DE102009030857A1

DE102009030857A1 - Element eines Kettengliedes einer Energieführungskette, das durch ein Fluid-Innendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt ist

Info

Publication number: DE102009030857A1
Application number: DE102009030857A
Authority: DE
Inventors: Uwe Kemper; Heiner Samen; Jochen Bensberg; Thomas Wendig
Original assignee: Kabelschlepp GmbH
Current assignee: Tsubaki Kabelschlepp GmbH
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2029-06-27
Also published as: KR20120047920A; CN102803788A; DE102009030857B4; JP5706887B2; IT1402369B1; US8857148B2; JP2012530886A; KR101495509B1; CN102803788B; ITMI20101040A1; WO2010149485A1; US20120167541A1

Abstract

Element eines Kettengliedes einer Energieführungskette, wobei das Element einen Hohlraum aufweist, der durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt ist, oder aus einem mikrozellularen Schaum gebildet ist.

Description

Die Gegenstände der Erfindung beziehen sich auf ein Element eines Kettengliedes einer Energieführungskette, wobei das Element aus einem Kunststoff gebildet ist und auf ein Kettenglied einer Energieführungskette gebildet durch folgende Elemente: Kettenlaschen, wenigstens eine Quersteg und/oder eine Deckel.
Zum Führen von Kabeln, Leitungen, Schläuchen oder dergleichen zwischen einem ortsfesten und einem beweglichen Anschlusspunkt werden Energieführungsketten eingesetzt. Die Energieführungskette ist gebildet durch eine Vielzahl von Kettengliedern, die gelenkig miteinander verbunden sind. Jedes Kettenglied weist zwei Kettenlaschen auf. Die Laschen sind durch wenigstens einen Quersteg oder einen Deckel miteinander verbunden. Die Kettenlaschen und die Querstege bilden einen Kanal, in dem die Schläuche, Kabel, Leitungen oder dergleichen angeordnet sind.
Es sind Kettenglieder bekannt, bei denen die Querstege oder die Deckel lösbar mit den Kettenlaschen verbunden sind. Durch Verwendung bzw. Ausbildung von Querstegen oder Deckeln mit unterschiedlicher Länge kann die Breite einer Energieführungskette an die Anforderungen angepasst werden.
Es sind auch Kettenglieder bekannt, bei denen ein Quersteg oder ein Deckel mit den Kettenlaschen verbunden ist, so dass diese einen U-förmigen Körper bilden. Ein weiterer Quersteg oder Deckel ist lösbar mit wenigstens einer Lasche verbunden, so dass durch Öffnen des Querstegs bzw. Deckels Leitungen in das Kettenglied eingebracht oder herausgenommen werden können.
Es sind Kettenglieder bekannt, die aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sind. Darüber hinaus sind Kettenglieder bekannt, die aus wenigstens einem Kunststoff hergestellt sind. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften eines Kunststoffkettengliedes werden dem Kunststoff Zusätze, insbesondere Glasfasern, beigemischt.
Die Einhaltung der Toleranzen bei der Herstellung von Kunststoffkettengliedern bzw. der einzelnen Elemente eines Kunststoffkettengliedes ist nicht unproblematisch, da durch Materialanhäufung bspw. bei Kunststofflaschen oder in den Verbindungsbereichen zwischen Kunststofflaschen und Quersteg in beiden U-förmigen Körpern ein gleichmäßiges Abkühlen des Kettengliedes bzw. der Teile des Kettengliedes nicht gewährleistet werden kann. Darüber hinaus können die Elemente eines Kettengliedes hydrophil sein, wodurch auch die Toleranzen in Abhängigkeit von der Wasseraufnahme beeinträchtigt werden können.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein formstabiles und präziseres Element eines Kettengliedes anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Element eines Kettengliedes einer Energieführungskette, wobei das Element aus einem Kunststoff gebildet ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Elementes sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Element eines Kettengliedes einer Energieführungskette, wobei das Element aus einem Kunststoff gebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Element einen Hohlraum aufweist, der durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt ist.
