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EP2276602A1 - Supply pipe for a welding device - Google Patents

Supply pipe for a welding device

Info

Publication number
EP2276602A1
EP2276602A1 EP09731578A EP09731578A EP2276602A1 EP 2276602 A1 EP2276602 A1 EP 2276602A1 EP 09731578 A EP09731578 A EP 09731578A EP 09731578 A EP09731578 A EP 09731578A EP 2276602 A1 EP2276602 A1 EP 2276602A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hose
assembly
arrangement
hose package
spiral spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09731578A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Oliver Binzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TBI Industries GmbH
Original Assignee
TBI Industries GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TBI Industries GmbH filed Critical TBI Industries GmbH
Publication of EP2276602A1 publication Critical patent/EP2276602A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/005—Electrical coupling combined with fluidic coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
    • B23K9/295—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using consumable electrode-wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories
    • B23K9/323—Combined coupling means, e.g. gas, electricity, water or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/56—Means for preventing chafing or fracture of flexible leads at outlet from coupling part
    • H01R13/565—Torsion-relieving

Definitions

  • the present invention relates to a hose package arrangement with a hose package for a welding apparatus according to the preamble of claim 1.
  • Hose packs of the aforementioned type are used as a transfer device between the handling part of a welding device, ie the so-called welding torch, and the actual welding unit, which essentially serves to generate welding current and to store or connect the welding media, such as the welding wire and the protective gas.
  • the hose package as a transfer device is primarily the task to ensure the power and media supply over the distance to the welding unit without affecting the handling of the welding torch.
  • Hose package on the one hand must not hinder the complex kinematics of the superimposed movements of the Roboterarmglieder and on the other hand, the mechanical loads of the hose assembly occurring in connection with the movement of the robot arm should be as low as possible in order to minimize wear as possible.
  • Mass in the area of the robot wrist is increased and that the interposition of a coupling element, the heat transfer from the torch on the hose assembly and thus the removal of the welding heat is affected by the welding torch.
  • the present invention is therefore based on the object
  • hose package for welding devices which is particularly resistant to torsion, to allow a long service life without an intermediate arrangement of a rotary joint in the field of robot wrist.
  • the hose package according to the invention has the features of claim 1.
  • the channel wall of the guide channel has a spiral spring arrangement with at least one spiral spring winding.
  • the guide channel is thus designed to be sufficiently torsionally rigid in order to largely prevent harmful loading of the outer insulation or of the conductor arrangement by torsional stresses.
  • the support structure has a tubular support which is provided with a torsion-resistant reinforcement.
  • the carrier essentially has the task of forming the reinforcement into a tubular wall.
  • the carrier can be formed from a plastic tube.
  • the one torsionally rigid envelope in the form of a mesh or network, for example of a metal or a sufficiently rigid, in particular pressure-resistant non-metallic material having.
  • the support structure comprises a spiral spring arrangement with at least one coil spring winding, which allows a bending of the hose package in the operation of a robot and has sufficient torsional stiffness for transmitting a rotational angle, without a torsional stress to a harmful extent on the outer insulation the conductor arrangement acts.
  • the spiral spring arrangement itself as an electrical conductor arrangement to allow a minimized configuration of the hose package to a minimized diameter of the hose package.
  • the hose package is axially displaced in one of force introduction devices.
  • limited transmission portion of the coil spring assembly in the relaxed state an annular gap between the coil spring assembly and a channel wall of a receiving channel is formed, not only a relief of the insulation of a torsional strain, so reducing the torsional stress can be achieved, but depending on the dimensions of the annular gap in the maximum case complete decoupling the insulation tube from the recorded by the coil spring assembly torsional load.
  • the channel wall is formed by the conductor arrangement.
  • an insulating cover of the spiral spring arrangement or an insulating lining of the conductor arrangement is provided in the annular gap.
  • the hose pack is provided at its wire feed end with a connecting piece which serves both for power transmission and for introducing force between the welding unit or the wire feed device and the hose package.
  • a connecting piece which serves both for power transmission and for introducing force between the welding unit or the wire feed device and the hose package.
  • the hose assembly according to the invention has the features of claim 1 1.
  • the hose package arrangement according to the invention is provided at its wire feed end with a coupling device which has a plug part formed by the connecting piece, which can be rotated in a fixed manner. standing socket part is added for connection to a wire feeder. Due to the coupling device, which is arranged at the wire feed end, so the end of the hose assembly, which is remote from the robot wrist, results in a heat dissipation from the robot wrist obstructing, defined by the coupling device heat transfer resistance only at the end of a defined by the hose package heat transfer path, so that a significant improved heat dissipation of the heat generated at the welding torch is possible than when installing a rotary joint in the area of the robot wrist.
  • the socket part has a housing part designed as an electrical conductor arrangement, which has a coupling element in an annular gap formed between the plug part and a sleeve receptacle, which serves both as a radial bearing and for current transmission, then in cooperation with the plug part in the area of the rotary coupling realized particularly good heat transfer.
  • FIG. 1 shows a welding robot with a hose package arrangement arranged on the robot arm
  • FIG. 2 the hose package arrangement used on the welding robot shown in FIG. 1 in a detail view
  • FIG. 3 the hose package arrangement shown in Figure 2 in a partial sectional view along section line III - III. 4 shows an enlarged illustration of a distal connection end corresponding to section IV of the hose package arrangement shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows an enlarged view of a proximal connection end corresponding to section V of FIG.
