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Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Koppelkette, eingebaut in ein Antriebssystem zum Bewegen eines Objekts parallel zu einer Aufbaufläche. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Koppelkette für ein Antriebssystem zur Verwendung in Fertigungseinrichtungen in verschiedenen Fertigungsgebieten, in Überführungseinrichtungen im Transportsektor, in Pflegeeinrichtungen im Gesundheits- und Pflegewesen, als Bühneneinrichtung in der Kunst und dergleichen.
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2. Stand der Technik
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Antriebssysteme werden gegenwärtig zum Heben eines Objekts eingesetzt, das bewegt werden muss, wie etwa eine schwere Last; diese Antriebssysteme benutzen Koppelketten, die gewöhnlich als „Chuck Chains“ bezeichnet werden. Die Koppelketten koppeln sich miteinander, während die Ketten nach oben und unten bewegt werden. Zum Beispiel ist eine solche Koppelkette in der japanischen Patentveröffentlichung Nr.
JP 3370928 B2 gezeigt.
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Wie in den 8 und 9 gezeigt, weist die Koppelkette 500 innere Gliedeinheiten auf, die ein Paar vorderer und hinterer Buchsen 530 enthalten, die in ein Paar innerer Gliedplatten 510 eingepresst sind. Jede innere Gliedplatte hat einen hakenähnlichen Bereich 511. Ein Paar äußerer Gliedplatten 520 ist jeweils außerhalb der inneren Gliedeinheiten in einer Breitenrichtung der Kette angeordnet, die hierin als „Ketten-Breitenrichtung“ bezeichnet wird. Die äußeren Gliedplatten 520 weisen jeweils ein Paar vorderer und hinterer Stiftlöcher und einen hakenähnlichen Bereich 521 auf.
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Die Koppelkette ist durch Verbinden der großen Anzahl von inneren Gliedeinheiten in einer hierin nachstehend als „Ketten-Längsrichtung“ bezeichneten Längsrichtung aufgebaut, indem ein Paar vorderer und hinterer Verbindungsstifte 531 in das Paar vorderer und hinterer Stiftlöcher der äußeren Gliedplatten 520 eingepresst ist, wobei sich die vorderen und hinteren Verbindungsstifte 531 durch die Buchsen 530 der inneren Gliedeinheiten erstrecken.
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Jede Buchse 530 weist eine um sie aufgepasste Rolle 532 auf. Die Rollen 532 greifen in ein Paar Antriebskettenräder 501 ein, die so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberstehen, sodass, wenn die Antriebskettenräder angetrieben werden, die Koppelketten 500 angetrieben werden und sich mit einem gegenüberstehenden Teil der Kette zu einer Einheit koppeln, indem die hakenähnlichen Bereiche 511 der inneren Gliedplatten 510 und die hakenähnlichen Bereiche 521 der äußeren Gliedplatten 520 dazu gebracht werden, einander in der Ketten-Längsrichtung gegenüberzustehen, sodass die Kette zusammengeschlossen wird, wenn die Kette aus einer horizontalen Richtung in eine vertikale Richtung angetrieben wird.
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Die jeweiligen Koppelketten 500 werden bewegt, wenn das Paar von Antriebskettenrädern 501 in gleitenden Kontakt mit den Rollen 532 der Kette kommt, die gegen eine Kettenführung 502 gedrückt wird.
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Ein Problem bei dieser Anordnung ist es jedoch, dass die Koppelketten 500, weil die Rollen 532 die Antriebskraft durch Koppeln mit dem Antriebskettenrad 501 übertragen, Räume benötigen, wo die inneren und äußeren Gliedplatten 510 und 520 nicht vorhanden sind, damit die Antriebskettenräder in Kontakt mit den Rollen 532 kommen. Damit die Antriebskraft auf die Kette in der Ketten-Längsrichtung übertragen wird, muss daher der Platz, den die Koppelketten 500 einnehmen, relativ groß sein.
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Die Koppelkette 500 weist auch ein Problem auf, wenn die von dem Antriebskettenrad 501 auf die Rolle 532 übertragene Kraft auch auf das Paar rechter und linker innerer Gliedplatten 510 oder die äußeren Gliedplatten 520 übertragen wird, da die Spannung von der Rolle auf den mittleren Teil des Verbindungsstifts 531 übertragen wird. Dies kann zu großer Spannung und Scherkraft führen und ein Verbiegen des Verbindungsstifts 531 verursachen, wodurch die Haltbarkeit der Kette vermindert wird.
