CN102165659A - 线缆承载装置以及制造线缆承载装置的元件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在第一连接点(2)和第二连接点(3)之间导引线缆、线路、软管等等的管道装置(1)的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)，所述元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)由包括至少一种塑料和一种添加剂的材料形成，其特征在于，所述添加剂包括优选包含碳原子的具有纳米级的尺寸的三维几何结构，特别地，碳纳米管。管道装置的根据本发明的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)、根据本发明的管道装置(1)和根据本发明制造的管道装置(1)的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)可被有利地用于驱散管道装置(1)的静电荷。以该方式，对应的管道装置(1)还可被用于在静电上安全的工作环境。

Description

线缆承载装置以及制造线缆承载装置的元件的方法
技术领域
本发明涉及用于承载线缆、线路、软管等等的线缆承载装置(也称为能链(energy chain))的元件，并且涉及对应的线缆承载装置。此外，提出了一种用于制造线缆承载装置的元件的方法。
背景技术
线缆承载装置被用于在第一和第二连接点之间承载线缆、线路、软管等等。这两个连接点中的至少一个是可移动的，例如，活动的。例如，工具、机器等等可被供给电力、压缩空气、液压或气压、控制信号等等。此外，还可以将数据从可移动连接传送到固定连接。
存在这样的领域，其中，例如由线缆承载装置移动时的摩擦而产生的线缆承载装置的静电荷是成问题的，例如，在制造和/或处理半导体器件和/或电子部件是或者在制造和/或处理塑料和/或玻璃时成问题。为了防止部件在此被损坏和/或使得处理是可行的，需要驱散线缆承载装置的静电荷。线缆承载装置通常由诸如塑料链节的多个元件构成，该塑料具有的低电导率使得不可以驱散静电荷。
发明内容
由于该原因，本发明基于这样的目的，即，提供用于至少改善从现有技术可知的缺点的线缆承载装置的元件、线缆承载装置以及对应的制造方法，特别地，提供用于在操作期间可驱散静电荷的线缆承载装置的元件、线缆承载装置以及对应的制造方法。
通过独立权利要求的特征来实现这些目的。各从属权利要求旨在有利的拓展。
用于在第一和第二连接点之间承载线缆、线路、软管等等的线缆承载装置的根据本发明的元件由包括至少一种塑料和填料(filler)的材料形成。根据本发明，所述填料包括具有纳米级的尺寸的三维几何结构(geometry)，所述三维几何结构优选包括碳原子或由碳原子构成。特别优选地，所述三维几何结构为碳纳米管。
三维几何结构被特别地理解为表示特定三维排列的基于碳的结构，其尺寸为纳米范围的。碳纳米管被理解为表示显示出三维管状形状的碳原子的结构。碳纳米管通常可由手征性向量R表征，该手征性向量R可被表示为R＝ma+nb。这里，m和n为自然数。向量a和b描述单一石墨平面的晶胞。这里碳纳米管被特别地理解为表示手征性椅型(armchair)和/或齿型(zigzag)碳纳米管。此外，术语碳纳米管还被特别地理解为表示所谓的双壁和多壁碳管(DWNT，双壁纳米管，以及MWNT，多壁纳米管)。在这种情况下，这些管同心地位于彼此之上或之中。
在形成用于承载线缆、线路、软管等等的线缆承载装置的元件和对应的线缆承载装置时向塑料添加碳纳米管可使得线缆承载装置的材料的电导率增大并使得对应的电阻减小。术语线缆承载装置在此被理解为还包括所谓的能链，所述能链例如可通过串联地排列多个链节或者通过将各种部件连接到基本部件而形成。这里，线缆承载装置的元件被特别地理解为表示链节板、横杆(cross bar)、链节、用于链节的连接元件、用于链节的承载元件等等。
增大的电导率允许驱散静电荷。这些静电荷例如可在第一固定连接点与第二可移动连接点之间或者在两个可移动连接点之间操作线缆承载装置期间产生。根据本发明配置线缆承载装置的元件的方式同样可被用于所谓的ESD领域(ESD-静电放电)或者用于所谓的ESD保护领域。这涉及例如半导体器件、塑料元件、特别地塑料膜或片、纸、织物和/或玻璃的制造、加工和封装。