  • FIG. 1 shows a welding robot 10 with a body part 12, which can be pivoted about a vertical axis 1 1, on which an articulated arm 13 is arranged.
  • a robot wrist 17 pivotable about a wrist axis 16 which hingedly connects a burner base 18 of a welding torch 19 to the lower arm member 15.
  • a hose package 21 is connected, which extends from the connecting element 20 and the burner base 18 to a formed at a proximal end 31 of the hose package 21 coupling device 22, the connection the hose package is used on a wire feed device 23 designed here as a wire feed case.
  • Hose packet 21 and the coupling device 22 formed hose assembly 24 connected indirectly via a connecting element 25 to the wire feeder 23.
  • FIG. 2 shows the hose package arrangement 24 with the connection element 20 arranged at the distal end 14, which in the present case is referred to as
  • Sensor device is formed, which has a force sensor not shown here, to initiate a collision of the welding torch 19 with a workpiece, a suitable evasive movement of the welding robot 10. Notwithstanding the illustration of the hose However, ket onion 24 in Fig. 2, it is also possible to connect the distal end 14 of the hose assembly 21 directly to the burner base 18.
  • the hose package assembly 24 shown in FIG. 2 is used to supply power and media to the welding torch 19 and, as shown in FIG. 3, has a guide channel 26 in the hose assembly 21, which is primarily used to carry one from the wire feed device 23 into one Burner head 27 (Fig. 1) of the welding torch 19 promoted, not shown here welding wire and also serves to promote a protective gas.
  • the hose package assembly 24 shown in Fig. 2 here a hose package 21 enveloping the conduit 28, which serves to guide electrical signal lines 29 or media lines not shown here, for example, for the guidance of cooling water.
  • FIG. 3 shows a connection end 30 formed at the distal end 14 of the hose package 21 and a connection end 32 formed at a proximal end 31 of the hose package 21, which are arranged on both sides of a transfer section 52 of the hose package 21, in a sectional view.
  • a channel wall 33 of the guide channel 26 is defined by the coaxial arrangement of two spiral spring coils 34, 35 which together form a coil spring assembly 36.
  • the spiral spring windings 34, 35 are provided with opposite sense of winding in relation to a guide channel axis 37, so that a support structure which is sufficiently torsionally rigid in both rotational angle directions can be realized.
  • the spiral spring arrangement 36 or the outer spiral spring winding 35 is provided with a hose cover 40 formed from an insulating material, wherein the spiral spring arrangement 36 is arranged in a receiving channel 54 whose channel wall 55 is formed by the conductor arrangement 21.
  • the hose cover 40 fills a between the coil spring assembly 36 and a coaxial with the guide channel axis 37 arranged electrical conductor assembly 41 formed annular gap 42.
  • a contact region 43 of the connection end 30 is the Spiralfederan- order 36 and the outer coil spring winding 35 from
  • Hose cover 40 freed and taken in a here designed as a ferrule end sleeve 44, which is preferably formed from a copper material.
  • the end sleeve 44 serves on the one hand for force transmission between the spiral spring arrangement 36 and the connection element 20 and on the other hand for power transmission from the conductor arrangement 41 to the connection element 20.
  • a connecting piece 45 is provided at the proximal end 31 of the hose package 21, which has a connecting region designed as an end sleeve 46 for connection to the spiral spring arrangement 36. Subsequent to the end sleeve 46, the connecting piece 45 merges in one piece into a coupling end 47, which serves for a connection rotatable about the guide channel axis 37 to a socket part 48 of a coupling device 47 and the socket part 48.
  • the coupling device 22 For detachable connection of the coupling end 47 of the connecting piece 45 with the female part 48, the coupling device 22 a displaceable on a latching device 49 locking sleeve 50 which in the embodiment shown in FIG.
  • the connecting piece 45 thus serves both for producing a mechanically interlocking clutch engagement in the coupling device 22, or the female part 48 of the coupling device 22, as well as for producing an electrically conductive connection between the conductor arrangement 41 of the hose assembly 21 and the connection element 25 connected to the female part 48, which is connected to the power supply of the wire feeder 23.
  • the current transmission in the region of the coupling device 22 essentially takes place from the female part 48 via a cylindrical sleeve-shaped coupling element 51 to the coupling end 47 of the connecting piece 45.
  • the coupling element 51 accommodated in a housing part 56 also serves as a radial bearing of the coupling end 47, around a possible low-friction rotation of the coupling end 47 in the female part 48 of the coupling device 22 to allow.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a supply pipe arrangement (24) with a supply pipe (21) for a welding device and for connecting to a robot wrist joint (17).  The supply pipe has a guide channel (26) for taking up and guiding a welding wire and an electrical conductor arrangement (41), which is covered by insulation.  The supply pipe arrangement has a coupling device (22) for rotatably connecting the supply pipe to a wire-supplying device (23).  The coupling device has a plug part, which is formed by a connecting piece (45) and is taken up rotatably in a stationary socket part for connection with the wire-supplying device.  A channel wall (33) of the guiding channel has a torsion-resistant supporting structure.

Description

15. April 2009 April 15th, 2009
TBi Industries GmbH TBI-002-WOTBi Industries GmbH TBI-002-WO
35463 Fernwald-Steinbach Tap/Str35463 Fernwald-Steinbach Tap / Str
Schlauchpaket für SchweißvorrichtungHose package for welding device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlauchpaketanordnung mit einem Schlauchpaket für eine Schweißvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a hose package arrangement with a hose package for a welding apparatus according to the preamble of claim 1.