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Weiter zeigt die Koppelkette 500 das Problem, dass die Koppelkette 500 während des Antriebs ein starkes Koppelgeräusch erzeugt, weil die Rollen 532 in das Antriebskettenrad 501 eingreifen, indem sie aus einer radialen Richtung gegen Zähne des Antriebskettenrads 501 stoßen, wenn sich das Antriebskettenrad 501 dreht.
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Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Ein erster Aspekt der Erfindung löst die erwähnten Probleme, indem er eine Koppelkette vorsieht, die ein Paar einzelner Koppelketten enthält, die so gestaltet sind, dass sie sich miteinander koppeln und voneinander abkoppeln. Jede einzelne Koppelkette umfasst eine Vielzahl von Führungsplatten, Zwischenplatten und innerer Gliedplatten, die jeweils einen hakenähnlichen Bereich aufweisen und in einer Ketten-Längsrichtung durch Verbindungsstifte miteinander verbunden sind, wobei das Paar einzelner Koppelketten gekoppelt und entkoppelt wird, wenn sich die hakenähnlichen Bereiche jeder einzelnen Koppelkette miteinander koppeln, und durch ein Paar von Antriebskettenrädern angetrieben werden, die sich mit einer Rückseite jeder der Führungsplatten, Zwischenplatten und inneren Gliedplatten koppeln und das Paar einzelner Koppelketten veranlassen, sich jeweils miteinander zu koppeln oder voneinander abzukoppeln.
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Die Koppelkette nach der Erfindung ist jeweils in der Lage, die Antriebskraft effizient zu übertragen, sodass ein Objekt durch Drehen der Antriebskettenräder schnell mit konstanter Geschwindigkeit gehoben werden kann. Das heißt, das Quermaß der Koppelkette nach der Erfindung kann im Vergleich zum Antriebssystem vom Rollenkettentyp nach dem Stand der Technik reduziert werden.
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Weiter kann, weil die von dem Antriebskettenrad übertragene Antriebskraft in der Breitenrichtung des Verbindungsstifts von den Führungsplatten, Zwischenplatten und inneren Gliedplatten gleichmäßig wirkt, die Spannung in der Biegerichtung des Verbindungsstifts reduziert werden, und die auf den Verbindungsstift ausgeübte Scherkraft kann verteilt und im Vergleich zu der auf das Antriebssystem vom Rollenkettentyp ausgeübten Scherkraft reduziert werden, was die Haltbarkeit der Kette verbessert.
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Weiter ist es möglich, weil die Formen der Rückseiten des hakenähnlichen Bereichs und des Antriebskettenrads beliebig gestaltet werden können, das sonst beim Antrieb erzeugte Koppelgeräusch zu reduzieren, indem ihnen eine solche Form gegeben wird, die keine Kollision während des Koppelns verursacht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei sich gleiche Nummern auf gleiche Elemente beziehen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anwendungsweise einer Koppelkette nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem der Hubtisch und die Scherenarme aus der in 1 gezeigten Anordnung entfernt sind;
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3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, welche die Koppelkette der ersten Ausführungsform zeigt;
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4 ist eine perspektivische Ansicht, wenn die Koppelkette von der Seite des hakenähnlichen Bereichs gesehen wird;
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5 ist eine perspektivische Ansicht, wenn die Koppelkette von der Rückseite des hakenähnlichen Bereichs gesehen wird;
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6 ist eine Schnittansicht der Koppelkette;
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7 ist ein Diagramm zum Erläutern des Koppelns der Koppelkette mit einem Antriebskettenrad;
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8 ist eine teilweise Schnittansicht einer gegenwärtig nach dem Stand der Technik bekannten Koppelkette; und
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9 ist ein Diagramm zum Erläutern des Koppelns einer Koppelkette nach 8 mit einem Antriebskettenrad.
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Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
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Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert, um die Erfindung zu beschreiben. Wie ein Fachmann verstehen kann, können die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele abgeändert werden, ohne von Umfang und Bedeutung der Ansprüche abzuweichen. Daher sind die folgenden Ausführungsformen nur illustrativ und schränken den Umfang der Ansprüche nicht ein.
