带有受保护的能量导链的线性运动系统
阅读说明：本技术 带有受保护的能量导链的线性运动系统 (Linear motion system with protected energy guiding chain ) 是由 M.科尔巴歇尔 A.迪尔 L.京德特 L.曼格 M.菲尔巴赫 M.丹茨贝格尔 P.施莱格 于 2020-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于使用在笛卡尔运动系统中的线性运动系统(30),其中,线性运动系统(30)具有壳体(32),壳体沿着线性的轴线(31)延伸,其中,滑块以能沿着轴线(31)的方向线性运动的方式支承在壳体(32)处,其中,为线性运动系统(30)配设能量导链(50),能量导链能沿着所提到的轴线运动。按照本发明,能量导链(50)完全容纳在由壳体(32)形成的空腔内,其中,空腔具有至少一个第一开口,所配属的能量线路导引穿过至少一个第一开口,其中,空腔具有沿着轴线的方向伸长的第二开口,其中,能量线路从所配属的第一开口起进一步经过能量导链、继续穿过第二开口地延伸到滑块。(The invention relates to a linear movement system (30) for use in a Cartesian movement system, wherein the linear movement system (30) has a housing (32) which extends along a linear axis (31), wherein a slide is mounted on the housing (32) so as to be linearly movable in the direction of the axis (31), wherein an energy guide chain (50) is assigned to the linear movement system (30), which can be moved along the axis mentioned. According to the invention, the energy supply chain (50) is completely accommodated in a cavity formed by the housing (32), wherein the cavity has at least one first opening through which the associated energy line is guided, wherein the cavity has a second opening which is elongated in the direction of the axis, wherein the energy line extends from the associated first opening further through the energy supply chain and further through the second opening to the slide.)
技术领域
本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的线性运动系统和带有至少一个这种线性运动系统的笛卡尔运动系统。
背景技术
由2019年10月25日在网址http://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/download/index.jspobject_nr=R999000044下能访问的目录已知笛卡尔运动系统。这个笛卡尔运动系统由多个线性运动系统组装而成，所述线性运动系统的线性的轴线典型地垂直于彼此布置，因而它们撑开了一个笛卡尔坐标系。各个线性运动系统的驱动器经常连接到在能量导链中导引的电气的能量线路上。运动系统可以设计有用于能量导链的存放槽。
此外，由2019年10月25日在网址https://tsubaki-kabelschlepp.com/uploads/tx_tkg17pim/documents/pdf/Ablegerinnen-und-Fuehrungskanaele_DE.pdf下能访问的目录已知用于能量导链的最为不同的导向机构。
发明内容