Schlauchpakete der eingangsgenannten Art werden als Übertragungseinrichtung zwischen dem Handhabungsteil einer Schweißvorrichtung, also dem so genannten Schweißbrenner, und dem eigentlichen Schweißaggregat, das im Wesentlichen zur Schweißstromerzeugung und zur Bevorratung bzw. zum Anschluss der Schweißmedien, wie dem Schweißdraht und dem Schutzgas, dient, eingesetzt. Dem Schlauchpaket als Übertragungseinrichtung kommt dabei in erster Linie die Aufgabe zu, die Strom- und Medienversorgung über die Distanz zum Schweißaggregat sicherzustellen, ohne die Handhabung des Schweißbrenners zu beeinträchtigen. Dies trifft im besonderen Maße zu, wenn es sich um Schlauchpakete handelt, die zur Installation an einem Schweißroboter dienen, bei denen das Schlauchpaket zwischen einem an einem Roboterhandgelenk instal- lierten Schweißbrenner und einer im Bereich einer feststehenden Roboterbasis installierten Drahtzuführeinrichtung angeordnet ist, und das Schlauchpaket einerseits die komplexe Kinematik der überlagerten Bewegungen der Roboterarmglieder nicht behindern darf und andererseits die im Zusammenhang mit der Bewegung des Roboterarms auftretenden mechanischen Belastungen des Schlauchpakets möglichst gering sein sollen, um einen Verschleiß so gering wie möglich zu halten.Hose packs of the aforementioned type are used as a transfer device between the handling part of a welding device, ie the so-called welding torch, and the actual welding unit, which essentially serves to generate welding current and to store or connect the welding media, such as the welding wire and the protective gas. The hose package as a transfer device is primarily the task to ensure the power and media supply over the distance to the welding unit without affecting the handling of the welding torch. This is especially true when it comes to hose packages that are to be installed on a welding robot, where the hose package is located between a welding torch installed on a robot wrist and a wire feeder installed in the area of a stationary robot base Hose package on the one hand must not hinder the complex kinematics of the superimposed movements of the Roboterarmglieder and on the other hand, the mechanical loads of the hose assembly occurring in connection with the movement of the robot arm should be as low as possible in order to minimize wear as possible.
Besonders schädlich für die Standzeit eines Schlauchpakets erweisen sich die im Betrieb auftretenden Torsionsbelastungen, die zwar dadurch vermieden werden können, dass im Bereich des Roboterhandgelenks eine Drehkupplung angeordnet wird, um das Schlauchpaket weitestgehend torsionsfrei zu halten. Jedoch resultiert daraus der Nachteil, dass dieParticularly detrimental to the life of a hose package prove the torsional loads occurring during operation, which although it can be avoided that in the area of the robot wrist a rotary coupling is arranged to keep the hose package largely torsion-free. However, this results in the disadvantage that the
Masse im Bereich des Roboterhandgelenks erhöht wird und dass über die zwischenliegende Anordnung eines Kupplungselements die Wärmeübertragung vom Schweißbrenner auf das Schlauchpaket und somit die Abführung der Schweißwärme vom Schweißbrenner beeinträchtigt wird.Mass in the area of the robot wrist is increased and that the interposition of a coupling element, the heat transfer from the torch on the hose assembly and thus the removal of the welding heat is affected by the welding torch.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einThe present invention is therefore based on the object
Schlauchpaket für Schweißvorrichtungen vorzuschlagen, das in besonderem Maße torsionsbelastbar ist, um auch ohne eine zwischenliegende Anordnung einer Drehkupplung im Bereich des Roboterhandgelenks eine hohe Standzeit zu ermöglichen.To propose hose package for welding devices, which is particularly resistant to torsion, to allow a long service life without an intermediate arrangement of a rotary joint in the field of robot wrist.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Schlauchpaket die Merkmale des Anspruchs 1 auf.To solve this problem, the hose package according to the invention has the features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Schlauchpaket weist die Kanalwandung des Führungskanals eine Spiralfederanordnung mit zumindest einer Spiralfederwicklung auf.In the hose package according to the invention, the channel wall of the guide channel has a spiral spring arrangement with at least one spiral spring winding.
Bei dem erfindungsgemäßen Schlauchpaket ist somit der Führungskanal ausreichend torsionssteif ausgebildet, um eine schädliche Belastung der äußeren Isolierung oder der Leiteranordnung durch Torsionsspannungen weitestgehend zu verhindern. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Stützstruktur einen rohrförmigen Träger auf, der mit einer torsionssteifen Armierung versehen ist. Dabei kommt dem Träger im wesentlichen die Aufgabe zu, die Armierung zu einer rohrförmigen Wandung auszuformen. Beispiels- weise kann der Träger aus einem Kunsstoffschlauch gebildet sein. Der eine torsionssteife Umhüllung in Form eines Geflechts oder Netzwerks, beispielsweise aus einem Metall- oder einem ausreichend steifen, insbesondere druckfesten Nichtmetallwerkstoff, aufweist.In the case of the hose package according to the invention, the guide channel is thus designed to be sufficiently torsionally rigid in order to largely prevent harmful loading of the outer insulation or of the conductor arrangement by torsional stresses. According to an advantageous embodiment, the support structure has a tubular support which is provided with a torsion-resistant reinforcement. The carrier essentially has the task of forming the reinforcement into a tubular wall. For example, the carrier can be formed from a plastic tube. The one torsionally rigid envelope in the form of a mesh or network, for example of a metal or a sufficiently rigid, in particular pressure-resistant non-metallic material having.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Stützstruktur eine Spiralfederanordnung mit zumindest eine Spiralfederwicklung auf, die eine Biegung des Schlauchpakets im Betrieb eines Roboters ermöglicht und eine zur Übertragung eines Drehwinkels ausreichende Torsi- onssteifigkeit aufweist, ohne dass eine Torsionsspannung in einem schädlichen Ausmaß auf die äußere Isolierung der Leiteranordnung einwirkt.In a particularly preferred embodiment, the support structure comprises a spiral spring arrangement with at least one coil spring winding, which allows a bending of the hose package in the operation of a robot and has sufficient torsional stiffness for transmitting a rotational angle, without a torsional stress to a harmful extent on the outer insulation the conductor arrangement acts.