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Ausführungsbeispiel 1
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Die Antriebskette gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anwendungsweise der Koppelkette gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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Wie in 1 gezeigt, wird die Koppelkette 100 nach der ersten Ausführungsform der Erfindung in einem Antriebssystem E des Koppelkettentyps verwendet, das stationär auf einem Arbeitsboden installiert ist und einen Hubtisch T hebt, auf dem ein nicht gezeigtes Objekt, wie etwa eine schwere Last, montiert und parallel zur Installationsfläche bewegt wird.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist das oben beschriebene Antriebssystem E vom Koppelkettentyp als Grundstruktur eine auf der Installationsfläche installierte Grundplatte P auf, von welcher der oben beschriebene Hubtisch T parallel über zwei Paare von Antriebskettenrädern 101 gehoben wird. Jedes Paar von Antriebskettenrädern steht einander in derselben Ebene gegenüber und hat seine Mittelpunkte auf einem Paar von Drehachsen, die parallel zur Grundplatte P stehen. Das Paar von Antriebskettenrädern dreht sich vorwärts und rückwärts in entgegengesetzten Richtungen und veranlasst das Paar von Koppelketten 100, sich aufwärts oder abwärts zu bewegen und den Hubtisch T zu bewegen, wenn sich die Paare von Koppelketten 100 mit den Antriebskettenrädern 101 koppeln oder entkoppeln. Der Hubtisch T ist an oberen Enden der Koppelketten 100 befestigt und wird zusammen mit den Koppelketten 100 gehoben. Ein Antriebsmotor M treibt die Antriebskettenräder 101 an, und die Führungsnuten 103 aufweisenden Kettenführungen 102 legen Laufbahnen der Paare von Koppelketten 100 fest.
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Weiter enthält das Antriebssystem E vom Koppelkettentyp, wie in den 1 und 2 gezeigt, ein Paar von antriebsseitigen Kettenrädern D, die koaxial an der Seite einer Ausgangswelle des Antriebsmotors M angeordnet sind, ein Paar von aus Rollenketten bestehenden Kraft-Übertragungsketten C zum Übertragen von Kraft von den antriebsseitigen Kettenrädern D auf die Paare von Antriebskettenrädern 101, eine Synchronisierungs-Zahnradgruppe G zum Ändern der Drehzahl einer Richtung von dem Paar von Kraft-Übertragungsketten C und zum Übertragen von Kraft auf das Paar von Antriebskettenrädern 101, sodass sich die Antriebskettenräder vorwärts und rückwärts in zueinander entgegengesetzten Richtungen drehen. Das Antriebssystem E vom Koppelkettentyp enthält auch ein Hubführungs-Hilfsmittel A, das zwischen dem Hubtisch T und der Grundplatte P auf der Seite der Installationsfläche vorgesehen ist und zwei obere und untere gekuppelte Abschnitte aufweist, wobei sich jeder Abschnitt aus Armen eines X-förmigen Scherenmechanismus zusammensetzt, wie etwa inneren Armen A1 und äußeren Armen A2. Weiter enthält das System E auch Gleitschienen R, die gleitend die beiderseitige Bewegung unterer Enden der inneren Arme A1 führen, die sich so bewegen, wie es dem Hubvorgang entspricht. Das System enthält auch Ketten-Aufnahmekästen B vom Wickeltyp zur Aufnahme des Paars von Koppelketten 100, wenn die Ketten 100 entkoppelt und voneinander geteilt sind.
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Wie in den 2 bis 5 gezeigt, ist die Koppelkette 100 nach der ersten Ausführungsform so konstruiert, dass große Anzahlen Führungsplatten 123, Zwischenplatten 124 und innerer Gliedplatten 110, die hakenähnliche Bereiche 121 und 111 aufweisen, angeordnet sind, ohne dass dazwischen eine Lücke in einer Ketten-Breitenrichtung gebildet wird. Die Führungsplatten 123, Zwischenplatten 124 und inneren Gliedplatten 110 sind durch Verbindungsstifte 131 in einer Ketten-Längsrichtung flexibel so verbunden, dass sich Rückseiten der hakenähnlichen Bereiche 121 und 111 mit dem Antriebskettenrad 101 koppeln.
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Auf diese Weise liegen die Führungsplatten 123, Zwischenplatten 124 und inneren Gliedplatten 110, welche die Antriebskraft in der Ketten-Längsrichtung übertragen, dicht in einem durch die Koppelkette 100 eingenommenen Raum, und es wird kein Raum benötigt, um die Antriebskraft zu übertragen, sodass die Antriebskraft pro eingenommene Raumeinheit erhöht werden kann.
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Die in einer Reihe in der Ketten-Breitenrichtung angeordneten Gliedplatten 120 enthalten Führungsplatten 123, die an äußersten Seiten in der Ketten-Breitenrichtung positioniert sind, und Zwischenplatten 124, die in derselben Reihe zwischen den Führungsplatten 123 angeordnet sind, wobei jede davon auf ihrer Rückseite Zähne 122 aufweist, die sich mit dem Antriebskettenrad 101 koppeln. Jede innere Gliedplatte 110 weist ebenfalls Zähne 112 auf ihrer Rückseite auf, die sich mit dem Antriebskettenrad 101 koppeln. Die inneren Gliedplatten 110 sind alternierend mit den Zwischenplatten 124 in der Ketten-Längs- und der Ketten-Breitenrichtung angeordnet.