Durch die Ausbildung eines Hohlraumes innerhalb des Elementes eines Kettengliedes nach dem Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren werden die Eigenschaften des Elementes in positiver Weise verändert. Das Element als solches ist ein Leichtbauelement, da wenig Material zum Einsatz kommt. Dies hat auch einen ökonomischen Vorteil. Dadurch, dass das Element einen Hohlraum aufweist, wird in einer positiven Weise das Abkühlverhalten des Elementes beeinflusst, es wird eine höhere Formstabilität und somit eine höhere Toleranzfestigkeit erreicht. Wird das Element aus einem hydrophilen Kunststoff hergestellt, so wird durch das Vorsehen des Hohlraumes eine geringere Menge an Flüssigkeit durch den Kunststoff aufgenommen, so dass auch hierdurch eine verbesserte Toleranzsicherheit erreicht werden kann.
Der Hohlraum wird durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt. Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas oder Gasgemisch handeln. Bevorzugt ist dabei die Verwendung eines Inertgases, insbesondere von Stickstoff.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Hohlraum in dem Element durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt wird, bei dem als Fluid eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch eingesetzt wird. Bei der Flüssigkeit kann es sich um Wasser handeln. Wird eine Flüssigkeit als Fluid eingesetzt, so wird auch ein Abkühlverhalten in positiver Art und Weise beeinflusst.
Nach einem noch weiteren vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, dass das Fluid ein Gas oder ein Gasgemisch und eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch enthält. Das Gas und die Flüssigkeit können nacheinander oder gleichzeitig in eine Kavität eingebracht werden. Bei der Kavität handelt es sich um die Kavität der Spritzgießform, in die zunächst das Kunststoffmaterial eingebracht wird. Das Fluid kann anschließend in die Kavität eingebracht werden. Das Einbringen kann durch Injizieren erfolgen. Hierzu kann die Maschine eine entsprechende Düse aufweisen, so dass das Fluid durch das Angusssystem in die Kavität eingebracht wird. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Form, in der die Kavität ausgebildet ist, an vorgegebenen Stellen entsprechende Injektionsdüsen aufweist. Auch Kombinationen dieser Ausgestaltungen sind möglich.
Der Hohlraum in dem Element kann auch dadurch hergestellt werden, dass zunächst die Kavität vollständig mit Schmelze gefüllt wird. Anschließend wird ein Teil der Schmelze in eine Nebenkavität oder zurück in das Angusssystem durch das Fluid verdrängt.
Durch gezielte Hohlraumbildung kann die Stabilität des Elementes in einer vorteilhaften Weise beeinflusst werden.
Das Fluid wird vorzugsweise mit einem Druck zwischen 50 und 500 bar in die Kavität eingebracht.
Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der das Fluid bei einer Temperatur zwischen –150 und 150°C in die Kavität eingebracht wird.
Das Element ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe: Kettenlasche, Quersteg, Deckel oder Trennsteg.
Gemäß einem weiteren erfinderischen Gedanken wird vorgeschlagen, dass das Kunststoff-Element eines Kettengliedes einer Energieführungskette aus einem mikrozellularen Schaum gebildet ist. Vorzugsweise weist der mikrozellulare Schaum eine gleichmäßige Zellstruktur mit kleinen Hohlräumen auf. Die Hohlräume sind vorzugsweise kleiner als 100 μm. Alternativ kann das Element aus einem Integralschaum gebildet sein. Bei einem solchen Element nimmt die Dichte von außen nach innen vorzugsweise kontinuierlich ab. Das Element weist einen porösen, vorzugsweise mikrozellularen, Kern und einen massiven Randbereich auf. Das Element aus einem Integralschaum kann durch Reaktionsspritzguss hergestellt werden. Hierzu wird das zu verschäumende Reaktionsgemisch in flüssiger Form in eine kalte Form eingetragen, so dass es nach Beendigung der Verschäumungsreaktion vollständig ausfüllt. Der Temperaturgradient bewirkt eine unterschiedliche Ausdehnung eines verdampfenden Treibmittels über den Formenquerschnitt. Hierdurch stellt sich ein Dichteunterschied ein.
