[发明专利]密封系统，具有密封系统的工业机器人，以及用于提供密封表面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封系统，包括在旋转轴上的旋转密封表面和旋转轴唇形密封。本发明还涉及一种具有若干旋转轴线的工业机器人，包括机械手，该机械手具有用于绕着机器人的旋转轴线旋转机器人零件的驱动单元，并且其中至少一个所述驱动单元具有旋转轴，该旋转轴设置有本发明的密封系统。进一步，本发明涉及一种方法，用于在旋转轴上提供密封表面。

背景技术

在一些技术应用中存在诸如马达或变速箱的输出轴之类的旋转轴，其需要设置有密封以便于防止例如为油的润滑剂沿着该轴泄漏。与此有关，通常使用旋转轴唇形密封，该旋转轴唇形密封具有环状密封形式，其环绕该轴并与该旋转轴的圆周表面接触。

为了使该旋转轴唇形密封具有良好的密封效果，该轴的表面应当是光滑的。光滑表面还防止该唇形密封的过度磨损。通常，这些轴由金属制成，诸如钢或铸铁。为了获得光滑表面，该轴表面通常以若干步骤被机械加工并且抛光。然而，依然会留下一定的表面表面粗糙度。

进一步，通常在该唇形密封的密封唇部添加润滑剂。这可以以不同的方法实现。有时可以通过在位于该旋转轴的密封表面与该唇形密封的密封唇部提供润滑液膜的方式实现，从而避免该密封唇部与该密封表面之间的直接接触。有时可以通过在位于该轴的密封表面上的剩余凹槽和缺口中填充润滑剂的方式实现，并由此防止该密封唇部由于密封表面的不平坦而被磨损。

特别的应用领域是工业机器人，工业机器人具有驱动单元用来绕着该机器人的不同旋转轴线旋转机器人零件。这些驱动单元包括电动机，通常还包括一些种类的变速箱，并且在使用旋转轴唇形密封围绕该输出轴来防止油从该变速箱漏泄。

发明内容

本发明的目的在于提供用于旋转轴的改进密封系统。还有一个目的在于提供一种方法，用于在旋转轴上提供改进的密封表面，并且进一步的目的在于提供一种工业机器人，具有用于其驱动单元的改进密封系统。这些目的通过所附权利要求限定的密封系统、工业机器人和方法实现。

根据本发明的第一方面，限定了一种密封系统，包括位于旋转轴上的旋转密封表面和旋转轴唇形密封，其特征在于该旋转密封表面具有固体润滑剂物质的表面涂层。具有该固体润滑剂的表面涂层将具有通过填满该密封表面上的凹槽和凹点而使得该旋转密封表面更平坦的效果。通过这些取得使该唇形密封遭受较少磨损并将具有较长的寿命的优点。由此减少了渗漏的风险。当该轴旋转时在该旋转轴的密封表面和唇形密封之间的摩擦也将更少。总体上，从经济的和安全的视角来看本发明都带来了优点。

根据一个特征，该旋转密封表面可以包括适于保持油或润滑脂的凹槽的图案，并且所述凹槽的内部也涂有所述表面涂层。这里使用的凹槽也意指并不一定具有细长形状的孔洞。通过在该涂覆工艺之前提供具有相当深的凹槽的该旋转密封表面，这些凹槽也将被涂覆有淀积涂层的薄层。然而，因为凹槽被制成为比由该轴的机械加工引起或因该轴的铸造留下的、填充有涂层的不平坦部分要深，所以这些凹槽在已经执行涂覆工艺已经完成之后仍然保留。然而，也因为凹槽的内部和边缘已经被涂覆，并且因为凹槽将没有尖锐的边缘，所以在该密封唇部上由凹槽导致的摩擦和磨损将比具有未涂覆的凹槽的情况少得多。

根据另一个特征，该旋转密封表面可以具有化学摩擦法淀积的固体润滑剂物质的表面涂层。这可以通过在WO2009/071674中描述的方法和工具实现。优选地，该固体润滑剂物质包括钼(Mo)和钨(W)中至少之一的硫化物，并且更优选地，该固体润滑剂物质包括二硫化钨(WS₂)。根据WO2009/071674，一种工具设置有包括碳化钨的工作表面。该工具在要被处理的衬底表面上移动并压靠该衬底。该衬底表面包含铁原子或颗粒。在接触区域附近提供包括游离态硫的工艺流体。在该工具的工作表面与该衬底表面之间的接触中，通过摩擦化学法沉积的方式在该衬底表面创建有摩擦膜。在这样的情况中，该衬底表面为由金属制成的旋转轴的密封表面，该金属优选为钢或铸铁。在该密封表面的处理之后，涂层通过WS₂的纳米合成物实现。该涂层涂抹该旋转轴的初始表面的所有不需要的孔洞和参差不齐处，从而提供具有低摩擦和高持久性的平滑表面。

同时根据本发明也能想得到其它的方法用于获得诸如所提及示例中的钼或钨的硫化物的固体润滑剂的表面涂层，例如通过物理气相淀积法(PVD)涂层、化学汽相淀积法(CVD)涂层，或者使用热固方法。

根据进一步的特征，该表面涂层可以在沿着该旋转密封表面的至少两个横向被淀积。如果该表面涂层在平行于该旋转密封表面运动的方向的方向淀积，或者至少具有与该运动方向平行的方向，这也可能是优点。