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Es ist anzumerken, dass einer der Zähne 122 und 112, die an den Rückseiten der Zwischenplatte 124 und der inneren Gliedplatte 110 vorgesehen sind und sich mit dem Antriebskettenrad koppeln, abgeschnitten sein kann.
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Wie in 7 gezeigt, sind die Formen der an der Rückseite der Zwischenplatte 124 und der inneren Gliedplatte 110 vorgesehenen Zähne 112 und 122, die sich mit dem Antriebskettenrad koppeln, so ausgebildet, dass die Zähne das Antriebskettenrad während des Koppelns aus einer Richtung berühren, die sich einer tangentialen Richtung annähert, sodass ein Koppelgeräusch reduziert werden kann, das erzeugt wird, wenn die Zähne gegen das Kettenrad stoßen.
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Dann koppeln sich die hakenähnlichen Bereiche 111 der inneren Gliedplatten 110 und die hakenähnlichen Bereiche 121 der Zwischenplatten 124 und Führungsplatten 123 einer aus dem Paar von Koppelketten 100 mit den hakenähnlichen Bereichen 111 der inneren Gliedplatten 110 und den hakenähnlichen Bereichen 121 der Zwischenplatten 124, während sich die Führungsplatten 123 einander gegenüberstehender Ketten 100 miteinander koppeln. Dies erhöht die Steifigkeit entlang einer Vielzahl von Reihen in der Ketten-Längsrichtung. Auf diese Weise kann Verwerfen, das sonst leicht in der Ketten-Breitenrichtung der Koppelkette 100 erzeugt wird, beständig unterdrückt werden. Weiterhin führen die Führungsplatten 123 die Kette von rechten und linken Seiten des Antriebskettenrads 101, sodass die Genauigkeit des Koppelns der Kette mit dem Antriebskettenrad 101 verbessert ist.
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Weiter ist, wie in den 2 und 3 gezeigt, das Paar von Koppelketten 100 so angeordnet, dass es als zusammengefasste Einheit zusammen ansteigt, wenn die Ketten 100 von der horizontalen zur vertikalen Richtung bewegt werden, indem sich die hakenähnlichen Bereiche 111 der inneren Gliedplatten 110 und die hakenähnlichen Bereiche 121 der Zwischenplatten 124 und gegenüberstehenden Führungsplatten 123 koppeln, während die hakenähnlichen Bereiche 111, 121 dem Paar von Antriebskettenrädern 101 gegenüberstehen. Die Koppelketten 100 werden auch durch Entkoppeln der hakenähnlichen Bereiche 111 der inneren Gliedplatten 110 und der hakenähnlichen Bereiche 121 der Zwischenplatten 124 und der Führungsplatten 123 geteilt, während die hakenähnlichen Bereiche von dem Paar von Antriebskettenrädern 101 weggelenkt werden, wenn sich die Kette von der vertikalen zur horizontalen Richtung bewegt.
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Wie in 6 gezeigt, ist der Abstand zwischen einem Paar von Stiftlöchern der Führungsplatte 123, d.h. ein Abstand zwischen den Mittelachsen der mit Passung an der Führungsplatte 123 befestigten Verbindungsstifte 131 so ausgelegt, dass er um eine Länge α einer Passungslücke E zwischen der inneren Gliedplatte 110 und dem Verbindungsstift 131 länger ist als eine Kettenteilung Pt, und der Abstand zwischen einem Paar von Stiftlöchern der Zwischenplatte 124 ist so ausgelegt, dass er um eine Länge α einer Passungslücke E länger ist als der Abstand Pt + α des Paars von Stiftlöchern der Führungsplatte 123.
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Dadurch stoßen, wenn die Koppelkette 100 eine Druckkraft in der Längsrichtung aufnimmt, die inneren Gliedplatten 110 und die Zwischenplatten 124 in gleicher Weise in der Breitenrichtung gegen die Verbindungsstifte 131, sodass die Kraft in der Kette gleichmäßig übertragen wird, wodurch Spannung und Scherkraft reduziert werden, die sonst in Biegerichtung des Verbindungsstifts erzeugt werden. Weiterhin wird, weil der Abstand des Paars von Verbindungsstiften 131 einer Führungsplatte 123 zu Pt + α wird und der Abstand der nächststehenden Verbindungsstifte 131 zweier benachbarter Führungsplatten 123 zu Pt – α wird, eine mittlere Kettenteilung, wenn die Koppelkette 100 die Druckkraft in der Längsrichtung aufnimmt, zu Pt, und der Laufweg der Koppelkette 100 kann leicht aus einem Drehungsbetrag des Antriebskettenrads 101 abgeschätzt werden. Es ist anzumerken, dass die Teilung umgekehrt gegenüber dem oben Beschriebenen ausgelegt wird, wenn die Koppelkette 100 in einem Modus eingesetzt wird, in dem eine Zuglast in der Längsrichtung der Kette wirkt.
