DE102009008625A1

DE102009008625A1 - Kabelführung

Info

Publication number: DE102009008625A1
Application number: DE102009008625A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Neuber
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-09-16
Also published as: CN101807779B; US8776987B2; CN101807779A; US20100200289A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine deckenmontierte Vorrichtung zur Führung eines Kabelpakets, genauer eine deckenmontierte Vorrichtung zur Führung eines Kabelpakets (70) mit einer Kette von miteinander durch Federelemente (40) gekoppelten Führungswagen (30), die jeweils in zumindest einer Führungsschiene (20) laufen, wobei ein erster Führungswagen (30A) mit einem Kabelpaketursprung (60) durch zumindest ein Federelement (40A) verbunden ist und wobei die Führungswagen (30) weitere Federelemente (50) zur Aufhängung des Kabelpakets (70) aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine deckenmontierte Vorrichtung zur Führung eines Kabelpakets.
Roboter mit großem Bewegungsbereich erfordern flexible Kabelführungen, die über den gesamten Bewegungsbereich der beweglichen Teile des Roboters die Führung des für die Kopplung der beweglichen Teile mit der entsprechenden Steuerung notwendigen Kabelpakets gewährleisten und dabei einerseits die mechanische Beanspruchung des Kabelpakets auf definierte maximale Werte begrenzen und andererseits dafür sorgen, daß sich das Kabelpaket stets innerhalb eines definierten Korridors befindet, um Kollisionen der beweglichen Teile mit dem Kabelpaket und andere vom Kabelpaket ausgehende Gefahren sicher ausschließen zu können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige flexible Kabelführung anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine deckenmontierte Vorrichtung zur Führung eines Kabelpakets mit einer Kette von miteinander durch Federelemente gekoppelten Führungswagen, die jeweils in zumindest einer Führungsschiene laufen, wobei ein erster Führungswagen mit einem Kabelpaketursprung durch zumindest ein Federelement verbunden ist und wobei die Führungswagen weitere Federelemente zur Aufhängung des Kabelpakets aufweisen.
Diese Vorrichtung kann so gestaltet sein, daß allein die die Führungswagen koppelnden Federelemente im unbelasteten Zustand die Abstände der Wagen voneinander definieren, d. h. zusätzliche Abstandshalter sind vorteilhaft nicht erforderlich.
Ferner kann vorgesehen sein, daß allein die zur Aufhängung des Kabelpakets vorgesehenen Federelemente im unbelasteten Zustand die Position des Kabelpakets definieren, d. h. zusätzliche Abstandshalter zwischen Führungswagen und Kabelpaket sind vorteilhaft nicht erforderlich.
Zumindest einige der zur Aufhängung des Kabelpakets vorgesehenen Federelemente können als Balancer-Elemente ausgebildet sein, d. h. Elemente, durch die das Kabelpaket über den gesamten Seilauszug in einen nahezu ”gewichtslosen” Zustand gebracht wird und die nach Freigabe auf eine definierte Traglast zurückfahren.
Schließlich kann vorgesehen werden, daß die Federelemente mit zunehmender Entfernung der sie tragenden Führungswagen vom Kabelpaketursprung weicher werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von zwei Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zugfreiem Kabelpaket; und
1B das Ausführungsbeispiel der 1A bei mit Zugbelastung beaufschlagtem Kabelpaket.
In 1 ist eine an einer Decke 10 montierte Führungsschiene 20 dargestellt, welche insgesamt fünf Führungswagen 30A–E trägt (in 1B wurde auf die Darstellung des Führungswagens 30D verzichtet). Dabei kann die Schiene 20 gerade oder in beliebiger Weise gebogen sein. Ferner können mehrere Schienen vorgesehen sein, wobei vorgesehen sein kann, daß zur Lastverteilung alle Wagen 30 in allen Schienen laufen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß eine erste Wagengruppe in einer ersten Schiene läuft, eine zweite Wagengruppe in einer zweiten Schiene läuft usw., um gezielt die Bewegungsräume der einzelnen Wagengruppen begrenzen zu können.
