机器门和机器的制作方法

1.本发明涉及一种具有专利权利要求1的特征的机器门和一种具有权利要求14的特征的机器。


背景技术：

2.现有技术中己知不同设计的机器门。机器门用于确保进入机器(例如车床、铣床、磨床或其他用于加工工件的机器)的加工室，并且是安全相关的机器外壳的一部分。机器门可以配备有机械和/或电气安全装置，其旨在确保在加工室中的加工过程中机器门正常关闭，并且机器门保持关闭直到加工完成或中断。
3.从现有技术中，已知各种可自动打开的机器门，这些机器门通过导轨或铰链保持可移动，以打开进入加工室的通道。这种机器门的缺点是导轨、铰链、密封件或门端限位开关过早失效。
4.对于机器的自动化，特别是对于现有机器的后续自动化，工件可以用机器人或搬运设备引入机器的加工室中。已经表明，除了巨大的成本外，机器门的打开和关闭特别地导致机器人或搬运设备自动装载工件的延迟


技术实现要素：

5.本发明在此发挥作用。
6.本发明旨在提出一种改进的机器门，所述机器门有利地消除现有技术中已知的缺点，并且能够快速和自动地打开和关闭。所述机器门应该能够完全自动地打开和关闭，并可以对现有机床改装，并能打开足够大的进入加工室的通道。
7.这些目的通过具有权利要求1特征的机器门和具有权利要求14特征的机器来实现。
8.在从属权利要求中示出了本发明的其他有利实施例。
9.根据本发明的具有权利要求1的特征的机器门包括：具有开口的门框，至少三个门段和至少一个致动构件。在此处和下文中，所述门段应理解为门的单独的部段，所述门段与至少两个另外的门段一起配置以完全关闭所述门框中的开口，所述开口也形成机器的开口。根据本发明进一步规定，所述致动构件被配置为将所述至少三个门段从处于所述门框内的所述开口打开的位置调节到处于所述门框外的所述开口关闭的位置。在所述至少三个门段的所述开口打开的位置中，所述至少三个门段完全打开所述门框中的开口。为了关闭所述门框中的开口，在所述门框的平面内的所述致动构件使所述至少三个门段相互移动，然后所述至少三个门段中的每一个都沿着路径移动，并且所述路径在所述开口的中心或围绕所述开口的中心相交。所述平面优选地设计为与所述门框的前侧平行。在所述开口打开的位置，所述至少三个门段优选地完全容纳在所述门框中，并且在所述开口关闭的位置，所述至少三个门段通过所述致动构件以光学孔径的方式以层状的方式阻挡。
10.此外，已经证明有利地，所述致动构件能够在伸缩运动(tauchbewegung)中同步地
调节所述至少三个门段。所述伸缩运动可以近似地描述为沿着曲线的运动，其中所述曲线大致在所述门框开口的中心点中相交。这种运动对应于沿着围绕所述开口的中心点的螺旋线的运动。
11.根据本发明的优选的进一步方案，所述至少三个门段布置在门框中凹部内的所述开口打开的位置。所述门框中的凹部配置成使得人体四肢或其他异物都不在所述凹部中与所述门段碰撞。
12.此外，已经证明有利地，所述门框中的所述开口设计成圆形。在该优选的实施例中，所述门框中的所述开口围绕轴线形成，其中当所述开口关闭时，相应的门段在所述轴线的方向上以螺旋运动方式移动，当所述开口打开时反之亦然。
13.此外，已经证明有利地，所述至少三个门段在所述开口关闭位置中在所述开口的中心、优选地在所述轴线上重叠。
14.此外，已经证明有利地，所述至少三个门段围绕所述开口周向对称地布置。在本发明的优选的进一步方案中，可以设置大于三个的门段，优选六个、九个、十二个、十五个或更多个门段。在这一点上需要注意的是，所述门段的数量必须为至少三个，此外可以任意选择。
15.根据本发明的另一有利实施例，相应的门段被设计成匕首形。特别优选地，相应的门段类似匕首的弯曲形状，其中所述门段的尖端是倒圆的，并且具有例如扇形或半圆形的形状。
16.此外，已经证明有利地，所述致动构件包括可围绕所述开口旋转的同步构件，所述至少三个门段通过所述同步构件彼此连接。可围绕所述开口旋转的所述同步构件可以是例如同步环或同步环的一部分，并且可以通过适当的装置与相应的门段耦合，以将相应的门段从所述门框内的所述开口打开的位置移动到所述开口关闭的位置。
17.通过至少一个旋转轴承形状配合地保持所述同步构件或所述同步环优选地，其中优选地所述至少一个转动轴承可以布置在远离所述门框中的所述开口的一侧。所述同步构件和所述至少一个旋转轴承可以彼此接合，由此一方面在径向方向上提供形状配合，还也在轴向方向上提供形状配合。
18.所述旋转轴承可以优选地包括滑动轴承、滚珠轴承和/或滚柱轴承。此外特别是周向对称的多个旋转轴承优选地可以围绕所述开口布置，从而以支撑的方式保持所述同步构件或所述同步环。