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Weiterhin können verschleißfeste Buchsen in innere Flächen des Paars von Stiftlöchern der Zwischenplatte 124 und der inneren Gliedplatte 110 eingepresst werden, sodass die Buchsen direkt gegen die Verbindungsstifte 131 gleiten, um Verschleiß der Zwischenplatte 124 und der inneren Gliedplatte 110 zu vermeiden, den gleichförmigen Kontakt der Zwischenplatte 124 und der inneren Gliedplatte 110 mit den Verbindungsstiften 131 über einen langen Zeitraum zu erhalten und Spannung und Scherkraft in der Biegerichtung des Verbindungsstifts 131 durch gleichförmige Übertragung der Antriebskraft zu reduzieren.
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Weiter ist die Länge jedes Verbindungsstifts 131 so ausgelegt, dass sie größer ist als die Breite der Koppelkette 100, sodass herausragende Bereiche 134 gebildet werden, wo der Verbindungsstift 131 mit Passung an jeder Führungsplatte 123 befestigt ist, wie in den 2 bis 6 gezeigt.
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Die herausragenden Bereiche 134 greifen in die Führungsnut 103 der Kettenführung 102 ein, wie in 2 gezeigt, sodass die Laufbahn der Koppelkette 100 festliegt und die Genauigkeit des Koppelns der Koppelkette 100 mit dem Antriebskettenrad 101 verbessert ist, was das sonst während des Antriebs erzeugte Koppelgeräusch reduziert. Es ist anzumerken, dass der herausragende Bereich 134 mit einer Rolle, einem Nockenmitnehmer oder dergleichen ausgestattet sein kann, sodass der herausragende Bereich glatter durch die Führungsnut 103 gleitet.
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Wie oben beschrieben, bewirkt die Erfindung solche bemerkenswerten Vorteile, dass die Erfindung die Antriebskraft pro eingenommene Raumeinheit der Kette erhöht, die Haltbarkeit der Kette durch Verringern von sonst in Biegerichtung des Verbindungsstifts erzeugter Spannung und Scherkraft erhöht und das während des Antriebs erzeugte Koppelgeräusch verringert.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Eine Koppelkette in einem Paar nach der Erfindung kann in einer Vielzahl von Gestaltungen ausgeführt sein, ohne von Bedeutung und Umfang der Ansprüche abzuweichen.
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Zum Beispiel können die bei der Koppelkette nach der Erfindung benutzten hakenähnlichen Bereiche der Führungsplatten, Zwischenplatten und inneren Gliedplatten eine beliebige Form aufweisen, solange die einander gegenüberstehenden Platten desselben Typs in der Lage sind, ineinander einzugreifen und sich miteinander zu koppeln, während sie durch die Kettenräder in einer Richtung abgelenkt werden, und sich zu teilen und zu entkoppeln, wenn sie in der entgegengesetzten Richtung abgelenkt werden.
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Weiter können Anzahlen der in der Ketten-Breitenrichtung in der Koppelkette nach der Erfindung angeordneten inneren Gliedplatten und Zwischenplatten eine beliebige Anzahl betragen, die der geforderten Antriebskraft entspricht, und eine Anordnung der Vielzahl von inneren Gliedplatten und Zwischenplatten in der Ketten-Breitenrichtung kann auf beliebige Weise angeordnet sein, solange die Antriebskraft gleichmäßig auf den Verbindungsstift wirkt. Das heißt, die inneren Gliedplatten und Zwischenplatten können alternierend mit jeweils einer oder mit jeweils einer Vielzahl von Platten angeordnet sein.
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Weiter kann das Antriebssystem vom Koppelkettentyp, in das die Koppelkette nach der Erfindung eingebaut ist, auf einer Bodenfläche installiert sein, sodass es ein System in stationärem Modus ist, von einer Decke installiert sein, sodass es ein System im hängenden Modus ist, oder an einer vertikalen Wandfläche installiert sein, sodass es ein Ausleger-Haltesystem ist.