Das Element eines Kettengliedes ist vorzugsweise glasfaserverstärkt. Das Vorhandensein von Glasfasern begünstigt die Ausbildung des mikrozellularen Schaums. Die Glasfasern können ein Nukleierungsmittel bilden. In die Polymerschmelze wird ein Treibmittel injiziert, welches sich unter hoher Temperatur und hohem Druck in der Polymerschmelze löst. Es bildet mit der Schmelze eine einphasige Lösung. Hierbei entstehen sehr viele kleine Zellen, die, wenn das Treibmittel zu diffundieren beginnt, gleichzeitig und im selben Maße wachsen. Beim Einspritzen in die Kavität sinkt schlagartig der Druck, das Treibmittel übersättigt im Polymer sehr stark und die Schaumbildung beginnt. Die Druckabfallgeschwindigkeit ist sehr hoch, da ein langsamer Druckabfall die Ausbildung großer Hohlräume zur Folge hat.
Die Ausbildung des Schaums kann daher durch physikalisches oder chemisches Schäumen erfolgen, wie vorstehend beschrieben. Beim chemischen Schäumen wird dem Kunststoff ein Treibmittel in Form von Pulver oder Granulat zugeführt, welches unter Abgabe eines Gases reagiert.
Nach einem noch weiter erfinderischen Gedanken wird ein Kettenglied in einer Energieführungskette vorgeschlagen, dass durch folgende Elemente: Kettenlaschen, wenigsten einen Quersteg und/oder einen Deckel gebildet ist, wobei wenigstens ein Element einen Hohlraum aufweist, der durch einen Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt ist. Das Element ist vorzugsweise nach einem der Ansprüche 2 bis 8 ausgebildet.
Nach einem noch weiteren erfinderischen Gedanken wird ein Kettenglied einer Energieführungskette gebildet durch folgende Elemente: Kettenlaschen, wenigstens einen Quersteg oder einen Deckel. Es zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Element aus einem mikrozellularen Schaum gebildet ist. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Element aus einem Integralschaum gebildet.
Das Element kann durch physikalisches oder chemisches Schäumen hergestellt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung auf dieses konkrete Ausführungsbeispiel beschränkt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale sowie Einzelheiten in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Es zeigen:
1: einen Querschnitt durch ein Kettenglied,
2: eine Lasche eines Kettengliedes im Schnitt,
3: in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Kettengliedes,
4: das Kettenglied nach 3 im Querschnitt,
5: in perspektivischer Ansicht ein End-Kettenglied,
6: das End-Kettenglied im Querschnitt,
7: in perspektivischer Ansicht von unten einen Deckel,
8: den Deckel nach 7 im Querschnitt,
9: in perspektivischer Ansicht einen Trennsteg,
10: den Trennsteg nach 9 im Querschnitt und
11: im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trennsteges.
1 zeigt beispielhaft ein Ausführungsbeispiel eines Kettengliedes. Das Kettenglied 1 ist gebildet durch zwei Kettenlaschen 2, 3. Die Kettenlaschen 2, 3 sind beabstandet zueinander angeordnet. Sie sind mit Querstegen 4, 5 verbunden. Die Querstege 4, 5 können lösbar mit den Kettenlaschen 2, 3 verbunden sein.
Aus der Darstellung nach 1 ist ersichtlich, das die Kettenlaschen 2, 3 Hohlraume 6, 7 bzw. 8, 9 aufweisen. Die Hohlräume 6 bis 9 sind durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt.
2 zeigt eine Kettenlasche 10. Die Kettenlasche 10 weist einen ersten Bereich auf, in dem ein Gelenkbolzen ausgebildet ist. In einem, dem ersten Bereich gegenüberliegenden zweiten Bereich, ist eine Gelenkaufnahme 11 vorgesehen.
Die Gelenkaufnahme und der Gelenkbolzen sind so ausgebildet, dass Kettenlaschen benachbarter Kettenglieder miteinander gelenkig verbunden werden können. Hierbei greifen die Gelenkbolzen in die entsprechenden Gelenkaufnahmen der Kettenlaschen eines benachbarten Gliedes ein.
Zur Beschränkung der Verschwenkbewegung zweier benachbarter Kettenglieder sind in den Bereichen Anschlagflächen vorgesehen, die miteinander zusammenwirken.