Ein erster Führungswagen 30A ist mittels eines ersten Federelements 40A mit einem Kabelursprung 60 gekoppelt. Kabelursprung 60 bildet eine Zugentlastung in Richtung der nicht be weglichen Teile eines Roboters und kann beispielsweise eine Trennwand oder das Gehäuse einer Steuerung sein.
Mittels eines zweiten Federelements 40B ist der erste Führungswagen 30A mit dem nächsten Führungswagen 30B gekoppelt, dieser wiederum mit einem Federelement 40C mit dem übernächsten Führungswagen 30C und so fort, so daß die Führungswagen eine Kette bilden.
Jeder Führungswagen 30 weist zudem ein Federelement 50A–E auf, welches der Aufhängung des Kabelpakets 70 dient.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine sehr variable Kabelpaketlänge zur Verfügung gestellt. Dabei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung schon bei der Installation flexibel an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten anpaßbar: je nach Anzahl der Führungswagen, Zahl und Form der Führungsschienen sowie anhand der Federkräfte lassen sich Vorrichtungen erstellen, die optimal angepaßt sind.
Die vorliegende Erfindung eignet sich speziell für Roboter im medizinischen Bereich: dort muß das Kabelpaket 70 in aller Regel an der Decke des Behandlungsraumes geführt werden, und gleichzeitig darf über den gesamten Bewegungsbereich kein loses Herumhängen des Kabelpakets auftreten. Durch die gewählte Aufhängung an schienengeführten Führungswagen 30 ist gesichert, daß sich das Kabelpaket stets innerhalb eines definierten Korridors befindet; dieser die Größe dieses Korridors selbst kann durch die Anzahl der Führungswagen 30 und die Steifheit der Federelemente 40 und 50 beeinflußt werden.
Die vorliegende Erfindung leistet eine lineare Pufferung bzw. Speicherung der notwendigen Kabelpaketlänge an der Decke des entsprechenden Raumes. Die Pufferung sowie das ”auf Zug halten” des Kabelpaketes sind gleichzeitig in einem System realisiert, d. h. es werden keine zusätzlichen Mittel zur Kabelpaketrückführung benötigt.
Unter ”Schiene” wird im Zusammenhang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Linearführungssystem verstanden, d. h. ein System, welches eine Linearbewegung mehrerer voneinander unabhängig beweglicher Wagen erlaubt. Denkbar sind beispielsweise Standard-Linearführungen auf Basis von Wälz- oder Gleitlagersystemen.
Die Federelemente 40 und 50 können beliebige Federelemente sein. Einfluß auf die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben die jeweiligen Federhärten der eingesetzten Federelemente 40 und 50. Es kann sinnvoll sein, im Bereich des Kabelabgangs zu den beweglichen Teilen des Roboters hin weichere Elemente als im Bereich der Zugentlastung 60 zu verwenden.
Es ist ferner möglich, zumindest einen Teil der der Aufhängung des Kabelpakets 70 dienenden Federelemente 50 als Balancer-Elemente auszuführen.

Claims

Deckenmontierte Vorrichtung zur Führung eines Kabelpakets (70) mit einer Kette von miteinander durch Federelemente (40) gekoppelten Führungswagen (30), die jeweils in zumindest einer Führungsschiene (20) laufen, wobei ein erster Führungswagen (30A) mit einem Kabelpaketursprung (60) durch zumindest ein Federelement (40A) verbunden ist und wobei die Führungswagen (30) weitere Federelemente (50) zur Aufhängung des Kabelpakets (70) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die die Führungswagen (30) koppelnden Federelemente (40) im unbelasteten Zustand die Abstände der Führungswagen (30) voneinander definieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zur Aufhängung des Kabelpakets (70) vorgesehenen Federelemente (50) im unbelasteten Zustand die Position des Kabelpakets (70) definieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest einige der zur Aufhängung des Kabelpakets (70) vorgesehenen Federelemente (50) Balancer-Elemente sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Federelemente (40, 50) mit zunehmender Entfernung der sie tragenden Führungswagen (30) vom Kabelpaketursprung (60) weicher werden.