本发明的优点在于，能将笛卡尔运动系统的各个线性运动系统作为包括能量导链在内的整体彼此靠紧地加装。它们因此可以由制造商尽量完全地预生产，其中，用户仅须执行极少的工作步骤以用多个线性运动系统构建一个单独的笛卡尔运动系统。不再需要用户将能量导链单独安装在运动系统处。此外，经常无支撑地布置的壳体被这样加固，使得更长的运动路径成为可能。此外，能量导链被特别良好地保护不受环境影响。
按照独立的权利要求建议，能量导链完全容纳在由壳体形成的空腔内，其中，所述空腔具有至少一个第一开口，所配属的能量线路穿引通过该第一开口，其中，所述空腔具有唯一一个沿着轴线的方向伸长的第二开口，其中，能量线路从所配属的第一开口起进一步通过能量导链地继续延伸穿过第二开口到滑块。
线性运动系统优选包括驱动器，用驱动器能沿着轴线的方向相对壳体驱动滑块。驱动器可以包括皮带传动机构、特别是齿形皮带传动机构或者丝杠传动机构、特别是滚珠丝杠传动机构。驱动器可以包括电动机。能量线路可以例如是电气的或气动的线路。能量线路可以设计用于传递为了控制目的所需的极小的能量或者用于传递为了驱动目的所需的大的能量。可以想到的是，在第二开口的区域内布置有用于能量线路的插塞连接。
在从属权利要求中说明了本发明的有利的扩展设计方案和改进方案。
可以规定，空腔由单独的空腔壳体形成，所述单独的空腔壳体这样固定在剩余的壳体处，使得整个壳体的抗弯刚度大于没有空腔壳体的整个壳体的抗弯刚度。由此在无支撑地安装线性运动系统时实现了较大的无支撑的长度。
可以规定，除了相应的至少一个第一开口和相应的第二开口外，空腔基本上构造成封闭的。空腔由于第二开口而向外不完全密封地封闭。与此对应的是，在组装其零件时，完全的密封性并不重要。用封闭的构造方式应当更确切地说达到壳体的高的抗弯刚度。
可以规定，至少一个第一开口基本上密封地封闭。能量线路例如可以穿引通过电缆导入条（http://www.icotek.com/produktskatalog/kabeleinfuehrung/kel-24/），所述电缆导入条形成了相关的第一开口。在第一开口中的能量线路优选被摩擦配合地保持，因而它不会由于能量导链的运动而移动。
可以规定，空腔局部由第一主体限界，所述第一主体以恒定不变的横截面形状沿着轴线延伸，其中，相应的第二开口布置在第一主体处。由此能以利于成本的方式提供空腔，与此同时给定了能量导链的期望的运动能力。第一主体的坯件优选由铝在挤压工艺中制造，其中，第二开口通过所述坯件的切屑加工制造。
可以规定，壳体包括第二主体，该第二主体以恒定不变的横截面形状沿着轴线延伸，其中，所述横截面形状构造成有一个基底和两条U形边的U形，其中，第一主体和第二主体在基底的区域中一体地构造或者牢固地相互连接。一体的变型方案在零件数量大时特别利于成本。由多部分组成的变型方案在零件数量少时更为利于成本，因为第一主体能用于不同地设计的线性运动系统，而不必为此改变所述第一主体。
可以规定，空腔局部分别由第一端盖和第二端盖限界，所述端盖固定在第一主体的关于轴线对置的端部处，其中，所有的第一开口布置在第一端盖中。上文提到的电缆导入条优选是第一端盖的组成部分。
可以规定， 第一主体的横截面形状构造成矩形，其中，第二开口布置在更为狭窄的矩形侧面处。由此获得了一种构造得特别紧凑的线性运动系统。
可以规定，较长的矩形侧面贴靠在所述基底处或者与这个基底一体式构造。由此产生了在第一主体和第二主体之间的特别牢固的连接，因而整个壳体具有高的刚性。
此外，还要求保护一种带有第一线性运动系统和辅助线性运动系统的笛卡尔运动系统，其中，第一线性运动系统具有第一轴线、第一壳体、第一滑块、第一能量导链、第一空腔和至少一个第一能量线路，其中，第一线性运动系统按照前述权利要求中的任一项构造，其中，辅助线性运动系统具有辅助壳体，所述辅助壳体沿着线性的辅助轴线延伸，其中，辅助滑块以能沿着辅助轴线的方向线性运动的方式支承在辅助壳体处，其中，第一壳体或第一滑块这样固定在辅助滑块处，使得辅助轴线和第一轴线成不同于零的角布置。在辅助轴线和第一轴线之间的角优选为90°。辅助壳体优选位置固定地布置。第一线性运动系统可以包括第一驱动器。第一能量线路优选从所配属的第一开口起导向辅助滑块。辅助线性运动系统优选不按本发明构造，因为用于相应的辅助能量导链的空腔过大。
可以设置第二线性运动系统，其具有第二轴线、第二壳体、第二滑块、第二能量导链、第二空腔和至少一个第二能量线路，其中，该第二线性运动系统按照权利要求1至9中任一项所述地构造，其中，第二壳体或第二滑块这样固定在第一滑块处，使得第一轴线和第二轴线成不等于零的角布置。在第一轴线和第二轴线之间的角优选为90°。第二线性运动系统可以包括第二驱动器。第二能量线路优选从所配属的第一开口导向第一滑块。
