Apparatus for a bellow

Abstract

Embodiments of the present disclosure relate to an apparatus for a bellow (10). It comprises: a first component (20) configured to receive a first end (11) of the bellow (10), the bellow (10) comprising the first end (11) and a second end (13) opposite to the first end (11); and a second component (30) configured to receive the second end (13) of the bellow (10); wherein the first component (20) and the second component (30) each comprises a fixing flange (22, 32), the fixing flange (22, 32) comprising a flat surface configured to abut against at least part of the respective end of the bellow (10) via a surface contact; and wherein the apparatus further comprises at least two screw fasteners (25) configured to fix the respective end of the bellow (10) to the respective component of the first component (20) and the second component (30) respectively.

Description

APPARATUS FOR A BELLOWFIELD

[0001] Embodiments of the present disclosure generally relate to a device provided with a bellow.BACKGROUND

[0002] A Selective Compliance Assembly Robot Arm, SCARA, robot is widely used in many applications. In many applications, such as food industrial, pharmaceutical industry, and the like, there is a requirement to prevent foreign matters, such as water, particles, dusts, and like from entering an inner part of the robot. For example, an Ingress Protection IP65 protection level is required. To meet the IP protection level, a bellow may be fixed at the arm casing to enclose components of the robot. Use of the bellow may produce waterproof and dustproof effects. However, the conventional apparatus for mounting the bellow is not satisfactory. There is a need to further improve it.SUMMARY

[0003] Example embodiments of the present disclosure provide an apparatus for the bellow which meets “clean room” requirements.

[0004] In a first aspect of the present disclosure, there is provided an apparatus for the bellow. The apparatus for the bellow comprises: a first component configured to receive a first end of the bellow, the bellow comprising the first end and a second end opposite to the first end; and a second component configured to receive the second end of the bellow; wherein the first component and the second component each comprises a fixing flange, the fixing flange comprising a flat surface configured to abut against at least part of the respective end of the bellow via a surface contact; and wherein the apparatus further comprises at least two screw fasteners configured to fix the respective end of the bellow to the respective component of the first component and the second component respectively.

[0005] In some embodiments, the bellow may comprise, at its respective end, a laminated body, the laminated body comprising a bellow body comprising a first side and a second side opposite to the first side, an annular metal body fixed to the first side of the bellow body via an adhesive, and a plastic gasket fixed to the second side of the bellow body via an adhesive; and wherein the plastic gasket of the laminated body is sandwiched between the fixing flange of the respective component and the annular metal body of the laminated body.

[0006] In some embodiments, at least one fixing flange of the respective component may further comprise a first extension configured to circumferentially surround an adhesive interface of the laminated body to prevent the adhesive interface of the laminated body from exposing to the surroundings.

[0007] In some embodiments, the annular metal body may further comprise a second extension configured to circumferentially surround an adhesive interface of the laminated body to prevent the adhesive interface of the laminated body from exposing to the surroundings.

[0008] In some embodiments, the first extension and / or the second extension may extend in a direction perpendicular to the flat surface.

[0009] In some embodiments, an overflow gap may be formed between the extension (144, 224) and an end of the laminated body such that the adhesive in the laminated body is allowed to be stored in the overflow gap when the adhesive overflows.

[0010] In some embodiments, the first component may be a bearing seat.

[0011] In some embodiments, the apparatus may further comprise a ball screw arranged within a tubular chamber of the bellow and extending in an axial direction, and the ball screw is configured to rotate around the axial direction and is supported on the bearing seat by a bearing, an inner ring of the bearing engages with the ball screw and an outer ring of the bearing engages with the bearing seat.

[0012] In some embodiments, the apparatus may further comprise an end cover arranged at an axial end of the ball screw, the ball screw is hollow, the end cover comprises a tubular portion extending along the axial direction and received in a hollow chamber of the ball screw and a covering flange extending perpendicular to the axial direction; and the fixing flange of the first component further comprises a second flat surface opposite to the flat surface, the end cover comprises a third flat surface corresponding to the second flat surface, and the end cover, the first component, and the bellow are fixed together via the screw fastener.

[0013] In some embodiments, the covering flange may further comprise a recess located on an inner side of the third flat surface, the fixing flange comprises a protrusion extending along the axial direction, and the protrusion is fit in the recess and a sealing ring is arranged at a corner where the protrusion meets the covering flange.