根据有利的配置，所述填料包括碳纤维。
因此，优选使用碳纤维和碳纳米管的混合物作为所述填料。这里，优选25重量％的填料，特别地20重量％的碳纤维和5重量％的碳纳米管的混合比。
根据另一有利的配置，填料的比例为至少10重量％。
这意味着从这样的材料制造诸如链节的元件，该材料包含至多90重量％的塑料(例如PA 66)和至少10重量％的填料，特别地，碳纳米管和碳纤维的混合物。这里，优选使用具有21-30重量％的比例、包括20重量％的碳纤维和1-10重量％的碳纳米管的填料。发现以下组成是特别有利的：
  重量％的塑料   重量％的填料
  80   20
  60   40
根据另一有利的配置，线缆承载装置的形成材料满足这些条件中的至少一个：
a)大于150MPa(兆帕斯卡)的拉伸强度
b)大于9000MPa的拉伸模量
c)大于175MPa的挠曲强度(flexural strength)
d)大于9000MPa的弹性模量
满足上述条件a)到d)中的至少一个(特别地，这些材料中的至少两个)的材料证明在形成同样还耐受在连续操作中发生的载荷的线缆承载装置的元件和线缆承载装置时特别有利。
根据另一有利的配置，所述填料为均匀分布的形式。
这特别地意味着，在所述线缆承载装置的元件中填料含量变化至多0.5％。这允许减小将要实现的元件和线缆承载装置的总电阻。
根据线缆承载装置的根据本发明的元件的另一有利的配置，所述填料含量在空间上不均匀。
特别地，优选在表面附近形成具有较大浓度的填料。由此，根据本发明的元件和根据本发明的线缆承载装置的可能配置为这样的配置，其中，元件或线缆承载装置的不与表面接触的各内部区域基本上没有填料，而在表面附近的区域具有相对高的填料含量。
还提出了一种用于在第一和第二连接点之间承载线缆、线路、软管等等的线缆承载装置，其包括根据本发明的至少一个元件。
这里，所述链节或者所述链节的部分可以例如被形成为根据本发明的元件。还可以例如将承载带形成为根据本发明的元件，一起形成所述线缆承载装置的对应的另外的元件被连接到该承载带。根据本发明，这些另外的元件可以可选地或附加地形成。
根据本发明的线缆承载装置的有利配置，所述线缆承载装置在连接点之间建立导电连接。
由此可以驱散例如在使线缆承载装置移动时由摩擦引起的静电荷。
同样特别有利的是这样的配置，其中，至少一个连接点，优选静止的固定连接点，被接地。可选地或附加地，例如同样可以通过使至少一个链节接地而实现所述线缆承载装置的接地。
根据本发明的线缆承载装置的另一有利配置，所述线缆承载装置的电阻小于1·108欧姆。
相应地较低的电阻导致良好的驱散静电荷的能力。这可以特别地通过在邻近的元件(例如，线缆承载装置的链节)之间建立电连接来实现。优选地，特别地在实现邻近的链节的连接的区域和连接这些区域的区域中利用填料进行对应的形成。
根据本发明的另一方面，提出了一种用于制造线缆承载装置的至少一个元件的方法，其中所述元件由至少一种塑料和包括碳纳米管的填料制成。
原则上，术语塑料还被理解为表示纤维加强的塑料，特别地，纤维加强的塑料。除了塑料纳米管，填料可包括另外的物质，例如，还包括碳纤维。
线缆承载装置的元件可以为例如链节、链节板、横向构件和/或链节的横杆。此外，术语线缆承载装置的元件还被理解为表示例如线缆承载装置的带状的基本元件，另外的元件可被连接到该基本元件。
根据本发明的方法的有利配置，所述元件被注模成形。
根据本发明的方法的另一有利配置，所述元件被挤压成形。
根据本发明的方法的另一有利配置，所述线缆承载装置的所述元件的至少一个区域被形成为具有包括碳纳米管的涂层。
由此可以使在线缆承载装置的元件的表面附近的区域形成为具有碳纳米管而线缆承载装置的位于其下方的另外的区域(例如，所谓的基本元件或插入物)被形成为不具有任何碳纳米管。
根据本发明的方法的另一有利配置，使用多部件注模工艺。
由此，可以特别地通过二部件注模工艺制成部件。
附图说明
为根据本发明的线缆承载装置的根据本发明的元件以及为根据本发明的线缆承载装置公开的细节和优点都可被应用于和转换到彼此和根据本发明的方法，并且在每种情况下反之亦然。下面参考附图更详细地说明本发明，附图不被限制为在此示出的细节。附图示意性地示出了：
图1为根据本发明的线缆承载装置的第一示例性实施例；
图2为线缆承载装置的第一示例性实施例的根据本发明的元件的第一视图；
图3为根据本发明的线缆承载装置的第一示例性实施例的根据本发明的元件的第二示意性视图；