Je nach Länge des Schlauchpakets und der Größe des Drehwinkels eines Schweißbrenners kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, zur Ausbildung der Spiralfederanordnung mehrere Spiralfederwicklungen konzentrisch anzuordnen. Dabei kann es insbesondere bei einem großen Dreh- winkelbereich in beide Drehrichtungen vorteilhaft sein, zur Ausbildung der Spiralfederanordnung zwei Spiralfederwicklungen vorzusehen, die einen gegenläufigen Wicklungssinn aufweisen.Depending on the length of the hose package and the size of the angle of rotation of a welding torch, it may also prove advantageous to arrange a plurality of spiral spring windings concentrically to form the coil spring arrangement. In this case, it may be advantageous, in particular in the case of a large angular range in both directions of rotation, to provide two spiral spring windings for forming the spiral spring arrangement which have an opposite sense of winding.
Unabhängig von der Anzahl und Auslegung der zur Ausbildung der Spiralfederanordnung verwendeten Spiralfederwicklungen ist es vorteil- haft, die Spiralfederanordnung selbst als elektrische Leiteranordnung zu nutzen, um mit einer Minimalkonfiguration des Schlauchpakets eine im Durchmesser minimierte Ausführung des Schlauchpakets zur ermöglichen.Regardless of the number and design of the coil spring windings used to form the coil spring assembly, it is advantageous to use the spiral spring arrangement itself as an electrical conductor arrangement to allow a minimized configuration of the hose package to a minimized diameter of the hose package.
Wenn in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Schlauchpakets in einem von Krafteinleitungseinrichtungen axial be- grenzten Übertragungsabschnitt der Spiralfederanordnung im entspannten Zustand ein Ringspalt zwischen der Spiralfederanordnung und einer Kanalwandung eines Aufnahmekanals gebildet ist, kann nicht nur eine Entlastung des Isolationsschlauchs von einer Torsionsbeanspruchung, also eine Reduzierung der Torsionsbeanspruchung erreicht werden, sondern je nach Dimensionierung des Ringspalts eine im Maximalfall vollständige Entkopplung des Isolationsschlauchs von der durch die Spiralfederanordnung aufgenommenen Torsionsbelastung.If, in a particularly preferred exemplary embodiment, the hose package is axially displaced in one of force introduction devices. limited transmission portion of the coil spring assembly in the relaxed state, an annular gap between the coil spring assembly and a channel wall of a receiving channel is formed, not only a relief of the insulation of a torsional strain, so reducing the torsional stress can be achieved, but depending on the dimensions of the annular gap in the maximum case complete decoupling the insulation tube from the recorded by the coil spring assembly torsional load.
Vorzugsweise ist die Kanalwandung von der Leiteranordnung gebildet.Preferably, the channel wall is formed by the conductor arrangement.
Um im Übertragungsabschnitt der Spiralfederanordnung eine elektrische Entkopplung zwischen der Spiralfederanordnung und der Leiteranordnung zu ermöglichen, ist in dem Ringspalt eine isolierende Abdeckung der Spiralfederanordnung bzw. eine isolierende Auskleidung der Leiteranordnung vorgesehen.In order to enable electrical decoupling between the spiral spring arrangement and the conductor arrangement in the transmission section of the spiral spring arrangement, an insulating cover of the spiral spring arrangement or an insulating lining of the conductor arrangement is provided in the annular gap.
Um das Schlauchpaket an ein Schweißaggregat oder eine Drahtzufüh- reinrcihtung anschließen zu können, ist das Schlauchpaket an seinem Drahtzuführungsende mit einem Anschlussstück versehen, das sowohl zur Stromübertragung als auch zur Krafteinleitung zwischen dem Schweißaggregat bzw. der Drahtzuführeinrichtung und dem Schlauchpa- ket dient. Hierdurch ist der unmittelbare Anschluss des Drahtzuführungsendes des Schlauchpakets an eine Drehkupplung möglich, die es ermöglicht, die im Betrieb durch Verdrehung des Roboterhandgelenks auf das Schlauchpaket bzw. die Spiralfederanordnung wirkenden Torsionskräfte auf einen Maximalwert zu begrenzen.In order to be able to connect the hose pack to a welding unit or a wire feeding device, the hose pack is provided at its wire feed end with a connecting piece which serves both for power transmission and for introducing force between the welding unit or the wire feed device and the hose package. As a result, the direct connection of the wire feed end of the hose package to a rotary joint is possible, which makes it possible to limit the torsional forces acting on the hose package or the spiral spring arrangement during operation by rotation of the robot wrist to a maximum value.
Die erfindungsgemäße Schlauchpaketanordnung weist die Merkmale des Anspruchs 1 1 auf.The hose assembly according to the invention has the features of claim 1 1.