19.相应的门段优选地以旋转接头的方式到所述致动构件，其中旋转接头可以例如通过带肩螺钉和布置在带肩螺钉与所述门段和/或所述致动构件之间的滑动构件来选择。所述滑动构件可以是塑料套筒、金属套筒、滚珠轴承或滚柱轴承等。
20.此外，已经证明有利地，相应的门段以耦合传动装置的耦合方式连接到所述门框。耦合件或耦合构件应理解为不直接连接到所述门框的耦合传动装置的传动构件。
21.耦合件或耦合构件以及相关的门段不跟随围绕旋转点(pol)或轴线的运动，而是跟随围绕瞬时中心的运动。所述相应的门段也可以连接到所述耦合构件，其中所述门段和所述耦合构件可以通过形状配合、力配合和/或材料配合连接的方式连接。
22.根据本发明的优选进一步方案，所述耦合构件可以由金属材料制成，而相应的门段可以由另一种优选的高强度的材料制成。例如，所述至少三个门段可以由多组分材料或
复合材料制成，例如由碳纤维复合材料制成。通过有针对性地选择用于所述至少三个门段的材料，所述门段可以抵抗机械冲击，并且例如被设计为防弹以满足特别高的安全要求。
23.根据本发明的优选进一步方案，相应的门段通过耦合传动构件连接到所述门框。所述耦合传动构件以旋转接头的方式在一端连接到门框，在另一端连接到相应的门段。所述门段或具有门段的耦合构件又以旋转接头的方式布置在所述耦合传动构件和所述致动构件或所述同步构件或所述同步环之间，所述致动构件或所述同步构件或所述同步环之间的以旋转接头的方式的连接以及与所述耦合传动构件的以旋转接头的方式的连接布置成彼此间隔开。
24.此外，已经证明有利地，所述致动构件具有驱动器，其中至少一个驱动器优选地是线性驱动器。在优选的进一步方案中，所述至少一个驱动器可以包括气动缸，其表征为具有高动态性。替代地，所述至少一个驱动器可以包括旋转驱动器，所述旋转驱动器特别地通过传动装置起作用。这种驱动器可以包括例如单级或多级齿轮、蜗轮传动装置、行星齿轮和/或多极电直接驱动器，其也被称为扭矩驱动器。优选地，可以围绕所述开口特别地以周向对称的方式布置多个驱动器。相应的驱动器可以通过杠杆与所述同步构件或所述同步环连接，其中所述杠杆优选地形成为l形，以至少部分地包围所述门段或所述耦合件和/或所述耦合传动构件，从而能够实现特别平的构造。
25.此外还有利地，可以设置传感器系统，通过所述传感器系统可以检测所述门框的所述开口在打开或关闭位置。例如还有利地，可以检测所述同步构件或所述同步环和/或所述至少一个驱动器的位置。此外，还可以设置存在识别装置，通过所述存在识别装置可以检测与所述门框相邻的危险区域中的物体或人。
26.所述机器门还可以具有接口，所述接口可以与机器通信。特别地，可以交换安全相关数据，由此确保在加工过程中无法打开所述机器门的所述开口，或在所述开口打开时中断所述机器中的加工过程。此外，可以在所述接口中设置相应的连接以用于传输介质，例如压缩空气、液压油或电能，从而向至少一个驱动器提供来自机器的能量。
27.本发明的另一方面涉及一种具有加工室和上文所述的机器门的机器。
附图说明
28.图1示出处于打开状态的根据本发明的具有门框和开口的机器门的示意性简化平面图，
29.图2示出图1所示机器门的示意性简化平面图，其中门框中的开口通过多个门段一起关闭，
30.图3示出图1和图2所示机器门的部分截面的简化示意图，其中示出致动构件，通过所述致动构件，门段可以在开口打开的位置和开口关闭的位置之间移动，
31.图4示出图3中细节a的致动构件的放大视图，
32.图5示出沿着图4中截面线b-b的截面图，
33.图6示出沿着图4中截面线c-c的截面图，以及
34.图7示出图6中细节e的旋转轴承的放大详细视图。
具体实施方式
35.在下文中，相同或功能相同的零件或部件用相同的附图标记。为了清楚起见，并非所有相同或功能相同的部件都在各个图中设置了附图标记。
36.图1示出机器门2的平面图，所述机器门可以布置在通向(未示出)机器1的加工室的通道区域的壁中。
37.机器门2具有围绕开口20延伸的门框10。所述机器门2可以直接连接到机器1的壁，并完全关闭所述机器1的加工室的入口。
38.门框10具有正面11和(隐藏的)背面12，其中所述正面11布置在机器门2的背向加工室的一侧，所述背面12布置在所述机器门的面向所述加工室的一侧。
39.开口20将正面11连接到背面12，并且可以如所示和所描述的实施例中那样围绕轴线x设计成圆形，其中所述开口20具有直径d。所述直径d优选为300mm＜d＜1000mm。
40.此外，机器门2具有多个门段30，所述门段可以通过致动构件40从根据图1的门框10中的开口20打开的位置转换到根据图2的门框10外的开口20关闭的位置。在所示的实施例中，机器门2具有十二个门段30，这些门段构造相同，并且围绕轴线x周向对称地布置。