图4为线缆承载装置的第一示例性实施例的根据本发明的元件的透视图；
图5为根据本发明的线缆承载装置的第二示例性实施例的横向视图；
图6为根据本发明的线缆承载装置的第三示例性实施例的横向视图；以及
图7为根据本发明的线缆承载装置的第三示例性实施例的元件的透视图。
具体实施方式
图1以侧视图示意性示出了根据本发明的线缆承载装置1的第一示例性实施例。该线缆承载装置1用于在其内部承载在第一连接点2与第二连接点3之间的线缆、线路、软管等等。在该示例性实施例中，第一连接点2固定在其位置，而第二连接点3可移动。同样地，可以使第一连接点2和第二连接点3都可移动。在本示例性实施例中，第二连接点3被形成在不再具体表示的机器上，以便所述机器可通过该线缆承载装置而被供给例如电力、控制信号、压缩空气、水、可消耗介质、用于提取的吸力等等，相应地，也可从该机器传送数据。
根据本发明，线缆承载装置1由塑料或填料的元件(具体而言，链节5)形成。特别地，塑料为玻璃纤维加强的塑料，并且填料包括碳纳米管。
第一连接点2被连接到地4。在线缆承载装置的操作期间，第二连接点3相对于第一连接点2移动。这导致线缆承载装置1的滚动移动。线缆承载装置1由单独的链节5形成。这些链节5通过对应的销6而彼此连接。邻近的链节5可相对于彼此枢转。
与不根据本发明的线缆承载装置1相比，根据本发明具体化线缆承载装置1或链节5的方式可以以降低的电阻将线缆承载装置1的可能存在的静电荷驱散到地4。这允许根据本发明的线缆承载装置1也被用于这样的领域中，其中，静电荷可导致对邻近的部件的相因而生的损坏。
图2示意性示出了根据本发明的元件，即，链节5。在每种情况下链节5包括两个链节板7。这些链节板7被形成为彼此平行且通过至少一个横杆8而彼此连接。除了销6之外，每个链节板7还具有对应的孔9。链节板7的销6和孔9被形成为可通过将销6插入孔9中而使邻近的链节板7彼此连接。横杆8可被形成为可相对于链节板7枢转或者可被牢固地连接到链节板7。在本示例性实施例中，在横杆8的区域中，链节5具有支持物(rest)10，在线缆承载装置没有通过诸如导向沟槽的导引装置被导引的情况下，支持物10的上侧可位于线缆承载装置1的下侧。
此外，链节板7具有滑块11，通过该滑块11，线缆承载装置1在对应地形成的导引装置或者位于其下的线缆承载装置1的部件上可移动。基本上，优选滑块11由与链节板7或链节5的其余部分不同的塑料形成，例如，以减小噪声。
在本发明的范围内，可以特别地在特定的区域中设置浓度增加的填料，或者可以在那里专有地设置填料的浓度。这些区域优选为例如销6、孔9、支持物10和滑块11的区域。在链节5内，位于上述区域之间的区域也可被以通过这些区域而使可能发生的静电荷可被驱散到地4的方式形成为具有对应浓度的填料，或者由金属插入物形成。
图3示意性示出了用于构造根据本发明的线缆承载装置1的链节5的另一视图。该链节5具有形成于其上的(formed-on)下横杆12和可枢转的(pivotable)上横杆8。可枢转的横杆8可关于柱(stud)13枢转。横杆8的相反连接端14具有柱接收部15和棘爪16。此外，链节5具有柱17，该柱17以对应于柱接收部15的方式形成。还形成了凸部18，该凸部18对应于对应的棘爪16。链节5限定容纳空间19，在该容纳空间19中可承载线缆、线路、软管等等。可通过封闭上面的可枢转的横杆8来限制该容纳空间19，以便可以防止线缆、线路、软管等等的丢失。
图4示出了根据本发明的链节5的透视图。根据本发明，链节5的单独的部分区域，例如销6、横杆8、柱17、链节板7、孔9、滑块11和/或支持物10，被形成为具有至少碳纳米管的形式的浓度增加的填料，以便以该方式在单独的链节或线缆承载装置1与地4之间建立电连接。
图5示出了根据本发明的线缆承载装置1的第二示例性实施例的元件20，该元件20不是由单独的链节形成，而是以一件的形式由塑料形成。通过对应的切口21和枢销22来提供线缆承载装置1的适宜的铰接能力。线缆承载装置1的第二示例性实施例可由单个对应的元件20形成或者可由多个彼此连接的元件20形成。
元件20由塑料和包括碳纳米管的填料形成。元件20还包括由线(wire)形成的张紧元件23。优选将元件20设计为使得碳纳米管允许将静电荷驱散到相应地接地的张紧元件23。
