d.h. bei denen gemäß den Figuren 2, 4 und 5, ist, radial außen und beabstandet zu dem Wickelkörper 2 sowie drehfest mit demselben verbunden, eine hier hohlzylindrische Einhausung 42 vorgesehen, die mit der Basis 4 drehfest verbunden ist. Ferner ist die Führungsvorrichtung drehbeweglich zur Einhausung 42 über einen Ringspalt 43 beabstandet zur Einhausung 42 angeordnet. Einhausung 42 und Wickelkörper 2 begrenzen einen hohlzylindrischen Aufnahmeraum 39 für die zu der Wendel aufgewickelten Windungen W der Leitungsführungseinrichtung L, wobei die Windungen W in dem Aufnahmeraum 39 an der Einhausung 42 und/oder dem Wickelkörper 2 geführt sind. Hierbei ist die radiale Dicke des hohlzylindrischen Aufnahmeraumes 37 dem Durchmesser der Leitungsführungseinrichtung L angepasst. Zum leichteren Ein- bzw. Ausziehen der Leitungsführungseinrichtung L in bzw. aus der Magazinvorrichtung 1 ist die Einhausung in Auslaufrichtung a hinter dem Umlenkbereich 31 sich in Auslaufrichtung a fangtrichterartig erweiternd ausgebildet.
Zusätzlich zu der durch die Krümmung des Umlenkbereichs 31 um die Radialachse r quer zur Zylinderachse z erfolgenden Biegung der Leitungsführungseinrichtung L kann eine weitere Biegung der Leitungsführungseinrichtung L und zwar in Umfangsrichtung u erfolgen. Diese wird beispielsweise dadurch gewährleistet, dass die Leitungsführungseinrichtung L beim Aufwickeln in Einlaufrichtung 1 durch die mittels der Rückholvorrichtung 51 oder des motorischen Antriebs eine Zugkraft in die Leitungsführungseinrichtung L eingebracht wird, mittels derer die Leitungsführungseinrichtung L über den Wickelkörper 2 umfänglich gebogen wird. Wie oben beschrieben, kann das Abwickeln in Auslaufrichtung a manuell erfolgen, wodurch ebenfalls eine entsprechende Zugkraft zur umfänglichen Biegung der Leitungsführungseinrichtung L über den Wickelkörper 2 in die Leitungsführungseinrichtung L eingeleitet wird.
Soll das Abwickeln jedoch durch Herausdrücken der Leitungsführungseinrichtung L in Auslaufrichtung a aus der Magazinvorrichtung 1 erfolgen, so ist es von Vorteil, die Leitungsführungseinrichtung L bzw. deren Windungen W und insbesondere den durch den Umlenkbereich 31 geführten Abschnitt der Leitungsführungseinrichtung L auch in Umfangsrichtung u zu biegen. Hierzu wird die Leitung hier radial von außen geführt. Dies erfolgt durch die oben beschriebene hohlzylindrische Einhausung 42, indem die Leitungsführungseinrichtung L radial außen innenseitig der Einhausung 42 in die Umfangsrichtung u umgelenkt wird. Ist, wie in der Ausführungsform der Magazinvorrichtung 1 gemäß Figur 1, keine Einhausung vorgesehen, so erfolgt die Führung der Leitungsführungseinrichtung L an dem Bogen 32. Sich radial außen an den Bogen 32 anschließend und hier einstückig mit demselben verbunden, ist eine umfänglich gekrümmte Teilmantelfläche 321 vorgesehen, an der die Leitungsführungseinrichtung L radial innen geführt wird.