Die erfindungsgemäße Schlauchpaketanordnung ist an ihrem Drahtzuführende mit einer Kupplungseinrichtung versehen, die ein durch das Anschlussstück gebildeten Steckerteil aufweist, das drehbar in einen fest- stehenden Buchsenteil zur Verbindung mit einer Drahtzuführeinrichtung aufgenommen ist. Aufgrund der Kupplungseinrichtung, die am Drahtzuführende, also dem Ende des Schlauchpakets angeordnet ist, das entfernt vom Roboterhandgelenk liegt, ergibt sich ein die Wärmeableitung vom Roboterhandgelenk behindernder, durch die Kupplungseinrichtung definierter Wärmeübertragungswiderstand erst am Ende einer durch das Schlauchpaket definierten Wärmeübertragungsstrecke, so dass eine wesentlich verbesserte Wärmeableitung der am Schweißbrenner entstehenden Wärme möglich ist, als bei Installation einer Drehkupplung im Bereich des Roboterhandgelenks.The hose package arrangement according to the invention is provided at its wire feed end with a coupling device which has a plug part formed by the connecting piece, which can be rotated in a fixed manner. standing socket part is added for connection to a wire feeder. Due to the coupling device, which is arranged at the wire feed end, so the end of the hose assembly, which is remote from the robot wrist, results in a heat dissipation from the robot wrist obstructing, defined by the coupling device heat transfer resistance only at the end of a defined by the hose package heat transfer path, so that a significant improved heat dissipation of the heat generated at the welding torch is possible than when installing a rotary joint in the area of the robot wrist.
Wenn darüber hinaus das Buchsenteil ein als elektrische Leiteranordnung ausgebildetes Gehäuseteil aufweist, welches in einem zwischen dem Steckerteil und einer Hülsenaufnahme gebildeten Ringspalt ein Kupplungselement aufweist, das sowohl als radiale Lagerung als auch zur Stromübertragung dient, ist im Zusammenwirken mit dem Steckerteil im Bereich der Drehkupplung eine besonders gute Wärmeübertragung realisiert.If, moreover, the socket part has a housing part designed as an electrical conductor arrangement, which has a coupling element in an annular gap formed between the plug part and a sleeve receptacle, which serves both as a radial bearing and for current transmission, then in cooperation with the plug part in the area of the rotary coupling realized particularly good heat transfer.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 : einen Schweißroboter mit einer am Roboterarm angeordneten Schlauchpaketanordnung;FIG. 1 shows a welding robot with a hose package arrangement arranged on the robot arm; FIG.
Fig. 2: die an dem in Fig. 1 dargestellten Schweißroboter eingesetzte Schlauchpaketanordnung in Einzeldarstellung;FIG. 2: the hose package arrangement used on the welding robot shown in FIG. 1 in a detail view; FIG.
Fig. 3 : die in Fig. 2 dargestellte Schlauchpaketanordnung in einer Teilschnittdarstellung gemäß Schnittlinienverlauf III - III; Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung eines distalen Anschlußendes entsprechend Ausschnitt IV der in Fig. 3 dargestellten Schlauchpaketanordnung;3: the hose package arrangement shown in Figure 2 in a partial sectional view along section line III - III. 4 shows an enlarged illustration of a distal connection end corresponding to section IV of the hose package arrangement shown in FIG. 3;
Fig. 5: eine vergrößerte Darstellung eines proximalen Anschlußendes entsprechend AusschnittsV der in Fig.5 shows an enlarged view of a proximal connection end corresponding to section V of FIG.
3 dargestellten Schlauchpaketanordnung.3 hose package arrangement shown.
Fig. l zeigt einen Schweißroboter 10 mit einem um eine Hochachse 1 1 verschwenkbaren Rumpfteil 12, an dem ein Gelenkarm 13 angeordnet ist. An einem distalen Ende 14 eines Unterarmelements 15 ist ein um eine Handgelenkachse 16 verschwenkbares Roboterhandgelenk 17 ausgebildet, das eine Brennerbasis 18 eines Schweißbrenners 19 gelenkig mit dem Unterarmelement 15 verbindet.1 shows a welding robot 10 with a body part 12, which can be pivoted about a vertical axis 1 1, on which an articulated arm 13 is arranged. At a distal end 14 of a lower arm member 15 there is formed a robot wrist 17 pivotable about a wrist axis 16 which hingedly connects a burner base 18 of a welding torch 19 to the lower arm member 15.
An die Brennerbasis 18 ist unmittelbar oder im vorliegenden Fall mittelbar über ein Anschlusselement 20 ein Schlauchpaket 21 angeschlossen, das sich von dem Anschlusselement 20 beziehungsweise der Brennerbasis 18 bis hin zu einer an einem proximalen Ende 31 des Schlauchpakets 21 ausgebildeten Kupplungseinrichtung 22 erstreckt, die zum Anschluss des Schlauchpaket an eine hier als Drahtvorschubkoffer ausgebildete Drahtzuführeinrichtung 23 dient.To the burner base 18 directly or in the present case indirectly via a connecting element 20, a hose package 21 is connected, which extends from the connecting element 20 and the burner base 18 to a formed at a proximal end 31 of the hose package 21 coupling device 22, the connection the hose package is used on a wire feed device 23 designed here as a wire feed case.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine aus demIn the embodiment shown in Fig. 1 is one of the
Schlauchpaket 21 und der Kupplungseinrichtung 22 gebildete Schlauchpaketanordnung 24 mittelbar über ein Anschlusselement 25 an der Drahtzuführeinrichtung 23 angeschlossen.Hose packet 21 and the coupling device 22 formed hose assembly 24 connected indirectly via a connecting element 25 to the wire feeder 23.
