DE202015007161U1 - Manipulator with vortex tube - Google Patents

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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0054Cooling means

Abstract

Manipulator (1), aufweisend eine Druckluftleitung (11), und ein Wirbelrohr (20) innerhalb des Manipulators (1), wobei das Wirbelrohr (20) einen Gaseingang, einen Warmgasausgang und einen Kaltgasausgang umfasst, der Gaseingang des Wirbelrohrs (20) mit der Druckluftleitung (11) verbunden ist, und der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs (20) zur Kühlung eines Elements (13) des Manipulators (1) verwendet wird.Manipulator (1), comprising a compressed air line (11), and a vortex tube (20) within the manipulator (1), wherein the vortex tube (20) comprises a gas inlet, a hot gas outlet and a cold gas outlet, the gas inlet of the vortex tube (20) with the Compressed air line (11) is connected, and the cold gas outlet of the vortex tube (20) for cooling an element (13) of the manipulator (1) is used.

Description

1. Technischer Bereich1. Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Manipulator, und insbesondere einen Leichtbauroboter.The present invention relates to a manipulator, and more particularly to a lightweight robot.

2. Technischer Hintergrund2. Technical background

Manipulatoren sind automatisch gesteuerte, freiprogrammierbare Mehrzweck-Maschinen. Sie können beispielsweise in einer Fertigung oder Montage eingesetzt werden, um ein Bauteil oder Werkstück zu bearbeiten. Ein Manipulator kann aus einer Vielzahl von beweglichen Gliedern oder Achsen bestehen. Durch eine gezielte Regelung von Motoren, und insbesondere Servomotoren, können die einzelnen Achsen eines Manipulators bewegt werden.Manipulators are automatically controlled, programmable multipurpose machines. They can be used, for example, in a production or assembly to machine a component or workpiece. A manipulator may consist of a plurality of movable members or axles. By a targeted control of motors, and in particular servomotors, the individual axes of a manipulator can be moved.

Insbesondere bei Leichtbaurobotern sind Elektronikkomponenten innerhalb des Manipulators verbaut und häufig durch ein luftundurchlässiges Gehäuse aus Leichtmetall von der Umgebung getrennt. Beim Betrieb entwickeln die Elektronikkomponenten Wärme, die jedoch aufgrund der dichten Bauweise schlecht entweichen kann und sich deshalb innerhalb des Leichtbauroboters staut. Die Wärmeabstrahlung durch die Oberfläche des Manipulators reicht dabei oft nicht aus, um die Wärmeentwicklung ausreichend abzuführen. Aus diesem Grund ist die Ausfallrate der Elektronikkomponenten von Leichtbaurobotern vergleichsweise hoch.In particular, lightweight robots electronic components are installed within the manipulator and often separated by an air-impermeable housing made of light metal from the environment. During operation, the electronic components develop heat, which, however, can escape poorly due to the dense construction and therefore accumulates within the lightweight robot. The heat radiation through the surface of the manipulator is often insufficient to sufficiently dissipate heat. For this reason, the failure rate of the electronic components of lightweight robots is comparatively high.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Manipulator bereitzustellen, welcher auch bei hohen Umgebungstemperaturen eingesetzt werden kann. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Manipulator bereitzustellen, welcher die oben genannten Nachteile zumindest teilweise ausräumt.It is therefore an object of the present invention to provide a manipulator which can be used even at high ambient temperatures. It is a further object of the present invention to provide a manipulator which at least partially eliminates the above-mentioned disadvantages.

Diese und weitere Aufgaben, die aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden durch einen Manipulator gemäß Anspruch 1 gelöst.These and other objects, which will be apparent from the following description, are achieved by a manipulator according to claim 1.

3. Inhalt der Erfindung3. Content of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Manipulator, und insbesondere einen Leichtbauroboter. Ein Leichtbauroboter kann ein besonders kleiner und leichter Roboter sein, dessen bewegliche Glieder und Achsen zumindest teilweise durch eine Hülle oder ein Gehäuse von der Umgebung abgeschirmt sind.The present invention relates to a manipulator, and more particularly to a lightweight robot. A lightweight robot may be a particularly small and lightweight robot whose movable members and axles are at least partially shielded from the environment by a shell or housing.