图6示出了根据本发明的线缆承载装置1的第三示例性实施例。其由在图7中详细示出的链节5构成。这里用相同的标记表示相同的部分。第三示例性实施例在此示出了形成于其上的横杆12和包括两个分杆(part-bar)25的二分横杆24。这些分杆25可关于对应的枢销26枢转以对抗恢复力。
线缆承载装置1的根据本发明的元件、根据本发明的线缆承载装置1和线缆承载装置1的根据本发明制造的元件可被有利地用于驱散线缆承载装置1的静电荷。由此，对应的线缆承载装置1还可被用于被保护为免受静电影响的工作环境中。
标记的列表
1  线缆承载装置
2  第一连接点
3  第二连接点
4  地
5  链节
6  销
7  链节板
8  横杆
9  孔
10 支持物
11 滑块
12 形成于其上的横杆
13 柱
14 连接端
15 柱接收部
16 棘爪
17 柱
18 凸部
19 容纳空间
20 元件
21 切口
22 枢销
23 张紧元件
24 二分横杆
25 分杆
26 枢销

Claims (15)

1.一种用于在第一连接点(2)和第二连接点(3)之间承载线缆、线路、软管等等的线缆承载装置(1)的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)，所述元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)由包括至少一种塑料和填料的材料形成，其特征在于，所述填料包括优选包含碳原子的具有纳米级的尺寸的三维几何结构，特别地，碳纳米管。
2.根据权利要求1的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)，其中所述填料包括碳纤维。
3.根据前述权利要求中的任一项的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)，其中所述填料的比例为至少10重量％。
4.根据前述权利要求中的一项的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)，其中所述材料满足以下条件中的至少一个：
a)大于150MPa(兆帕斯卡)的拉伸强度；
b)大于9000MPa的拉伸模量；
c)大于175MPa的挠曲强度；以及
d)大于9000MPa的弹性模量。
5.根据前述权利要求中的一项的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)，其中所述填料具有均匀分布的形式。
6.根据权利要求1到5中的一项的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)，其中所述填料含量在空间上不均匀。
7.一种用于在第一和第二连接点之间承载线缆、线路、软管等等的线缆承载装置(1)，包括至少一个根据前述权利要求中的一项的元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)。
8.根据权利要求7的线缆承载装置(1)，其中所述线缆承载装置(1)在连接点(2，3)之间建立导电连接。
9.根据权利要求7或8的线缆承载装置(1)，其中至少一个连接点(2，3)被接地。
10.根据权利要求7到9中的一项的线缆承载装置(1)，其中电阻小于1·108欧姆。
11.一种用于制造线缆承载装置的至少一个元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)的方法，其中所述元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)由至少一种塑料和包括碳纳米管的填料制成。
12.根据权利要求11的方法，其中所述元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)被注模成形。
13.根据权利要求11的方法，其中所述元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)被挤压成形。
14.根据权利要求11到13中的一项的方法，其中所述线缆承载装置(1)的所述元件(5，6，7，8，9，10，11，12，20)的至少一个区域被形成为具有包括碳纳米管的涂层。
15.根据权利要求11、12或13中的一项的方法，其中使用多部件注模工艺。
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