[0014] In some embodiments, the first component may comprise a first extension extending downwardly along the axial direction to circumferentially surround a laminated body of the bellow such that a first overflow gap is formed between the extension and an end of the laminated body, and the first overflow gap is used to store the adhesive when the adhesive overflows from the laminated body.

[0015] In some embodiments, the second component may be a robot joint casing; the bellow comprises, at its respective end, a laminated body, the laminated body comprising a bellow body comprising a first side and a second side opposite to the first side, an annular metal body fixed to the first side of the bellow body via an adhesive, and a plastic gasket fixed to the second side of the bellow body via an adhesive; and the annular metal body comprises a second extension extending downwardly along the axial direction and configured to circumferentially surround the laminated body of the bellow such that a second overflow gap is formed between the second extension and an end of the laminated body, and the second overflow gap is used to store the adhesive when the adhesive overflows from the laminated body.

[0016] In a second aspect of the present disclosure, there is provided a robot. The robot comprises: a bellow; and the apparatus according to any of the first aspect.

[0017] In some embodiments, the robot may be a SACRA robot.

[0018] According to the present disclosure, the bellow can be amounted to the apparatus easily with improved sealing performances.

[0019] It would be appreciated that this summary is not intended to identify key features or essential features of embodiments of the present disclosure, nor is it intended to be used to limit the scope of the present disclosure. Other features of the present disclosure will become evident through the following description.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0020] Through the following detailed descriptions with reference to the accompanying drawings, the above and other objectives, features and advantages of the example embodiments disclosed herein will become more comprehensible. In the drawings, several example embodiments disclosed herein will be illustrated in an example and in a non-limiting manner, wherein:

[0021] Fig. 1 is an overall perspective view of a SCARA robot provided with an apparatus for a bellow according to one example embodiment of the present disclosure;

[0022] Fig. 2 is a sectional view of an apparatus for a bellow according to an example embodiment of the present disclosure;

[0023] Fig. 3 is a detailed view of an upper part of the apparatus for the bellow shown in Fig. 2; and

[0024] Fig. 4 is a detailed view of a lower part of the apparatus for the bellow shown in Fig. 2.

[0025] Throughout the drawings, the same or similar reference symbols are used to indicate the same or similar elements.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0026] Principles of the present disclosure will now be described with reference to several example embodiments shown in the drawings. Though example embodiments of the present disclosure are illustrated in the drawings, it is to be understood that the embodiments are described only to facilitate those skilled in the art in better understanding and thereby achieving the present disclosure, rather than to limit the scope of the disclosure in any manner.

[0027] The term “comprises” or “includes” and its variants are to be read as open terms that mean “includes, but is not limited to. ” The term “or” is to be read as “and / or” unless the context clearly indicates otherwise. The term “based on” is to be read as “based at least in part on. ” The term “being operable to” is to mean a function, an action, a motion or a state that can be achieved by an operation induced by a user or an external mechanism. The term “one embodiment” and “an embodiment” are to be read as “at least one embodiment. ” The term “another embodiment” is to be read as “at least one other embodiment. ” The terms “first, ” “second, ” and the like may refer to different or same objects. Other definitions, explicit and implicit, may be included below. A definition of a term is consistent throughout the description unless the context clearly indicates otherwise.

[0028] As mentioned above, to meet the IP protection level, a bellow may be provided to enclose components of a device. By provision of the bellow, foreign matters, such as dusts, cannot enter into an inner portion of the device. The bellow is typically made of flexible material and its wall is very thin. When the two opposites end of the bellow is fixed to the respective parts of the device, there is a potential risk of leakage. In particular, when the bellow aims to seal a movable component movable to meet the IP protection level requirement, the leakage risk is high. According to the present disclosure, there proposes a novel apparatus which can improve the sealing performances of the device. In the shown example, a SCARA robot is described as the device provided with a bellow to illustrate the concept of the invention. It is to be understood that the shown example is merely illustrative and the device may be any other devices as long as the device is provided with a bellow.

[0029] Fig. 1 is an overall perspective view of a SCARA robot 1 provided with an apparatus for a bellow according to one example embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 1, the robot 1 comprises a manipulator comprising a plurality of robotic joint casings 30, 30a, 30b and a ball screw 40 rotatably attached to the joint casing 30. A tool not shown may be fixed to the ball screw 40. By controlling the manipulator, the tool is configured to move within workspace of the robot. In the shown example, the manipulator 1 includes four axes. The joint casing 30a (also called an inner arm of the robot) is configured to rotate with respect to the joint casing 30b (i.e., a base of the robot which is typically fixed) around a first rotation axis X1. The joint casing 30 (also called an outer arm of the robot) is configured to rotate with respect to the inner arm 30a around a second rotation axis X2. The ball screw 40 is configured to rotate with respect to the joint casing 30 around a third rotation axis X3. The ball screw 40 is also configured to linearly move along the third rotation axis X3.