当然，之前所述的并且接下来还将阐释的特征不仅能以相应所说明的组合使用，而且也能以其它组合或者单独使用，而不会脱离本发明的范畴。
附图说明
下文中借助附图更为详细地阐释本发明。图中：
图1是按本发明的笛卡尔运动系统的立体视图；
图2是从相应的第二开口起的第一线性运动系统的立体视图；
图3是从第一开口起的没有相应的第一主体的第一线性运动系统的另一个立体视图；
图4是没有相应的第一主体的第二线性运动系统的立体视图；
图5示出了第一线性运动系统的第二种实施方式的横截面；并且
图6示出了第一线性运动系统的第三种实施方式的横截面。
具体实施方式
图1示出了按本发明的笛卡尔运动系统10的立体视图。笛卡尔运动系统10由辅助运动系统20以及第一和第二线性运动系统30；40组装而成。没有按本发明的空腔的相应的线性运动系统由DE 197 38 988 B4、EP 340 751 B2、DE 200 80 368 U1、EP 828 083 B1、EP 1 975 463 B1、DE 103 54 040 A1、DE 10 2008 026 770 A1、EP 2 218 926 B1或者US2005/265639公知。这些线性运动系统的线性导向机构典型地包括线性滚动轴承，线性滚动轴承大多具有连续环绕的、球形的滚动体。驱动器可以电动地、气动地、线性驱动地、压电机械地或者以任意其它可以想到的方式设计。
辅助线性运动系统20具有辅助壳体22，该辅助壳体沿着线性的辅助轴线21延伸。在其两个对置的纵向端部处，辅助壳体22通过各一个立架91与底板92牢固地连接。辅助滑块23以能沿着辅助轴线21线性运动的方式支承在辅助壳体22处。辅助滑块23被辅助驱动器24沿着辅助轴线21的方向驱动，其中，辅助驱动器24在当前包括电动机25和齿形皮带。此外，辅助能量导链90将底板92与辅助滑块23连接起来，其中，辅助能量导链90能沿着辅助轴线21的方向运动。第一和第二线性运动系统30；40与夹具93所需的所有能量供应线路和控制线路，通过辅助能量导链90导引。辅助能量导链90在当前没有容纳在按本发明的空腔中，因为这个空腔由于立架91必须设计得极大。
第一线性运动系统30具有第一壳体32，该第一壳体沿着线性的第一轴线31延伸，第一轴线垂直于辅助轴线21取向，因而辅助轴线21和第一轴线31撑开了一个水平的平面。第一壳体32固定在辅助滑块23处。固定大多设置在关于第一轴线31的端部区域处，因此能尽可能最好地利用第一滑块33的运动路径。固定可以构造成螺旋连接，其中，也可以考虑能手动操纵的固定器件，如夹紧杆。第一滑块33以能朝着第一轴线31的方向运动的方式支承在第一壳体32处。第一滑块33能借助第一驱动器34朝着第一轴线31的方向驱动。第一驱动器34在当前包括滚珠丝杠传动机构，该滚珠丝杠传动机构通过齿形皮带与第一电动机35处于转动驱动连接。为第一线性运动系统30配设第一能量导链50，该第一能量导链将辅助滑块21与第一滑块31连接起来。第一能量导链50能朝着第一轴线31的方向运动，其中，它容纳在单独的空腔壳体70中，该空腔壳体是第一壳体31的组成部分。第二线性运动系统40和夹具93所需的所有的能量供应线路和控制线路，通过第一能量导链50导引。
第二线性运动系统40具有第二壳体42，该第二壳体沿着线性的第二轴线41延伸，所述第二轴线垂直于辅助轴线21和垂直于第一轴线31取向，因而它被垂直地布置。第二滑块43以能朝着第二轴线41的方向运动的方式支承在第二壳体42处，其中，第二滑块固定在第一滑块33处。第二滑块43能用第二驱动器44朝着第二轴线41的方向驱动，其中，第二驱动器44在当前包括滚珠丝杠传动机构，该滚珠丝杠传动机构与第二电动机45直接地处于转动驱动连接。在第二壳体42的下方的端部处固定有夹具93，所述夹具能借助辅助线性运动系统20以及第一和第二线性运动系统30；40关于由辅助轴线21以及第一和第二轴线31；41撑开的笛卡尔坐标系运动。取代夹具93地可以设置任意其它优选能自动操纵的工具。第二壳体42在当前同样包括单独的空腔壳体71，第二能量导链（图4中的编号60）容纳在该空腔壳体中，第二能量导链能朝着第二轴线41的方向运动。夹具93和电动机45所需的所有的能量供应线路和控制线路通过第二能量导链60导引。