Der Manipulator weist eine Druckluftleitung auf. Ferner weist der Manipulator ein Wirbelrohr auf, welches innerhalb des Manipulators angeordnet ist. Ein Wirbelrohr, wie etwa ein Ranque-Hilsch-Wirbelrohr, kann eine Vorrichtung ohne bewegliche Teile sein, mit welcher sich ein strömendes Gas in einen heißen und einen kalten Strom aufteilen lässt. Das Wirbelrohr weist einen Gaseingang auf, durch welchen Gas in das Wirbelrohr eingeleitet werden kann. Ferner weist das Wirbelrohr einen Warmgasausgang und einen Kaltgasausgang auf, aus welchen jeweils der heiße und kalte Gasstrom aus dem Wirbelrohr austreten kann. Der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs wird dabei erfindungsgemäß zur Kühlung eines Elements des Manipulators verwendet. Das Element kann dabei ein wärmeentwickelndes Element des Manipulators sein, wie beispielsweise eine Elektronikkomponente.The manipulator has a compressed air line. Furthermore, the manipulator has a vortex tube, which is arranged within the manipulator. A vortex tube, such as a Ranque-Hilsch vortex tube, may be a device with no moving parts to divide a flowing gas into a hot and a cold stream. The vortex tube has a gas inlet through which gas can be introduced into the vortex tube. Furthermore, the vortex tube has a hot gas outlet and a cold gas outlet, from which in each case the hot and cold gas stream can escape from the vortex tube. The cold gas outlet of the vortex tube is used according to the invention for cooling an element of the manipulator. The element may be a heat-generating element of the manipulator, such as an electronic component.

Somit kann der Manipulator zumindest teilweise gekühlt werden, wobei keine zusätzliche Wartung notwendig ist, weil das Wirbelrohr als passives Element ohne bewegliche Teile ausgebildet ist. Der Manipulator kann somit zuverlässig arbeiten, da eine wirksame und aktive Kühlung bereitgestellt ist. Fehlfunktionen des Manipulators werden somit stark reduziert.Thus, the manipulator can be at least partially cooled, with no additional maintenance is necessary because the vortex tube is designed as a passive element without moving parts. The manipulator can thus work reliably because effective and active cooling is provided. Malfunction of the manipulator are thus greatly reduced.

Der kalte Gasstrom hat dabei eine geringere Temperatur als der heiße Gasstrom. Dabei kann die Temperatur des kalten Gasstroms geringer sein als die Temperatur des Gases, welches in das Wirbelrohr eingeleitet wird. Ebenso kann die Temperatur des heißen Gasstromes höher sein als die Temperatur des Gases, welches in das Wirbelrohr eingeleitet wird. Der heiße Gasstrom muss dabei nicht zwingend eine sehr hohe Temperatur haben, sondern kann auch als warmer Gas- bzw. Luftstrom empfunden werden.The cold gas stream has a lower temperature than the hot gas stream. In this case, the temperature of the cold gas stream may be lower than the temperature of the gas, which is introduced into the vortex tube. Likewise, the temperature of the hot gas stream may be higher than the temperature of the gas, which is introduced into the vortex tube. The hot gas flow does not necessarily have to have a very high temperature, but can also be perceived as a warm gas or air flow.

Vorzugsweise weist der Manipulator ferner ein Thermostatventil auf, welches zwischen der Druckluftleitung und dem Gaseingang des Wirbelrohrs bereitgestellt ist. Das Thermostatventil ist dabei eingerichtet, eine Druckluftzufuhr von der Druckluftleitung zu dem Wirbelrohr zu steuern. Das Thermostatventil kann somit steuern, wie viel Druckluft an den Gaseingang des Wirbelrohrs bereitgestellt wird. Temperatur, Durchfluss und Kälteleistung können somit über das Thermostatventil geregelt werden. Energieverbrauch und Verluste der Druckluft können somit effizient minimiert werden. Mittels der Thermostatregelung kann auch sichergestellt werden, dass dem Druckluftsystem des Manipulators nur wenig Druckluft über das Wirbelrohr verloren geht. Die Funktionalität weiterer Komponenten des Manipulators, die eine Druckluftversorgung benötigen, wird somit nicht eingeschränkt.Preferably, the manipulator further comprises a thermostatic valve which is provided between the compressed air line and the gas inlet of the vortex tube. The thermostatic valve is arranged to control a compressed air supply from the compressed air line to the vortex tube. The thermostatic valve can thus control how much compressed air is provided to the gas inlet of the vortex tube. Temperature, flow and cooling capacity can thus be controlled via the thermostatic valve. Energy consumption and losses of compressed air can thus be efficiently minimized. By means of the thermostat control can also be ensured that the compressed air system of the manipulator little compressed air is lost through the vortex tube. The functionality of further components of the manipulator, which require a compressed air supply, is thus not restricted.