[0030] To meet a high IP protection level (for example, IP65) , as shown in Fig. 1, a bellow 10 is provided to enclose the ball screw 40 and its associated nuts arranged within the joint casing 30. The bellow 10 comprises a first end 11 and a second end 13 opposite to the first end 11. a first end 11 of the bellow 10 is fixed to a first component 20 (which is to be discussed later) . The second end 13 of the bellow 10 is fixed to the joint casing 30 (also named as the second component) .

[0031] Fig. 2 is a sectional view of the bellow part shown in Fig. 1 showing structural details within the bellow 10. Fig. 3 is a detailed view of an upper part of the apparatus for the bellow shown in Fig. 2, showing structural details of how the first end 11 is fixed to the first component 20. Fig. 4 is a detailed view of a lower part of the apparatus, showing structural details of how the second end 13 is fixed to the robot casing 30.

[0032] As shown in Fig. 2, the ball screw 40 extends lengthwise along the axial direction (i.e., the third rotation axis X3) . The ball screw 40 is arranged within the tubular chamber of the bellow 10. In some embodiments, as shown in Fig. 2, the ball screw 40 may comprise a plurality of sections which are fixed together. In the shown example, the ball screw 40 comprises a screw section 42 and an extension section 44. The screw section 42 may comprise a spline driven by a spline nut (not shown) and a screw driven by a screw nut (not shown) . The spline nut and the screw nut may be arranged within the robot casing 30. The spline nut is configured to drive the screw section 42 to rotate around the axial direction. The screw nut is configured to drive the screw section 42 to linearly move along the axial direction. The extension section 44 is configured to mount a bearing 48 for supporting the ball screw 40. The screw section 42 and the extension section 44 may be fixed together via screw fasteners.

[0033] The bearing 48 is installed on the extension section 44. The bearing 48 may be a roller bearing. As best shown in Fig. 3, an inner ring 23 of the bearing 48 is locked axially against the extension section 44 with a circlip 43. A sealing member 41 (for example an O-ring) may be arranged between the inner ring 23 and the extension section 44. An outer ring 25 of the bearing 48 is installed on a bearing seat 20 (i.e., the first component) . The outer ring 25 of the bearing 48 is fixed axially to the bearing seat 20 via screw fasteners.

[0034] As shown in Fig. 2, at the upper part, the bearing seat 20 comprises a fixing flange 22. The fixing flange 22 comprises a flat surface configured to abut against the first end 11 of the bellow 10 via a surface contact. The fixing flange 22 and the first end 11 of the bellow 10 are fixed together via screw fasteners 25. At the lower part, the joint casing 30 comprises a fixing flange 32. The fixing flange 32 comprises a flat surface configured to abut against the second end 13 of the bellow 10 via a surface contact. The fixing flange 32 and the second end 13 of the bellow 10 are fixed together via screw fasteners 25. Due to the flat surface, the bellow 10 can be reliably fixed to the bearing seat 20 with good sealing performances.

[0035] In some embodiments, as shown in Figs. 2-4, the respective ends 11, 13 of the bellow 10 may comprise or be form of a laminated body. By use of the laminated body, the ends 11, 13 of the bellow 10 can be fixed to the respective components with sufficient strength. As best shown in Figs. 3 and 4, the laminated body comprise a bellow body 12, an annular metal body 14, and a plastic gasket 16. The bellow body 12 is made of flexible material. The bellow body 12 comprises a first side and a second side opposite to the first side. The annular metal body 14 is fixed to the first side of the bellow body 12 via an adhesive. The plastic gasket 16 is fixed to the second side of the bellow body 12 via an adhesive.

[0036] At the upper part, as best shown in Fig. 3, the annular metal body 14 may comprise a screw hole for engaging with the screw fasteners 25. The plastic gasket 16 of the laminated body as well as the bellow body 12 is sandwiched between the fixing flange 22 of the bearing seat 20 and the annular metal body 14 of the laminated body. With this arrangement, the bellow 10 can be reliably fixed to the bearing seat 20 with further improved sealing performances. Analogously, at the lower part, as best shown in Fig. 4, the annular metal body 14 may comprise a through hole for passage of the screw fasteners 25. The plastic gasket 16 of the laminated body as well as the bellow body 12 is sandwiched between the fixing flange 32 of the joint casing 30 and the annular metal body 14 of the laminated body.