图2示出了从相应的第二开口54起第一线性运动系统30的立体视图。第一壳体32包括单独的空腔壳体70，该空腔壳体牢固地与剩余的第一壳体32连接。空腔壳体包括第一主体81，该第一主体以恒定不变的矩形的横截面形状沿着第一轴线31延伸。第一主体81优选由铝在挤压工艺中制造。朝着第一轴线31的方向伸长的第二开口53借助切屑加工、特别是铣削加工加工到第一主体81的坯件中。第二开口53从有恒定不变的宽度的第一端盖83起延伸至第二端盖84附近。第一和第二端盖83；84优选借助螺钉固定在第一主体81的朝第一轴线31的方向对置的端部处。
此外，第一壳体32包括第二主体82，该第二主体同样以恒定不变的横截面形状朝着第一轴线31的方向延伸。第二主体82包围第一滑块33的线性导引机构和第一驱动器34的一部分。第二主体82优选由铝在挤压工艺中制造。当然，第一和第二主体81；82优选一体地构造，其中，它们共同在挤压工艺中制造。当一体的技术方案由于小的零件数而不那么经济或者当第一和第二主体81；82的材料如在第二线性运动系统中那样不同时，那么就使用在图2和3中示出的由两部分构成的技术方案。但在所有的变型方案中均值得追求的是，第一和第二主体81；82这样牢固地相互连接，使得相应的连接结构具有高于两个零件的抗弯刚度的总和的抗弯刚度。固定的连接在当前借助总共四个夹紧条96达到，所述夹紧条嵌接到第二主体82内的匹配的槽中，其中，所述夹紧条分别与第一主体81拧固。参考图5，继续在下文中阐释进一步提高了抗弯刚度的变型方案。参考图6继续在下文中阐释一体的变型方案。
第一主体81以及第一和第二端盖83；84限定了第一空腔51，第一能量导链50完全容纳在该第一空腔中。第一空腔51除了第一开口（图3中的编号53）和第二开口54外均封闭构造，因而第一能量导链50基本上无法从外部接近。
还要指出的是用于第一能量线路的第一和第二插塞连接器94；95，第一能量线路通过第一能量导链50导引。在当前，其构造成纯电气的插塞连接器，因为仅适用第一电气的能量线路。第一驱动器34的第一电动机35连接到第一插塞连接器94上，相应的能量线路不用通过第一能量链50导引。第一插塞连接器94连接到第一能量线路（图3中的编号52）的自由的端部上并且能相应地运动，因而第一插塞连接器能插入到第三插塞连接器（图1中的编号99）中，第三插塞连接器牢固地布置在辅助滑块（图1中的编号23）处。第二插塞连接器95例如在连接体103处牢固地与第一滑块33连接，所述连接体在当前设计成板材弯曲件。在那里插入第三线性运动系统的第四插塞连接器（图3中的编号100）。
图3示出了从第一开口53起的没有相应的第一主体（图2中的编号81）的第一线性运动系统30的另一个立体视图。可以看到第一能量导链50在第一空腔（图2中的编号51）内的布置。第一能量导链50在由第一轴线31和第二轴线（图1中的编号41）撑开的平面内U形地弯曲，其中，相应的U形边平行于第一轴线31布置。第一能量导链50的一个端部固定在、特别是拧固在第一主体（图2中的编号81）的内侧处。对置的另一个端部则牢固地与固定在第一滑块（图2中的编号33））处的连接体103连接。多个第一能量线路52从第一插塞连接器94起导向第一端盖83。它们在那里分别通过所配属的第一开口53进入第一空腔51。第一端盖83包括市场上能买到的电缆导入条98，该电缆导入条形成了第一开口53，其中，第一开口能灵活地与第一能量线路52的所需数量相匹配。与图3所示相反的是，电缆导入条98的不需要的空间优选被封闭。
在图3中用虚点线示出了唯一的第一能量线路52的另一种走向，其中，另外的第一能量线路52平行于此地延伸。第一能量线路52从相关的第一开口53起通过第一能量导链50延伸到第二开口（图2中的编号54）。它从那里起其在第一壳体32外延伸到第二插塞连接器95。在第一线性运动系统30运动期间，第一能量线路52单独在第一能量导链的区域中，即在第一空腔51内变形。
此外，在图3中可以看到连接板97，该连接板牢固地与第一壳体32、特别是与第一壳体的第一主体（图2中的编号81）连接、特别是拧固。第一壳体32通过连接板97与辅助滑块（图1中的编号23）牢固地连接。
图4示出了没有相应的第一主体的第二线性运动系统40的立体视图。第二线性运动系统40的空腔壳体71除了各个部分的尺寸外均构造成与第一线性运动系统的空腔壳体（图1中的编号70）一致，因而对此可以参考针对图2和3所作的解释，其中，第二能量导链60对应第一能量导链（图3中的编号50），其中，第二能量线路62对应第一能量线路（图3中的编号52）。