Aus der 2 ist ersichtlich, dass die Kettenlasche 10 einen Hohlraum 12 aufweist. Die Kettenlasche 10 kann mehrere unabhängig voneinander angeordnete Hohlräume aufweisen. Der Hohlraum ist durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt.
Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kettengliedes 13. Das Kettenglied 13 ist gebildet durch zwei Kettenlaschen 14, 15. Jede Kettenlasche 14, 15 weist einen Gelenkbolzen 16 auf. Des Weiteren weist jede Kettenlasche 14, 15 eine Gelenkaufnahme 17, 18 auf. Die Verschwenkbewegung zweier benachbarter Kettenglieder wird durch Anschlagflächen 19, 20, 21 und 22 beschränkt. Die Kettenlaschen 14, 15 sind durch Querstege 23, 24 verbunden. Das Kettenglied 13 ist einstückig ausgeformt. Aus der Schnittdarstellung nach 4 ist ersichtlich, dass die Querstege 23, 24 Hohlräume 25, 26 aufweisen. Die jeweiligen Hohlräume 25, 26 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Querstege 23, 24. Die Ausbildung der Hohlräume 25, 26 erfolgt durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren.
Zur Festlegung einer Energieführungskette an einem ortsfesten oder einem beweglichen Anschluss weist die Energieführungskette ein End-Kettenglied auf. Ein Ausführungsbeispiel eines End-Kettengliedes ist in der 5 dargestellt. Das End-Kettenglied 27 weist Kettenlaschen 28, 29, die mit entsprechenden Gelenkaufnahmen versehen sind. Die Kettenlaschen 28, 29 sind durch einen Quersteg 30 miteinander verbunden. Das End-Kettenglied ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet. Zur Festlegung des End-Kettengliedes an einer Fläche eines beweglichen oder festen Anschlussbereichs sind in dem Quersteg 30 Öffnungen 31 vorgesehen, die sich quer zur Längsrichtung des Querstegs erstrecken.
Aus der Darstellung nach 6 ist ersichtlich, dass der Quersteg innen hohl ausgebildet ist. Die Hohlraumbildung innerhalb des Querstegs 30 erfolgt durch ein Fluidinnendurck-Spritzgieß-Verfahren. Zum Schutz von Leitungen, Schläuchen, Kabeln oder dergleichen innerhalb einer Energieführungskette können die Kettenglieder mit Deckeln versehen sein, so dass ein im Wesentlichen geschlossener Kanal gebildet wird. Ein Ausführungsbeispiel eines Deckels ist in der 7 dargestellt. Der Deckel 33 weist an seinen Rändern Mittel 34 auf, die dazu geeignet und bestimmt sind, mit den Kettenlaschen eines nicht dargestellten Kettengliedes zusammenzuwirken, so dass eine vorzugsweise lösbare Verbindung zwischen den Kettenlaschen und dem Deckel 33 entsteht. Der Deckel 33 weist einen Hohlraum 35 auf. Der Hohlraum 35 ist gebildet durch ein Fluid-Innendruck-Spritzgieß-Verfahren. Zur Einbringung eines Fluids in die Schmelze, die sich in der Kavität eines Spritzgieß-Werkzeugs zur Ausbildung des Deckels 33 befindet, sind Düsen vorgesehen. Die entsprechenden Eintrittsöffnungen 36, 37, die in den Hohlraum 35 münden, sind in der 7 dargestellt.
Die 9 bis 11 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen von Trennstegen. Solche Trennstege werden verwendet, um den Kanalquerschnitt einer Energieführungskette zu unterteilen. Der Trennsteg 38 weist einen Hohlraum 39 auf, wie dies aus der 10 ersichtlich ist. Mit dem Bezugszeichen 40 sind die Öffnungen bezeichnet, durch die ein Fluid in den Trennsteg eintritt, wenn der Trennsteg 38 nach einem Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt wird.
Eine weitere Ausführungsform eines Trennstegs, der zur Unterteilung eines Kanalquerschnittes geeignet ist, zeigt die 11. Der Quersteg weist gabelförmige Endbereiche auf, die zur Verbindung mit einem Quersteg dienen. Der Trennsteg 41 weist einen Hohlraum 42 auf, der durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt wird.
Durch die erfindungsgemäß hergestellten Elemente eines Kettengliedes wird unter Beibehaltung der Stabilität eine Verringerung der Masse der Kettenglieder erreicht, so dass das Eigengewicht der Kette verringert werden kann. Dies hat auch den Vorteil, dass höhere Leitungsgewichte in die Kette eingebracht werden können.
Bezugszeichenliste