An der Basis 4 bodenseitig der Magazinvorrichtung 1, ist eine Austrittöffnung 43 zum Anschluss an das und/oder zum Durchgang des in Einlaufrichtung e weisenden Endes D der Leitungsführungseinrichtung L vorgesehen. Hier ist das andere Ende D in Einbaulage drehfest zu dem Wickelkörper 2 angeordnet. Bezugszeichenliste
1 Magazinvorrichtung
2 Wickelkörper
21 Umfängstlache
22 Innenraum
23 Kragen
3 FührungsVorrichtung
31 Umlenkbereich
32 Bogen
321 Seitenfläche
33 Rotationsteil
331 Kragen
332 Halterung
34 Körper
341 Vorsprung
35 Umlenkrolle
36 Lauffläche
37 Gleitdurchführung
38 Führungsring
39 Aufnahmeraum
4 Basis
41 Boden
42 Einhausung
43 Spalt
44 Austrittsöffnung
5 Antrieb
51 RückholVorrichtung
52 Gummiantrieb
53 Band
54 Drehteil
55 Elektroantrieb
56 Antriebszahnrad 57 Drehwelle
ß Steigungswinkel
μ Anstellwinkel
a Auslaufrichtung
e Einlaufrichtung
d Drehachse
1 Längsrichtung
r radiale Achse
ro Rotationsachse
u Umfangsrichtung
w Wickelrichtung
z Zylinderachse
B bewegliches Ende
D Ende
E Energieführungskette
Eb Endbereich
F Führungskanal
GA Gelenkanordnung
GK Gelenkkugelköpf
KP Kugelpfanne
GV Gelenkverbinder
IT Innenteil
Lg Leitung
L Leitungsführungseinrichtung
K Kettenglied
MT Mantelteil
Se Segment
St Steg
W Windung
WE Wendel

Claims

Ansprüche
Magazinvorrichtung (1) zur Auf- und Abwicklung zumindest einer Leitung (Lg) , insbesondere zumindest eines Kabels, aufweisend einen zylindrischen Wickelkörper (2) mit einer Zylinderachse (z) und einer Umfangsfläche (21), bezüglich welcher die zumindest eine Leitung (Lg) in einer wendelartigen Form mit koaxialen Windungen auf- und abwickelbar ist, und eine Führungsvorrichtung (3) zur Führung in die bzw. aus der wendelartigen Form, wobei die Führungsvorrichtung (3) um die Zylinderachse (z) relativ zum Wickelkörper (2) drehbar ist, wobei die Führungsvorrichtung (3) einen bogenförmigen
Umlenkbereich (31) mit einer Krümmung um eine Radialachse (r) quer zur Zylinderachse (z) aufweist und wobei der
Umlenkbereich (31) mit der Führungsvorrichtung (3) um die Zylinderachse (z) drehbar ist, so dass die zumindest eine Leitung (Lg) durch die Relativdrehung zwischen einer zur Zylinderachse (z) achsparallelen Ein- bzw. Auslaufrichtung und einer bezüglich der Umfangsfläche (21) umfangsgerichteten Wickelrichtung (w) umgelenkt wird, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Magazinvorrichtung (1) eine räumlich auslenkbare Leitungsführungseinrichtung (L) umfasst um die zumindest eine Leitung (Lg) in oder an der Leitungsführungseinrichtung (L) zu führen und mit dieser in die bzw. aus der Magazinvorrichtung (1) auf- bzw. abzuwickeln.
Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Umlenkbereich (31) radial zur Zylinderachse (z) so beabstandet ist, dass die Wickelrichtung (w) im Wesentlichen tangential zur
Umfangsrichtung (u) verläuft.
Magazinvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Führungsvorrichtung (3) einen Antrieb (5) zum Aufwickeln und/oder Abwickeln aufweist.
Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Antrieb (5) ein motorischer Antrieb, insbesondere ein Elektroantrieb (55) ist.
Magazinvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Führungsvorrichtung (3) eine mechanische
Rückholvorrichtung (51) zum Aufwickeln der
Leitungsführungseinrichtung (L) auf die Mantelfläche in eine Speicherposition hinein aufweist.
Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 5, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Rückholvorrichtung (51) eine Federvorrichtung aufweist, die mit Abwicklung der Leitungsführungseinrichtung (L) gespannt wird.
Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rückholvorrichtung (51) bzw. Federvorrichtung in einer Speicherposition vorgespannt ist .
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der
Wickelkörper (2) hohlzylindrisch ausgebildet ist und dass der Antrieb (5) bzw. die Rückholvorrichtung (51) im Innenraum (22) des Wickelkörpers (2) angeordnet ist.
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der bogenförmige Umlenkbereich (31) durch einen Bogen (32) gebildet wird, der drehfest, insbesondere einstückig, mit der Führungsvorrichtung (3) verbunden ist.
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der
Umlenkbereich (31) durch eine Umlenkrolle (35) realisiert wird, wobei die Rotationachse (ro) der Umlenkrolle (35) gleich der Radialachse (r) quer zur Zylinderachse (z) ist. Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Umlenkrolle (35) eine radial außen liegende Lauffläche (36) aufweist, die den
Umlenkbereich (31) bildet.
Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Rotationsachse (ro) senkrecht zur Zylinderachse (z) oder in Einlaufrichtung (e) geneigt zur Zylinderachse (z) angeordnet ist . 13. Magazinvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s radial außen und beabstandet zu dem Wickelkörper (2) sowie drehfest mit demselben verbunden eine hohlzylindrische
Einhausung (42) vorgesehen ist, wobei Einhausung (42) und Wickelkörper (2) einen Aufnahmeraum (39) für die zu der Wendel (WE) aufgewickelten Windungen (W) der
Leitungsführungseinrichtung (L) bzw. Leitung (en) (Lg)
begrenzen .
Magazinvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Leitungsführungseinrichtung (L) als Energieführungskette (E) mit zumindest in zwei Richtungen gegeneinander
abwinkelbaren und gelenkig miteinander verbundenen
Kettengliedern (K) ausgebildet ist, die in Längsrichtung (1) der Leitungsführungseinrichtung (L) hintereinander angeordnet sind .
Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s in der
Energieführungskette (E) ein Kettenglied (K) jeweils einen Innenteil (IT) mit korrespondierenden Gelenkverbindern (GV) für ein mehrachsiges Abwinkein bzw. Verschwenken der
Kettengliedern (K) zueinander sowie einen Mantelteil (MT) zur umfangsseitigen Begrenzung mindestens eines Führungskanals (F) aufweist . 16. Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 15, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Gelenkverbinder (GV) kugelgelenkartig mit insbesondere einem Gelenkkugelkopf (GK) und einer Kugelpfanne (KP) ausgebildet ist.
Magazinvorrichtung (1) nach Anspruch 15 oder 16,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Kettenglieder (K) in Einsatzlage über ihre Mantelteile (MT) einen umfänglich vollständig geschlossenen Rohrabschnitt ausbilden .
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Mantelteile (MT) benachbarter Kettenglieder (K) sich axial überlappend angeordnet sind.
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Mantelteile (MT) der Kettenglieder (K) jeweils
rotationssymmetrische umhüllende und in Längsrichtung (1) einander übergreifende Endbereiche (Eb) aufweisen, die als kugelkalottenartige Abschnitte ausgeführt sind.
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der
Mantelteil (MT) mindestens ein Segment (Se) umfasst, welches mit einem Steg (St) am Innenteil (IT) aufschwenkbar verbunden ist, um einen zugehörigen Führungskanal (F) umfangsseitig bzw von außen zugänglich zu machen.
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die die Leitungsführungseinrichtung (L) außen liegende, insbesondere an dem Mantelteil (MT) vorgesehene Biegeradiusanschläge und/oder innen liegende, insbesondere am Innenteil (IT) oder Gelenkverbinder (GV) vorgesehene Biegeradiusanschläge aufweist .
Magazinvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Energieführungskette (E) aus einer Vielzahl baugleicher Kettenglieder (K) aufgebaut ist.
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