Vorzugsweise führt die Druckluftleitung zu einem Handflansch und/oder einem Endeffektor des Manipulators. Somit kann durch dieselbe Druckluftleitung sowohl die Funktionalität des Endeffektors als auch die Kühlung mittels des Wärmetauschers gewährleistet werden. Eine zusätzliche Druckluftleitung wird nicht benötigt.Preferably, the compressed air line leads to a hand flange and / or an end effector of the manipulator. Thus, both the functionality of the end effector and the cooling by means of the heat exchanger can be ensured by the same compressed air line. An additional compressed air line is not needed.

Vorzugsweise ist der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs mit einem Wärmetauscher innerhalb des Manipulators gekoppelt. Der Wärmetauscher ist selber wiederum vorzugsweise mit interner Elektronik des Manipulators wärmeleitend gekoppelt. Durch das Koppeln kann Wärme ausgetauscht werden. Der Wärmetauscher kann als Kühlkörper vorzugsweise effizient die niedrigen Temperaturen speichern, die von dem Kaltgasausgang des Wirbelrohrs bereitgestellt werden. Der Kühlkörper kann dabei vorzugsweise die Wärmemenge des kalten Gasstromes, welcher sich durch niedrige Temperaturen auszeichnet, speichern. Somit kann eine konstante, homogene Kühlung des Manipulators bereitgestellt werden, abhängig von der Masse des Wärmetauschers. Preferably, the cold gas outlet of the vortex tube is coupled to a heat exchanger within the manipulator. The heat exchanger itself is in turn preferably heat-conductively coupled to internal electronics of the manipulator. By coupling heat can be exchanged. The heat exchanger may, as a heat sink, preferably store efficiently the low temperatures provided by the cold gas outlet of the vortex tube. The heat sink may preferably store the amount of heat of the cold gas stream, which is characterized by low temperatures. Thus, a constant, homogeneous cooling of the manipulator can be provided, depending on the mass of the heat exchanger.

Vorzugsweise ist der Warmgasausgang und/oder der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs über einen Schalldämpfer mit der Umgebung des Manipulators verbunden. Der heiße bzw. kalte Gasstrom wird somit über den bzw. die Schalldämpfer aus dem Manipulatorgehäuse geleitet, so dass keine zusätzliche Lärmbelastung auftritt. Vorzugsweise ist auch der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs, bevorzugt nach dem Wärmetauscher, mit der Umgebung des Manipulators verbunden.Preferably, the hot gas outlet and / or the cold gas outlet of the vortex tube is connected via a silencer to the environment of the manipulator. The hot or cold gas stream is thus passed through the silencer or from the manipulator housing, so that no additional noise pollution occurs. Preferably, the cold gas outlet of the vortex tube, preferably after the heat exchanger, connected to the environment of the manipulator.

Vorzugsweise liegt in der Druckluftleitung und/oder an dem Gaseingang des Wirbelrohrs ein Druck von 2–10 Bar, weiter vorzugsweise von 4–8 Bar, und weiter vorzugsweise von etwa 6 Bar vor. Somit kann eine wirksame Funktionalität des Wirbelrohrs bereitgestellt werden.Preferably, in the compressed air line and / or at the gas inlet of the vortex tube, a pressure of 2-10 bar, more preferably from 4-8 bar, and more preferably from about 6 bar before. Thus, effective functionality of the vortex tube can be provided.

Vorzugsweise beträgt ein Massenstrom von Druckluft durch den Gaseingang des Wirbelrohrs 1–20%, weiter vorzugweise 5–15% und weiter vorzugsweise etwa 10% des Druckluft-Massenstroms in der Druckluftleitung. Somit wird nur ein geringer Anteil von Druckluft für die Kühlung verwendet und eine Funktionalität, beispielsweise eines druckluftgetriebenen Endeffektors, wird aufrechterhalten.Preferably, a mass flow of compressed air through the gas inlet of the vortex tube 1-20%, further preferably 5-15% and more preferably about 10% of the compressed air mass flow in the compressed air line. Thus, only a small portion of compressed air is used for cooling and functionality, such as a pneumatic end effector, is maintained.