1: Kettenglied
2, 3: Kettenlasche
4, 5: Quersteg
6–9: Hohlraum
10: Kettenlasche
11: Gelenkaufnahme
12: Hohlraum
13: Kettenglied
14, 15: Kettenlasche
16: Gelenkbolzen
17, 18: Gelenkaufnahme
19–22: Anschlagflächen
23, 24: Quersteg
25, 26: Hohlraum
27: End-Kettenglied
28, 29: Kettenlaschen
30: Quersteg
31: Öffnung
32: Hohlraum
33: Deckel
34: Mittel
35: Hohlraum
36, 37: Öffnung
38: Trennsteg
39: Hohlraum
40: Öffnung
41: Trennsteg
42: Hohlraum

Claims

Element eines Kettegliedes einer Energieführungskette, wobei das Element aus einem Kunststoff gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Element einen Hohlraum aufweist, der durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt ist.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Gas oder ein Gasgemisch ist.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch ist.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Gas oder ein Gasgemisch und eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch enthält.
Element nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Fluida nacheinander eingebracht werden.
Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid mit einem Druck zwischen 50 und 500 bar in eine Kavität eingebracht wird.
Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid bei einer Temperatur zwischen –150 und 150°C in eine Kavität eingebracht wird.
Element eines Kettegliedes einer Energieführungskette, wobei das Element aus einem Kunststoff gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Element aus einem mikrozellularen Schaum gebildet ist.
Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Element aus einem Integralschaum gebildet ist.
Element nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch physikalisches oder chemisches Schäumen gebildet ist.
Element nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Element ausgewählt ist aus der Gruppe Kettenlasche, Quersteg, Deckel, Trennsteg.
Kettenglied einer Energieführungskette gebildet durch folgende Elemente: Kettenlaschen, wenigstens einen Quersteg und/oder einen Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Element einen Hohlraum aufweist, der durch ein Fluidinnendruck-Spritzgieß-Verfahren hergestellt ist.
Kettenglied nach Anspruch 12, wobei das wenigstens eine Element wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7 ausgebildet ist.
Kettenglied einer Energieführungskette gebildet durch folgende Elemente: Kettenlaschen, wenigstens einen Quersteg und/oder einen Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Element aus einem mikrozellularen Schaum gebildet ist.
Kettenglied nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element aus einem Integralschaum gebildet ist.
Kettenglied nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element durch physikalisches oder chemisches Schäumen gebildet ist.