41.门段30由致动构件40在图3所示门框10中凹部15中开口20打开的位置完全缩回。为了关闭所述开口20，所述门段30沿轴线x的方向从凹部15开始以螺旋运动横向进给，直到所述开口20完全关闭。在这个位置，每个门段30的自由端38在所述开口20的中心超出轴线x，与所述门段30的自由端36重叠，如图2所示。
42.相应的门段30可以具有弯曲匕首的形状，并且在自由端38具有圆形倒圆。所述门段30还可以由任何材料制成，例如由金属材料或塑料制成，其中优选使用多组分材料或复合材料，特别是碳纤维复合材料。
43.参考图3至图7，可以看出致动构件40包括同步构件45和至少一个驱动器60。所述驱动器60通过所述同步构件45耦合到门段30。
44.同步构件45在所示实施例中设计为同步环46，所述同步环46围绕开口20与轴线x同轴地在门框10的凹部15中由旋转轴承48轴向和径向支撑。在所描述的实施例中，所述同步构件45由分布在圆周上的旋转轴承48支撑，所述旋转轴承可以包括滚柱轴承或滚珠轴承。为了使所述同步构件45尽可能地没有游隙，所述旋转轴承48可以通过偏心轮49定位在凹部15中或门框10上。
45.旋转轴承48可以配置成在面向正面11和面向背面12的两个侧上包围同步环46。所述同步环46在面向所述旋转轴承48的一侧上具有与所述旋转轴承48相对应的形状。
46.借助于致动构件40的门段30的导轨引导运动可以根据耦合传动的类型来实现。为此，除了同步构件45和驱动器60之外，所述致动构件40还包括用于每个门段30的耦合或耦合构件42和耦合传动构件44。所述耦合传动构件44通过旋转接头32作为“摆动杆”相对于轴线x在径向方向上可旋转地连接到门框10，并将所述耦合构件42与所述门框10连接。所述耦合构件42在一端(径向内部)与所述同步构件45连接，另一端(径向外部)通过所述耦合传动构件44与所述门框10连接。相应的门段30附接到所述耦合构件42上。在这一点上应当注意到，所述门段30可以与耦合构件42一体地设计或者可以连接到所述耦合构件42。优选地，所述耦合构件42可以通过材料配合连接和/或螺纹连接与所述门段30相连。
47.相应的耦合构件42通过旋转接头32与同步构件45和耦合传动构件44耦合。此外，
相应的耦合传动构件44经由另一旋转接头32连接到门框10。
48.门段30设计和布置成，在开口20打开的位置和开口20关闭的位置与相邻的门段30重叠，参见图2和图3。在围绕x轴的圆周方向上，所述门段30可以在面向正面11的一侧和面向背面12的一侧上与相邻的门段30摩擦接触。
49.在开口20关闭的位置，门段30的自由端38突出于所述开口20的中心进入所述开口相对的一半。这种重叠可以优选地达到所述开口20的半径的20％。因此，相应门段30的延伸长度大于所述开口20的半径。
50.如图3所示，机器门2可具有三个60个驱动器，它们围绕开口20周向对称地布置。相应的驱动器60可以包括线性驱动器，特别是气动致动构件缸。
51.驱动器60可以设置在门框10的凹部15中，并通过l形杠杆62连接到同步构件45。所述l形杠杆62在两个相邻的耦合传动构件44和耦合构件42之间延伸，并且可以至少部分地包围这些构件。驱动器60布置在所述耦合构件42和耦合传动构件44的远离开口20的一侧，由此可以实现特别紧凑的设计。
52.如参照图6和图7所示，旋转接头32可以包括带肩螺钉，所述带肩螺钉通过作为滑动构件33的套筒与相应的部件可旋转地耦合。
53.驱动器60的进给运动导致门段30的同步运动。相应的门段30可以围绕轴线x在螺旋运动中横向进给，其中为了关闭开口20，在轴线x方向上的门段30在门框10的平面内彼此对齐横向进给，并且完全切入凹部15中以打开开口20。在通过致动构件40的进给运动期间，相应的门段30沿着螺旋运动围绕基点进行旋转运动。
54.机器门2可以具有(未示出)传感器系统，通过所述传感器系统可以进行锁定检测。所述传感器系统可以检测门段30和/或致动构件40的位置。此外，所述传感器系统可以具有用于监测机器门2的危险区域的近似传感器或存在检测。
55.通过机器门2的接口50，可以在机器1和机器门2之间交换电信号和电能，以及诸如压缩空气或液压油的介质。特别地，所述接口使得能够在机器1和机器门2的机器控制器之间进行通信。
56.附图标记列表
57.1机器
58.2机器门
59.10门框
60.11正面
61.12背面
62.15凹部
63.20开口
64.30门段
65.32旋转接头
66.33滑动构件
67.34套筒
68.3830的自由端
69.40致动构件
70.42耦合构件
71.44耦合传动构件
72.45同步构件
73.46同步环
74.48旋转轴承
75.49偏心轮
76.50接口
77.60驱动器
78.62杠杆
79.d直径
80.x轴线。