Vorzugsweise weist der Manipulator weiterhin einen Luftfilter an der Druckluftleitung auf. Vorzugsweise wird dadurch eine Filtrierung mit 25 Micron oder weniger, und weiter vorzugsweise mit 5 Micron oder weniger erreicht. Somit kann ein störungsfreier Betrieb des Wirbelrohrs und somit der Kühlung ermöglicht werden. Ein Micron kann dabei eine Maßeinheit darstellen, mit der sich die Partikelgröße kennzeichnen lässt, die von einem Filter gefiltert wird. Der Fachmann versteht, dass die „Micron”-Einstufung die Partikelgröße bezeichnen kann, die durch Filter mit bestimmtem Wirkungsgrad gefiltert wurden.Preferably, the manipulator further comprises an air filter on the compressed air line. Preferably, this achieves filtration of 25 microns or less, and more preferably 5 microns or less. Thus, a trouble-free operation of the vortex tube and thus the cooling can be made possible. A micron can represent a unit of measurement that can be used to identify the particle size that is filtered by a filter. It will be understood by those skilled in the art that the "Micron" rating may refer to the particle size filtered through filters of specified efficiency.

Vorzugsweise weist der Manipulator weiterhin ein Abschaltventil auf, welches eingerichtet ist, die Zufuhr von Druckluft von der Druckluftleitung zu dem Gaseingang des Wirbelrohrs ein- und auszuschalten. Das Abschaltventil hat somit zwei Zustände, einen geöffneten und einen geschlossenen. Es kann mittels des Abschaltventils in geschlossenem Zustand effizient geregelt werden, dass temporär keine Druckluft dem Wirbelrohr zugeleitet wird, wenn beispielsweise ein maximaler Druck an dem Endeffektor des Manipulators benötigt wird. Andererseits kann durch Öffnen des Abschaltventils ermöglicht werden, dass eine maximale Kühlung bewirkt wird. Vorzugsweise ist das Abschalt- und/oder das Thermostatventil des Manipulators mit einem Temperatursensor zur Regelung des/der Ventils/Ventile verbunden.Preferably, the manipulator further comprises a shut-off valve which is adapted to switch on and off the supply of compressed air from the compressed air line to the gas inlet of the vortex tube. The shut-off valve thus has two states, one open and one closed. It can be efficiently controlled by means of the shut-off valve in the closed state that temporarily no compressed air is supplied to the vortex tube when, for example, a maximum pressure on the end effector of the manipulator is needed. On the other hand, by opening the shut-off valve, it is possible to allow maximum cooling to be effected. Preferably, the shut-off and / or the thermostatic valve of the manipulator is connected to a temperature sensor for controlling the / the valve / valves.

4. Ausführungsbeispiele4th embodiments

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigt:In the following, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Identical parts are identified by the same reference numerals. It shows:

1 ein Manipulatorteil gemäß einer Ausführungsform; und 1 a manipulator part according to an embodiment; and

2 einen Manipulator gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 a manipulator according to another embodiment of the present invention.