[0037] Use of the laminated body improves sealing performances at the respective ends 11, 13 but also brings about problems. That is because, the double-sided adhesive used to stick the gasket and annular metal body overflows when the apparatus operates over a long time due to the persistent compression applied to the bellow at the respective ends. Foreign matters, such as particles, debris, dusts, may be attached to an outer surface of the bellow due to the viscidity of the overflowed adhesive. This is not desired in clean room requirements.

[0038] In some embodiments, as best shown in Fig. 3, at the upper part, the fixing flange 22 of the bearing seat 20 further comprises a first extension 224. The first extension 224 is configured to circumferentially surround an adhesive interface of the laminated body. The first extension 224 may extend in a direction perpendicular to the flat surface. With this arrangement, the overflowed adhesive is prevented from exposing to the surroundings. That is, the adhesive interface of the laminated body is prevented from exposing to the surroundings. Thus, the foreign matters are prevented from contacting adhesive interface of the laminated body. In some embodiments, as best shown in Fig. 3, an overflow gap 15 may be formed between the extension 224 and the laminated body of the below 10 such that the adhesive in the laminated body is allowed to flow into the overflow gap 15 when the adhesive overflows. The overflow gap 15 may be used as a storage of the overflowed adhesive. Cleanness of the apparatus can be further improved.

[0039] At the lower part, analogues measures may be adopted. As best shown in Fig. 4, the annular metal body 14 further comprises a second extension 144 configured to circumferentially surround an adhesive interface of the laminated body to prevent the adhesive interface of the laminated body from exposing to the surroundings. The second extension 144 is configured to circumferentially surround an adhesive interface of the laminated body. The second extension 144 may extend in a direction perpendicular to the flat surface. With this arrangement, the overflowed adhesive is prevented from exposing to the surroundings. In some embodiments, as best shown in Fig. 4, an overflow gap 15 may be formed between the extension 144 and the laminated body of the below 10 such that the adhesive in the laminated body is allowed to flow into the overflow gap 15 when the adhesive overflows. The overflow gap 15 may be used as a storage of the overflowed adhesive.

[0040] In some embodiments, the upper part of the bearing seat 20 is equipped with an end cover 50. The end cover 50 is configured to enclose an inner side of the bearing seat 20. As shown in Fig. 3, the ball screw 40 is hollow. The end cover 50 comprises a tubular portion 52 extending along the axial direction and is received in a hollow chamber of the ball screw 40. The end cover 50 further comprises a covering flange 54 extending perpendicular to the axial direction. With this arrangement, foreign matters are prevented from entering the bearing seat 20 through its upper side. Due to the end cover 50, foreign matters may enter the hollow portion of the ball screw 40 which is in communication with the surroundings and cannot enter into the bearing seat 20.

[0041] In some embodiments, as shown in Fig. 3, the fixing flange 22 of the bearing seat 20 further comprises a second flat surface opposite to the flat surface which contact the bellow. The end cover 50 comprises a third flat surface corresponding to the second flat surface, and the end cover 50. The end cover 50, the bearing seat 20 and the bellow 10 thus can be fixed together via the screw fastener 25. With this arrangement, the screw fastener for fixing the end cover 50 is the same as that for fixing the bearing seat 20 and the bellow 10. Thus, this design has a simple structure, easy installation, and convenient for later disassembly and maintenance.

[0042] In some embodiments, the covering flange 54 further comprises a recess 58 located on an inner side of the third flat surface. The fixing flange 22 comprises a protrusion 28 extending along the axial direction, and the protrusion 28 can be fit in the recess 58. A sealing ring 55 (for example an O-ring) is arranged at a corner where the protrusion 28 meets the covering flange 54. With this arrangement, sealing performances can be further improved.

[0043] The description of the various embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration, but are not intended to be exhaustive or limited to the embodiments disclosed. Many modifications and variations will be apparent to those of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of the described embodiments. The terminology used herein was chosen to best explain the principles of the embodiments, the practical application or technical improvement over technologies found in the marketplace, or to enable others of ordinary skill in the art to understand the embodiments disclosed herein.