技术特征：
1.一种机器门(2)，其包括：-具有开口(20)的门框(10)，-至少三个门段(30)，以及-致动构件(40)，-其中所述致动构件(40)能够将所述至少三个门段(30)从处于所述门框(10)内的所述开口(20)打开的位置调节到处于所述门框(10)外的所述开口(20)关闭的位置。2.根据权利要求1所述的机器门(2)，其特征在于，所述致动构件(40)能够在伸缩运动中同步地调节所述至少三个门段(30)。3.根据权利要求2所述的机器门(2)，其特征在于，所述至少三个门段(30)能够在伸缩运动中同步地从所述门框(10)中的凹部(15)切出进入所述开口(20)，并同步地从所述开口中切入所述凹部。4.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，所述门框(10)中的所述开口(20)是圆形的。5.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，所述至少三个门段(30)围绕所述开口(20)周向对称地布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，相应的门段(30)是匕首形的。7.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，所述致动构件(40)包括能够围绕所述开口旋转的同步构件(45)。8.根据权利要求7所述的机器门(2)，其特征在于，通过至少一个旋转轴承(48)以形状配合的方式保持所述同步构件(45)。9.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，相应的门段(30)以旋转接头的方式至所述致动构件(40)。10.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，相应的门段(30)以耦合的方式连接到所述门框(10)。11.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，相应的门段(30)通过耦合传动构件(44)连接到所述门框(10)。12.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，
所述致动构件(40)具有驱动器(60)，特别是线性驱动器。13.根据前述权利要求中任一项所述的机器门(2)，其特征在于，设置传感器系统，特别是用于检测所述至少三个门段(30)的打开所述开口(20)的位置和/或关闭所述开口(20)的位置的传感器系统。14.一种机器(1)，其具有加工室和能够关闭所述加工室的根据要求1至13中任一项所述的机器门。

技术总结
本发明涉及一种机器门(2)，其包括：具有开口(20)的门框(10)，至少三个门段(30)，以及致动构件(40)，其中所述致动构件(40)能够将所述至少三个门段(30)从处于所述门框(10)内的所述开口(20)打开位置调节到处于所述门框(10)外的所述开口(20)关闭的位置。此外，本发明涉及一种具有这种机器门(2)的机器(1)。及一种具有这种机器门(2)的机器(1)。及一种具有这种机器门(2)的机器(1)。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：耶格工程有限公司
技术研发日：2021.06.22
技术公布日：2023/9/7