因为第二线性运动系统40的第二主体82明显小于第一线性运动系统的第二主体，所以第一主体通过固定螺纹101与第二主体82拧固，此时取消了夹紧条（图2中的编号96）。
第二线性运动系统40的第二驱动器44包括滚珠丝杠传动机构，该滚珠丝杠传动机构的丝杠直接由第二电动机45驱动。第二线性运动系统40的第二主体82由钢制成，其中，第一主体还由铝制成。与此相应，在此不考虑第一主体和第二主体的一体式实施方案。
配属于伸长的第二开口64的第四插塞连接器100，设计成能自由运动，因而该第四插塞连接器能插入到固定的第二插塞连接器（图2中的编号95）中。第二能量线路62通过所配属的第一开口63导向第二电动机45，其中，另一个第二能量线路通过另一个第一开口导向夹具93。
由于未示出的第一主体，第二开口64在图4中用虚线示出。它朝着第二轴线41的方向伸长构造，其中，第二能量线路62在那里穿引通过。
图5示出了第一线性运动系统30´的第二种实施方式的横截面。第一线性运动系统30´的第二种实施方式除了随后说明的差别外与第一种实施方式一致地构造，因而对此可以参考针对图1至3所作的解释。在图1、2、3和5中为相同的或相应的部分配设相同的附图标记。
为了进一步提高第一壳体32的抗弯刚度，相应的第一主体81配设有燕尾形的突起104，该突起形状配合地嵌接到第二主体82内的匹配的凹槽中。燕尾形的突起104和凹槽优选在挤压所述主体81；82时一起制造。嵌接优选基本上是无隙的。燕尾形的突起104也可以布置在第二主体82处，其中，匹配的槽布置在第一主体81处。取代燕尾形状地也可以考虑其它形成侧凹的形状，如T形。
此外，在图5中可以看到第二主体82的横截面形状。这构造成有一个基底82和两条U形边86的U形。基底85贴靠在第一主体81处。进一步可以看到第一主体81的矩形的横截面形状，其中，较长的矩形侧面贴靠在所述的基底85上。壁厚在矩形的周长上基本上构造成恒定不变。第二开口54布置在较短的矩形侧面处。夹紧条96与较长的矩形侧面拧固。
还要指出的是已经提到的滚珠丝杠传动机构的丝杠102。针对在第二主体82的区域中的进一步的细节可以参考DE 197 38 988 B4。
图6示出了第一线性运动系统30´´的第三种实施方式的横截面。第一线性运动系统30´´的第三种实施方式除了随后说明的差别外与第一或第二种实施方式一致地构造，因而关于此可以参考针对图1至3和5所作的解释。在图1、2、3、5和6中为相同的或相应的部分配设相同的附图标记。
在第三种实施方式中，第一和第二主体81；82彼此成一体地构造，因而可以取消夹紧条和燕尾形的突起。
第二开口54在此如在图5中所示那样布置。但在一体的第三种实施方式中优选的是，第二开口54如在图6中所示那样布置在第二主体82的U形的基底85的区域中。相应的第一能量线路52然后可以尽量在第一壳体32内导引，因而第一能量线路无法从外部看到。连接体103´与第二开口54的改变的位置相匹配。
第一和第二主体81；82的外尺寸彼此相适应，因而获得了一种没有凸起的外形。在图6中示出的壁厚还可以鉴于最大的刚性在同时最小的材料消耗下加以优化。
附图标记列表
10 笛卡尔运动系统
20 辅助线性运动系统
21 辅助轴线
22 辅助壳体
23 辅助滑块
24 辅助驱动器
25 电动机
30 第一线性运动系统（第一种实施方式）
30´ 第一线性运动系统（第二种实施方式）
30´´ 第一线性运动系统（第三种实施方式）
31 第一轴线
32 第一壳体
33 第一滑块
34 第一驱动器
35 第一电动机
40 第二线性运动系统
41 第二轴线
42 第二壳体
43 第二滑块
44 第二驱动器
45 第二电动机
50 第一能量导链
51 第一空腔
52 第一能量线路
53 第一开口
54 第二开口
60 第二能量导链
61 第二空腔
62 第二能量线路
63 第一开口
64 第二开口
70 第一线性运动系统的空腔壳体
71 第二线性运动系统的空腔壳体
81 第一主体
82 第二主体
83 第一端盖
84 第二端盖
85 基底
86 U形边
90 辅助能量导链
91 立架
92 底板
93 夹具
94 第一插塞连接器
95 第二插塞连接器
96 夹紧条
97 连接板
98 电缆导入条
99 第三插塞连接器
100 第四插塞连接器
101 固定螺纹
102 丝杠
103 连接体（第一种实施方式）
103´ 连接体（第二种实施方式）
104 燕尾形的突起
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：草坪机驱动齿轮传动机构