In der 1 ist ein Manipulatorteil 10 dargestellt, welches ein Manipulatorarm oder ein Teil eines Manipulatorarms sein kann. In dem Manipulatorteil 10 ist eine Druckluftleitung 11 angeordnet, welche über eine Abzweigung 12 mit einem Thermostatventil 30 verbunden ist. Das Thermostatventil 30 regelt eine Zufuhr von Druckluft zu einem Wirbelrohr 20. In dem Wirbelrohr 20 wird die Druckluft, die über die Abzweigung 12 und das Thermostatventil 30 bzw. einen Gaseingang des Wirbelrohrs 30 bereitgestellt wird, nach dem von Georges J. Ranque und Rudolf Hilsch beschriebenen Prinzip, in einen heißen und einen kalten Gasstrom aufgeteilt. An einem Ende des Wirbelrohrs 20, dem Kaltgasausgang, ist ein Wärmetauscher 21 bereitgestellt, durch den der kalte Gasstrom, der von dem Wirbelrohr 20 bereitgestellt wird, fließt. Der kalte Gasstrom kühlt dabei den Wärmetauscher 21 und wird nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher 21 über eine Ausgang 22 an die Umgebung abgegeben.In the 1 is a manipulator part 10 which may be a manipulator arm or a part of a manipulator arm. In the manipulator part 10 is a compressed air line 11 arranged, which via a branch 12 with a thermostatic valve 30 connected is. The thermostatic valve 30 regulates a supply of compressed air to a vortex tube 20 , In the vortex tube 20 is the compressed air flowing over the branch 12 and the thermostatic valve 30 or a gas inlet of the vortex tube 30 is prepared according to the principle described by Georges J. Ranque and Rudolf Hilsch, divided into a hot and a cold gas flow. At one end of the vortex tube 20 , the cold gas outlet, is a heat exchanger 21 provided by which the cold gas flow coming from the vortex tube 20 is provided flows. The cold gas stream cools the heat exchanger 21 and will after exiting the heat exchanger 21 via an exit 22 delivered to the environment.

Beispielsweise kann die Druckluft, die von dem Wirbelrohr 20 an den Wärmetauscher 21 bereitgestellt wird, zwischen 10 Grad Celsius und –50 Grad Celsius liegen. Der Wärmetauscher 21 ist mit einem Elektronikmodul 13 des Manipulatorteils 10 gekoppelt. Wärme, die von dem Elektronikmodul 13 entwickelt wird, wird von dem Wärmetauscher 21 aufgenommen und von dem in die Umgebung austretenden Kaltgas abgeführt, sodass das Elektronikmodul 13 effektiv gekühlt wird. Die Kühlung ist durch das Wirbelrohr 20 wesentlich effektiver, als wenn die vorhandene Druckluft direkt zur Kühlung verwendet würde.For example, the compressed air coming from the vortex tube 20 to the heat exchanger 21 is between 10 degrees Celsius and -50 degrees Celsius. The heat exchanger 21 is with an electronics module 13 of the manipulator part 10 coupled. Heat coming from the electronics module 13 is developed by the heat exchanger 21 taken and discharged from the exiting into the environment cold gas, so that the electronic module 13 is effectively cooled. The cooling is through the vortex tube 20 much more effective than if the existing compressed air was used directly for cooling.

An einem zweiten Ausgang des Wirbelrohrs 20, dem Warmgasausgang, ist ein Schalldämpfer 23 bereitgestellt. Über diesen wird der heiße Gasstrom von dem Wirbelrohr 20 an einen weiteren Ausgang 24, und letztendlich an die Umgebung abgegeben. Ebenso kann auch an dem Kaltgasausgang ein entsprechender Schalldämpfer bereitgestellt sein (nicht gezeigt).At a second exit of the vortex tube 20 , the hot gas outlet, is a silencer 23 provided. Over this is the hot gas flow from the vortex tube 20 to another exit 24 , and finally given to the environment. Likewise, a corresponding silencer may also be provided at the cold gas outlet (not shown).

Die 2 zeigt einen Manipulator 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Manipulator 1 umfasst mehrere Manipulatorteile 10a, 10b, 10c, welche jeweils entsprechend dem Manipulatorteil 10 gemäß 1 aufgebaut sein können. In dem Manipulator 1 ist eine Druckluftleitung 11 bereitgestellt, welche von einer Druckluftzufuhr gespeist wird, in welcher sich auch ein Druckluftfilter 16 befindet. Die Druckluftleitung 11 führt zu einem Endeffektor 14 des Manipulators 1, welcher mittels Druckluft betrieben werden kann. Zwischen den einzelnen Manipulatorteilen 10a, 10b, 10c sind Gelenke 15a, 15b bereitgestellt. Das Gelenk 15a wird mittels einer Achssteuerungselektronik 13 betrieben. Zur Kühlung dieser Elektronik 13 ist ein Wirbelrohr 20 bereitgestellt, dessen Gaseingang über ein Abschaltventil 40 mit der Druckluftleitung 11 verbunden ist. Durch Öffnen und Schließen des Abschaltventils 40 kann selektiv der Zustrom von Druckluft zu dem Wirbelrohr 20 gesteuert werden.The 2 shows a manipulator 1 according to another embodiment of the present invention. The manipulator 1 includes several manipulator parts 10a . 10b . 10c , which correspond respectively to the manipulator part 10 according to 1 can be constructed. In the manipulator 1 is a compressed air line 11 provided, which is fed by a compressed air supply, in which also a compressed air filter 16 located. The compressed air line 11 leads to an end effector 14 of the manipulator 1 , which can be operated by compressed air. Between the individual manipulator parts 10a . 10b . 10c are joints 15a . 15b provided. The joint 15a is by means of a motion control electronics 13 operated. To cool this electronics 13 is a vortex tube 20 provided, the gas inlet via a shut-off valve 40 with the compressed air line 11 connected is. By opening and closing the shut-off valve 40 can selectively the influx of compressed air to the vortex tube 20 to be controlled.