Fig. 2 zeigt die Schlauchpaketanordnung 24 mit dem am distalen Ende 14 angeordneten Anschlusselement 20, das im vorliegenden Fall alsFIG. 2 shows the hose package arrangement 24 with the connection element 20 arranged at the distal end 14, which in the present case is referred to as
Sensoreinrichtung ausgebildet ist, die einen hier nicht näher dargestellten Kraftsensor aufweist, um bei einer Kollision des Schweißbrenners 19 mit einem Werkstück eine geeignete Ausweichbewegung des Schweißroboters 10 einzuleiten. Abweichend von der Darstellung der Schlauchpa- ketordnung 24 in Fig. 2 ist es jedoch auch möglich, das distale Ende 14 des Schlauchpakets 21 unmittelbar mit der Brennerbasis 18 zu verbinden.Sensor device is formed, which has a force sensor not shown here, to initiate a collision of the welding torch 19 with a workpiece, a suitable evasive movement of the welding robot 10. Notwithstanding the illustration of the hose However, ketordnung 24 in Fig. 2, it is also possible to connect the distal end 14 of the hose assembly 21 directly to the burner base 18.
Die in Fig. 2 dargestellte Schlauchpaketanordnung 24 dient zur Strom- und Medienversorgung des Schweißbrenners 19 und weist hierzu, wie in Fig. 3 dargestellt, einen Führungskanal 26 im Schlauchpaket 21 auf, der in erster Linie zur Durchführung eines von der Drahtzuführeinrichtung 23 bis in einen Brennerkopf 27 (Fig. 1) des Schweißbrenners 19 geförderten, hier nicht näher dargestellten Schweißdrahts sowie auch zur Förderung eines Schutzgases dient.The hose package assembly 24 shown in FIG. 2 is used to supply power and media to the welding torch 19 and, as shown in FIG. 3, has a guide channel 26 in the hose assembly 21, which is primarily used to carry one from the wire feed device 23 into one Burner head 27 (Fig. 1) of the welding torch 19 promoted, not shown here welding wire and also serves to promote a protective gas.
Weiter weist die in Fig. 2 dargestellte Schlauchpaketanordnung 24 eine hier das Schlauchpaket 21 umhüllenden Leitungskanal 28 auf, der zur Führung elektrischer Signalleitungen 29 oder hier nicht näher dargestellten Medienleitungen, beispielsweise zur Führung von Kühlwasser, dient.2, the hose package assembly 24 shown in Fig. 2 here a hose package 21 enveloping the conduit 28, which serves to guide electrical signal lines 29 or media lines not shown here, for example, for the guidance of cooling water.
Fig. 3 zeigt ein am distalen Ende 14 des Schlauchpakets 21 ausgebildetes Anschlussende 30 sowie ein an einem proximalen Ende 31 des Schlauchpakets 21 ausgebildetes Anschlussende 32, die beidseitig eines Übertragungsabschnitts 52 des Schlauchpakets 21 angeordnet sind, in Schnittdarstellung.FIG. 3 shows a connection end 30 formed at the distal end 14 of the hose package 21 and a connection end 32 formed at a proximal end 31 of the hose package 21, which are arranged on both sides of a transfer section 52 of the hose package 21, in a sectional view.
Wie insbesondere aus den vergrößerten Einzeldarstellungen des distalen Anschlussendes 30 und des proximalen Anschlussendes 32 in den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kanalwandung 33 des Führungskanals 26 durch die koaxiale Anordnung von zwei Spiralfederwicklungen 34, 35 definiert, die zusammen eine Spiralfederanordnung 36 bilden. Im vorliegenden Fall sind ferner bezo- gen auf eine Führungskanalachse 37 die Spiralfederwicklungen 34, 35 mit gegenläufigem Wicklungssinn versehen, so dass eine in beide Drehwinkelrichtungen ausreichend torsionssteife Stützstruktur realisierbar ist. Die Spiralfederanordnung 36 beziehungsweise die äußere Spiralfederwicklung 35 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem aus einem isolierenden Material gebildeten Schlauchüberzug 40 versehen, wobei die Spiralfederanordnung 36 in einem Aufnahmekanal 54 angeord- net ist, dessen Kanalwandung 55 durch die Leiteranordnung 21 gebildet ist. Der Schlauchüberzug 40 füllt einen zwischen der Spiralfederanordnung 36 und einer koaxial zur Führungskanalachse 37 angeordneten elektrischen Leiteranordnung 41 ausgebildeten Ringspalt 42 aus. In einem Kontaktbereich 43 des Anschlussendes 30 ist die Spiralfederan- Ordnung 36 beziehungsweise die äußere Spiralfederwicklung 35 vomAs can be seen in particular from the enlarged individual illustrations of the distal connection end 30 and the proximal connection end 32 in FIGS. 4 and 5, in the exemplary embodiment illustrated here, a channel wall 33 of the guide channel 26 is defined by the coaxial arrangement of two spiral spring coils 34, 35 which together form a coil spring assembly 36. In the present case, moreover, the spiral spring windings 34, 35 are provided with opposite sense of winding in relation to a guide channel axis 37, so that a support structure which is sufficiently torsionally rigid in both rotational angle directions can be realized. In the present exemplary embodiment, the spiral spring arrangement 36 or the outer spiral spring winding 35 is provided with a hose cover 40 formed from an insulating material, wherein the spiral spring arrangement 36 is arranged in a receiving channel 54 whose channel wall 55 is formed by the conductor arrangement 21. The hose cover 40 fills a between the coil spring assembly 36 and a coaxial with the guide channel axis 37 arranged electrical conductor assembly 41 formed annular gap 42. In a contact region 43 of the connection end 30 is the Spiralfederan- order 36 and the outer coil spring winding 35 from
Schlauchüberzug 40 befreit und in einer hier als Quetschhülse ausgebildeten Endhülse 44, die vorzugsweise aus einem Kupfermaterial gebildet ist, aufgenommen. Die Endhülse 44 dient einerseits zur Kraftübertragung zwischen der Spiralfederanordnung 36 und dem Anschlusselement 20 sowie andererseits zur Stromübertragung von der Leiteranordnung 41 auf das Anschlusselement 20.Hose cover 40 freed and taken in a here designed as a ferrule end sleeve 44, which is preferably formed from a copper material. The end sleeve 44 serves on the one hand for force transmission between the spiral spring arrangement 36 and the connection element 20 and on the other hand for power transmission from the conductor arrangement 41 to the connection element 20.