Claims

1.An apparatus for a bellow (10) , comprisinga first component (20) configured to receive a first end (11) of the bellow (10) , the bellow (10) comprising the first end (11) and a second end (13) opposite to the first end (11) ; anda second component (30) configured to receive the second end (13) of the bellow (10) ;wherein the first component (20) and the second component (30) each comprises a fixing flange (22, 32) , the fixing flange (22, 32) comprising a flat surface configured to abut against at least part of the respective end of the bellow (10) via a surface contact; andwherein the apparatus further comprises at least two screw fasteners (25) configured to fix the respective end of the bellow (10) to the respective component of the first component (20) and the second component (30) respectively.2.The apparatus of claim 1, wherein the bellow (10) comprises, at its respective end (11, 13) , a laminated body, the laminated body comprising a bellow body (12) comprising a first side and a second side opposite to the first side, an annular metal body (14) fixed to the first side of the bellow body (12) via an adhesive, and a plastic gasket (16) fixed to the second side of the bellow body (12) via an adhesive; andwherein the plastic gasket (16) of the laminated body is sandwiched between the fixing flange (22, 32) of the respective component and the annular metal body (14) of the laminated body.3.The apparatus of claim 2, wherein at least one fixing flange (22) of the respective component further comprises a first extension (224) configured to circumferentially surround an adhesive interface of the laminated body to prevent the adhesive interface of the laminated body from exposing to the surroundings.4.The apparatus of claim 2, wherein the annular metal body (14) further comprises a second extension (144) configured to circumferentially surround an adhesive interface of the laminated body to prevent the adhesive interface of the laminated body from exposing to the surroundings.5.The apparatus of claim 3 or 4, wherein the first extension (224) and / or the second extension (144) extends in a direction perpendicular to the flat surface.6.The apparatus of any of claims 3-5, wherein an overflow gap (15) is formed between the extension (144, 224) and an end of the laminated body such that the adhesive in the laminated body is allowed to be stored in the overflow gap (15) when the adhesive overflows.7.The apparatus of any of the preceding claims, wherein the first component (20) is a bearing seat.8.The apparatus of claim 7, wherein the apparatus further comprises a ball screw (40) arranged within a tubular chamber of the bellow (10) and extending in an axial direction; andthe ball screw (40) is configured to rotate around the axial direction and is supported on the bearing seat by a bearing (48) , an inner ring (23) of the bearing (48) engages with the ball screw (40) and an outer ring (25) of the bearing (48) engages with the bearing seat.9.The apparatus of claim 8, further comprising an end cover (50) arranged at an axial end of the ball screw (40) ;the ball screw (40) is hollow;the end cover (50) comprises a tubular portion (52) extending along the axial direction and received in a hollow chamber of the ball screw (40) and a covering flange (54) extending perpendicular to the axial direction; andthe fixing flange (22) of the first component (20) further comprises a second flat surface opposite to the flat surface, the end cover (50) comprises a third flat surface corresponding to the second flat surface, and the end cover (50) , the first component (20) , and the bellow (10) are fixed together via the screw fastener (25) .10.The apparatus of claim 9, wherein the covering flange (54) further comprises a recess (58) located on an inner side of the third flat surface, the fixing flange (22) comprises a protrusion (28) extending along the axial direction, and the protrusion (28) is fit in the recess (58) and a sealing ring (55) is arranged at a corner where the protrusion (28) meets the covering flange (54) .11.The apparatus of claim 9, wherein the first component (20) comprises a first extension (224) extending downwardly along the axial direction to circumferentially surround a laminated body of the bellow (10) such that a first overflow gap (15) is formed between the extension (224) and an end of the laminated body, and the first overflow gap (15) is used to store the adhesive when the adhesive overflows from the laminated body.12.The apparatus of any of claims 7-11, wherein the second component (30) is a robot joint casing;the bellow (10) comprises, at its respective end, a laminated body, the laminated body comprising a bellow body (12) comprising a first side and a second side opposite to the first side, an annular metal body (14) fixed to the first side of the bellow body (12) via an adhesive, and a plastic gasket (16) fixed to the second side of the bellow body (12) via an adhesive; andthe annular metal body (14) comprises a second extension (144) extending downwardly along the axial direction and configured to circumferentially surround the laminated body of the bellow (10) such that a second overflow gap (15) is formed between the second extension (144) and an end of the laminated body, and the second overflow gap (15) is used to store the adhesive when the adhesive overflows from the laminated body.13.A robot, comprisinga bellow (10) ; andthe apparatus according to any of claims 1-12.14.The robot of claim 13, wherein the robot is a SACRA robot.

Images