Die Funktionsweise des Wirbelrohrs 20 ist dabei analog zu dem Wirbelrohr 20 der 1 aufgebaut. Ein Kaltgasausgang des Wirbelrohrs 20 ist mit einem Wärmetauscher 21 gekoppelt, so dass der Kaltgasstrom des Wirbelrohrs 20 den Wärmetauscher 21 durchströmt und abkühlt und anschließend über den Ausgang 22 an die Umgebung entweicht. Der Wärmetauscher 21 ist wiederum mit der Achssteuerungselektronik 13 wärmeleitend gekoppelt, so dass diese gekühlt wird. Der Warmgasausgang des Wirbelrohrs 20 ist über einen Schalldämpfer 23 und einen Ausgang 24 mit der Umgebung verbunden.The functioning of the vortex tube 20 is analogous to the vortex tube 20 of the 1 built up. A cold gas outlet of the vortex tube 20 is with a heat exchanger 21 coupled so that the cold gas flow of the vortex tube 20 the heat exchanger 21 flows through and cools down and then on the output 22 escapes to the environment. The heat exchanger 21 is in turn with the motion control electronics 13 coupled thermally conductive, so that it is cooled. The hot gas outlet of the vortex tube 20 is over a silencer 23 and an exit 24 connected to the environment.

Der Fachmann versteht, dass mehr als nur das Wirbelrohr 20 in dem Manipulator 1 bereitgestellt sein kann. Beispielsweise können weitere elektronische Komponenten des Manipulators 1 mit weiteren Wirbelrohren gekühlt werden, beispielsweise eine entsprechende Achssteuerungselektronik an dem Gelenk 15b (nicht gezeigt). Ferner versteht der Fachmann, dass ein Wärmetauscher 21 als zusätzliches Element nicht notwendig ist, um eine Kühlung bereitzustellen, diese jedoch verbessert. Beispielsweise kann der Kaltgasstrom des Wärmetauschers direkt auf eine zu kühlende Komponente des Manipulators 1 geleitet bzw. geblasen werden, so dass Wärme von dieser Komponente abgeführt wird.The skilled person understands that more than just the vortex tube 20 in the manipulator 1 can be provided. For example, further electronic components of the manipulator 1 be cooled with other vortex tubes, for example, a corresponding axis control electronics on the joint 15b (Not shown). Furthermore, the skilled person understands that a heat exchanger 21 as an additional element is not necessary to provide a cooling, but this improves. For example, the cold gas flow of the heat exchanger directly to a component to be cooled of the manipulator 1 be passed or blown, so that heat is dissipated by this component.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Manipulatormanipulator
10, 10a, 10b, 10c10, 10a, 10b, 10c
Manipulatorteilmanipulator part
1111
DruckluftleitungCompressed air line
1212
Abzweigungdiversion
1313
Elektronikmodul/AchssteuerelektronikElectronic module / Achssteuerelektronik
1414
Endeffektorend effector
15a, 15b15a, 15b
Gelenkjoint
1616
Luftfilterair filter
2020
Wirbelrohrvortex tube
2121
Wärmetauscherheat exchangers
22, 2422, 24
Ausgangoutput
2323
Schalldämpfersilencer
3030
Thermostatventilthermostatic valve
4040
Abschaltventilshut-off valve

Claims (10)