Entsprechend ist am proximalen Ende 31 des Schlauchpakets 21 ein Anschlussstück 45 vorgesehen, das zur Verbindung mit der Spiralfederanordnung 36 einen als Endhülse 46 ausgebildeten Anschlussbereich aufweist. Anschließend an die Endhülse 46 geht das Anschlussstück 45 einstückig über in ein Kupplungsende 47, das zu einer um die Führungskanalachse 37 drehbaren Verbindung mit einem Buchsenteil 48 einer das Kupplungsende 47 und das Buchsenteil 48 umfassenden Kupplungseinrichtung 22 dient. Zur lösbaren Verbindung des Kupplungsendes 47 des Anschlussstücks 45 mit dem Buchsenteil 48 weist die Kupplungseinrichtung 22 eine auf einer Rasteinrichtung 49 verschiebbare Verriegelungsmuffe 50 auf, die bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bei einer Verschiebung nach rechts die verrastende Verbindung zwischen der Rasteinrichtung 49 und dem Kupplungsende 47 des Anschlussstücks 45 freigibt und somit ein Entfernen des proximalen Anschlussendes 32 des Schlauchpakets 21 aus dem Kupplungseingriff ermöglicht. Das Anschlussstück 45 dient somit sowohl zur Herstellung eines mechanisch verriegelnden Kupplungseingriffs in die Kupplungseinrichtung 22, beziehungsweise den Buchsenteil 48 der Kupplungseinrichtung 22, als auch zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Leiteranordnung 41 des Schlauchpakets 21 und dem mit dem Buchsenteil 48 verbundenen Anschlusselement 25 , das mit der Stromversorgung der Drahtzuführeinrichtung 23 verbunden ist. Dabei erfolgt die Stromübertragung im Bereich der Kupplungseinrichtung 22 im Wesentlichen vom Buchsenteil 48 über ein zylinderhülsenförmig ausgebildetes Kupplungs- element 51 auf das Kupplungsende 47 des Anschlussstücks 45. Das in einem Gehäuseteil 56 aufgenommene Kupplungselement 51 dient darüber hinaus als radiale Lagerung des Kupplungsendes 47, um eine möglichst reibungsarme Verdrehung des Kupplungsendes 47 im Buchsenteil 48 der Kupplungseinrichtung 22 zu ermöglichen. Correspondingly, a connecting piece 45 is provided at the proximal end 31 of the hose package 21, which has a connecting region designed as an end sleeve 46 for connection to the spiral spring arrangement 36. Subsequent to the end sleeve 46, the connecting piece 45 merges in one piece into a coupling end 47, which serves for a connection rotatable about the guide channel axis 37 to a socket part 48 of a coupling device 47 and the socket part 48. For detachable connection of the coupling end 47 of the connecting piece 45 with the female part 48, the coupling device 22 a displaceable on a latching device 49 locking sleeve 50 which in the embodiment shown in FIG. 5 in a shift to the right the latching connection between the latching device 49 and the Coupling end 47 of the connector 45 releases and thus allows removal of the proximal connection end 32 of the hose assembly 21 from the clutch engagement. The connecting piece 45 thus serves both for producing a mechanically interlocking clutch engagement in the coupling device 22, or the female part 48 of the coupling device 22, as well as for producing an electrically conductive connection between the conductor arrangement 41 of the hose assembly 21 and the connection element 25 connected to the female part 48, which is connected to the power supply of the wire feeder 23. The current transmission in the region of the coupling device 22 essentially takes place from the female part 48 via a cylindrical sleeve-shaped coupling element 51 to the coupling end 47 of the connecting piece 45. The coupling element 51 accommodated in a housing part 56 also serves as a radial bearing of the coupling end 47, around a possible low-friction rotation of the coupling end 47 in the female part 48 of the coupling device 22 to allow.

Claims

15. April 2009TBi Industries GmbH TBI-002-WO35463 Fernwald-Steinbach Tap/ScuPatentansprüche April 15, 2009 TBI Industries GmbH TBI-002-WO35463 Fernwald-Steinbach Tap / ScuPatentansprüche
1. Schlauchpaketanordnung (24) mit einem Schlauchpaket (21) für eine Schweißvorrichtung und zum Anschluss an ein Roboterhandgelenk, (17), wobei das Schlauchpaket einen Führungskanal (26) zur Aufnahme und Führung eines Schweißdrahts und eine durch eine Isolation abgedeckte elektrische Leiteranordnung (41) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schlauchpaketanordnung eine Kupplungseinrichtung (22) zum drehbaren Anschluss des Schlauchpakets an eine Drahtzuführeinrichtung (23) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung ein durch ein Anschlussstück (45) gebildetes Steckerteil aufweist, das drehbar in einem feststehenden Buchsenteil zur Verbindung mit der Drahtzuführeinrichtung aufgenommen ist, und wobei eine Kanalwandung (33) des Führungskanals eine torsionsteife Stützstruktur aufweist.A hose assembly (24) comprising a hose assembly (21) for a welding apparatus and for connection to a robot wrist, (17), the hose assembly comprising a guide channel (26) for receiving and guiding a welding wire and an electrical conductor assembly (41) covered by an insulation ), characterized in that the hose package arrangement comprises a coupling device (22) for rotatably connecting the hose package to a wire feed device (23), wherein the coupling device comprises a plug part formed by a connecting piece (45) rotatably mounted in a fixed socket part for connection to the Wire feeder is received, and wherein a channel wall (33) of the guide channel has a torsion-resistant support structure.
2. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stützstruktur einen rohrförmigen Träger mit einer torsionssteifen Armierung aufweist. 2. hose package arrangement according to claim 1, characterized in that the support structure comprises a tubular support with a torsion-resistant reinforcement.
3. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 1, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass die Stützstruktur eine Spiralfederanordnung (36) mit zumindest einer Spiralfederwicklung (34, 35) aufweist.3. The hose package assembly according to claim 1, wherein the support structure has a spiral spring arrangement (36) with at least one spiral spring winding (34, 35).
4. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 3, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass die Spiralfederanordnung (36) zwei Spiralfederwicklungen (34, 35) mit gegenläufiger Wicklung aufweist.4. The hose package assembly of claim 3, wherein: said spiral spring assembly (36) has two spiral spring coils (34, 35) with opposite turns.
5. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 3 oder 4, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass die Spiralfederanordnung (36) als elektrische Leiteranordnung dient.5. The hose package assembly according to claim 3 or 4, characterized in that the spiral spring arrangement (36) serves as an electrical conductor arrangement.
6. Schlauchpaketanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass in einem von Krafteinleitungseinrichtungen (30, 32) axial begrenzten Übertragungsabschnitt (52) der Spiralfederanordnung (36) im entspannten Zustand ein Ringspalt (42) zwischen der Spiralfederanordnung und einer Kanalwandung (55) eines Aufnahmekanals (54) gebildet ist.6. hose package arrangement according to one of the preceding claims, since dur chgeke nnz eic hn et that in one of force introduction means (30, 32) axially limited transmission portion (52) of the spiral spring assembly (36) in the relaxed state, an annular gap (42) between the coil spring assembly and a channel wall (55) of a receiving channel (54) is formed.
7. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 6, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass die Kanalwandung (55) von der elektrischen Leiteranordnung (41) gebildet ist. 7. tube package arrangement according to claim 6, since dur chgeke nnz eic hn et, that the channel wall (55) of the electrical conductor arrangement (41) is formed.
8. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 6 oder 7, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass die elektrische Leiteranordnung im Bereich des Übertragungsabschnitts mit einer isolierenden Auskleidung versehen ist.8. tube package assembly according to claim 6 or 7, d a dur c h e k e n ez e i c hn e c e that the electrical conductor assembly is provided in the region of the transfer section with an insulating lining.
9. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 6 oder 7, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass die Spiralfederanordnung (36) im Bereich des Übertragungsabschnitts (52) mit einer isolierenden Umhüllung(40) versehen ist.9. tube package assembly according to claim 6 or 7, d a dur c h e c e e n e s e e c e s that the coil spring assembly (36) in the region of the transfer section (52) with an insulating sheath (40) is provided.
10. Schlauchpaketanordnung nach einem oder mehreren der vorangehen- den Ansprüche, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass das Schlauchpaket (21) an seinem Drahtzuführungsende mit dem Anschlussstück (45) versehen ist, das sowohl zur Stromübertragung als auch zur Krafteinleitung dient.10. The hose package arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hose package (21) is provided at its wire feed end with the connection piece (45) which serves both for power transmission and for the introduction of force.
11. Schlauchpaketanordnung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass die Kupplungseinrichtung (22) zur lösbaren Verbindung mit dem Anschlussstück (45) ausgebildet ist.11. The hose assembly according to one or more of the preceding claims, characterized in that the coupling device (22) is designed for detachable connection to the connecting piece (45).
12. Schlauchpaketanordnung nach Anspruch 11, d a dur c h g e k e nnz e i c hn e t, dass das Buchsenteil (48) ein als elektrische Leiteranordnung ausgebildetes Gehäuseteil (56) aufweist, welches in einem zwischen dem Anschlussstück (45) und einer Hülsenaufnahme (57) gebildeten Ring- spalt ein Kupplungselement (51) aufweist, das sowohl als radiale Lagerung als auch zur Stromübertragung dient. 12. tube package arrangement according to claim 11, da dur chgeke nnz eic hn et that the female part (48) has a designed as an electrical conductor assembly housing part (56) which in a between the connector (45) and a sleeve receptacle (57) formed ring gap has a coupling element (51) which serves both as a radial bearing and for power transmission.
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