Manipulator (1), aufweisend eine Druckluftleitung (11), und ein Wirbelrohr (20) innerhalb des Manipulators (1), wobei das Wirbelrohr (20) einen Gaseingang, einen Warmgasausgang und einen Kaltgasausgang umfasst, der Gaseingang des Wirbelrohrs (20) mit der Druckluftleitung (11) verbunden ist, und der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs (20) zur Kühlung eines Elements (13) des Manipulators (1) verwendet wird.Manipulator ( 1 ), comprising a compressed air line ( 11 ), and a vortex tube ( 20 ) within the manipulator ( 1 ), wherein the vortex tube ( 20 ) comprises a gas inlet, a hot gas outlet and a cold gas outlet, the gas inlet of the vortex tube ( 20 ) with the compressed air line ( 11 ), and the cold gas outlet of the vortex tube ( 20 ) for cooling an element ( 13 ) of the manipulator ( 1 ) is used. Manipulator (1) nach Anspruch 1, weiter aufweisend ein Thermostatventil (30), welches zwischen der Druckluftleitung (11) und dem Gaseingang des Wirbelrohrs (20) bereitgestellt ist, und eingerichtet ist, eine Druckluftzufuhr von der Druckluftleitung (11) zu dem Wirbelrohr (20) zu steuern.Manipulator ( 1 ) according to claim 1, further comprising a thermostatic valve ( 30 ), which between the compressed air line ( 11 ) and the gas inlet of the vortex tube ( 20 ) and is arranged to supply compressed air from the compressed air line ( 11 ) to the vortex tube ( 20 ) to control. Manipulator (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs (20) mit einem Wärmetauscher (21) innerhalb des Manipulators (1) gekoppelt ist, und der Wärmetauscher (21) vorzugsweise mit interner Elektronik (13) des Manipulators (1) wärmeleitend gekoppelt ist.Manipulator ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the cold gas outlet of the vortex tube ( 20 ) with a heat exchanger ( 21 ) within the manipulator ( 1 ), and the heat exchanger ( 21 ) preferably with internal electronics ( 13 ) of the manipulator ( 1 ) is coupled thermally conductively. Manipulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Warmgasausgang und/oder der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs (20) über einen Schalldämpfer (23) mit der Umgebung des Manipulators (1) verbunden sind.Manipulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the hot gas outlet and / or the cold gas outlet of the vortex tube ( 20 ) via a silencer ( 23 ) with the environment of the manipulator ( 1 ) are connected. Manipulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kaltgasausgang des Wirbelrohrs (20) mit der Umgebung des Manipulators (1) verbunden ist.Manipulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the cold gas outlet of the vortex tube ( 20 ) with the environment of the manipulator ( 1 ) connected is. Manipulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in der Druckluftleitung (11) und/oder an dem Gaseingang des Wirbelrohrs (20) ein Druck von 2–10 Bar, vorzugsweise von 4–8 Bar, weiter vorzugsweise von etwa 6 Bar vorliegt. Manipulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein in the compressed air line ( 11 ) and / or at the gas inlet of the vortex tube ( 20 ) a pressure of 2-10 bar, preferably 4-8 bar, more preferably about 6 bar is present. Manipulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Massenstrom von Druckluft durch den Gaseingang des Wirbelrohrs (20) 1–20%, vorzugsweise 5–15% und weiter vorzugsweise etwa 10% des Druckluft-Massenstroms in der Druckluftleitung (11) beträgt.Manipulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein a mass flow of compressed air through the gas inlet of the vortex tube ( 20 ) 1-20%, preferably 5-15% and more preferably about 10% of the compressed air mass flow in the compressed air line ( 11 ) is. Manipulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter aufweisend einen Luftfilter (16) an der Druckluftleitung (11).Manipulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, further comprising an air filter ( 16 ) on the compressed air line ( 11 ). Manipulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Druckluftleitung (11) zu einem Handflansch und/oder einem Endeffektor (14) des Manipulators (1) führt.Manipulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the compressed air line ( 11 ) to a hand flange and / or an end effector ( 14 ) of the manipulator ( 1 ) leads. Manipulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter aufweisend ein Abschaltventil (40) welches eingerichtet ist, die Zufuhr von Druckluft von der Druckluftleitung (11) zu dem Gaseingang des Wirbelrohrs (20) ein- und auszuschalten.Manipulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, further comprising a shut-off valve ( 40 ) which is set up, the supply of compressed air from the compressed air line ( 11 ) to the gas inlet of the vortex tube ( 20 ) on and off.
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