DE19916791C2 - Energieführungskette - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Energieführungskette aus Kettengliedern, die einen Aufnahmeraum für Leitungen bilden und an vertikalen Wandflächen beidseits des Aufnahmeraumes beweglich zu einem Kettenstrang verbunden sind, der aufrecht abrollend in Strecklage auf zwei kreisförmigen Bahnen bewegbar ist. Die Energieführungskette dient zum Führen von Kabeln, Schläuchen od. dgl. von einem ortsfesten Anschlusspunkt zu einem beweglichen Anschlusspunkt an einer Maschine, die Drehbewegungen ausführt. Eine bevorzugte Anwendung ist die Führung von Versorgungsleitungen an Industrierobotern, die Drehbewegungen von über 360 Grad ausführen können.

Eine für den Einsatz an Industrierobotern bestimmte Energieführungskette ist aus EP 0 277 389 B1 bekannt. Bei der bekannten Ausführung bestehen die Kettenglieder jeweils aus zwei parallelen Kettenlaschen, einem in der Draufsicht trapezförmigen Boden und einem lösbaren, oberseitigen Quersteg. Die Kettenglieder sind an den Kettenlaschen durch Passstifte gelenkig zu einem Kettenstrang verbunden. Der Teilungsabstand zwischen den Gelenkverbindungen ist an einer Seite des Kettenstranges kleiner als an der anderen Seite, so dass die beiden Gelenkachsen jedes Kettengliedes sich im Mittelpunkt eines Kreisbogens schneiden und der Kettenstrang in Strecklage einen kreisbogenförmigen Verlauf annimmt.

Bei einer aus DE 197 01 706 C1 bekannten Energieführungs­ kette für kreisförmige Bewegungen wird der Kettenstrang nur von einem einzigen äußeren Laschenzug aus gelenkig verbundenen Kettenlaschen gebildet. An die Kettenlaschen sind Bügel angeschlossen, die einen Aufnahmeraum für Kabel, Schläuche und dergleichen bilden. Die Kettenlaschen sind bogenförmig gekrümmt, so dass die Gelenkachsen eines Kettengliedes unter einem vorgegebenen Winkel ausgerichtet sind und sich schneiden.

Bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungen ist nachteilig, dass der auf einer Kreisbahn geführte Ketten­ strang im Obertrum und im Untertrum eine Schräglage annimmt. Je kleiner der Radius der Kreisbahn ist, desto stärker ist die sich einstellende Schräglage des Ketten­ stranges ausgeprägt. Bei der Abrollbewegung der Energie­ führungskette treten Querkräfte auf, die von einer die Energieführungskette seitlich stützenden Führung aufgenommen werden müssen. Aufgrund der Querkräfte unter­ liegen die Kettenglieder an der Außenseite der in Streck­ lage kreisbogenförmigen Bahn einem erheblichen Verschleiß. Die Führung des Kettenstranges ist wannenförmig ausgebildet, wobei die Bodenfläche an die Schräglage des Kettenstranges angepasst werden muss. Die Fertigung einer solchen Führungswanne ist aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für den Anschluss an drehbeweglichen Maschinen geeignete Energie­ führungskette so auszubilden, dass das Kettenobertrum und das Kettenuntertrum der aufrecht abrollenden und in Streck­ lage auf ebenen, kreisbogenförmigen Bahnen bewegenden Kette stets parallel zueinander ausgerichtet sind.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist eine Energieführungskette aus Kettengliedern, die einen Aufnahmeraum für Leitungen bilden und an vertikalen Wand­ flächen beidseits des Aufnahmeraumes beweglich zu einem Kettenstrang verbunden sind, der aufrecht abrollend in Strecklage auf zwei kreisförmigen Bahnen in planparallelen horizontalen Ebenen bewegbar ist und in einem Krümmungs­ bereich, der die untere und die untere Bahn verbindet, in einer vertikalen Ebenen halbkreisförmig mit einem Abroll­ radius gekrümmt ist,
wobei die Kettenglieder an der Innenseite der in Strecklage kreisbogenförmigen Bahnen und Drehpunkte, die mit fester Teilung angeordnet sind, schwenk­ beweglich verbunden sind, und
wobei die Verbindungen der Kettenglieder an der Außen­ seite der in Strecklage kreisbogenförmigen Bahnen Axialbewegungen in Strangrichtung zulassen und so eingerichtet sind, dass die Teilung an beiden Seiten des Kettenstranges gleich groß ist, wenn der Ketten­ strang mit dem Abrollradius des Krümmungsbereiches gekrümmt ist, und dass die Teilung sich an der Außen­ seite des Kettenstranges vergrößert, sobald die Kettenglieder den Krümmungsbereich durchlaufen haben und in die Strecklage gelangen.

Teilung bezeichnet den Abstand zwischen zwei aufeinander­ folgenden Befestigungspunkten in Kettenlängsrichtung. Die auf den Kettenstrang bei der Abrollbewegung wirkenden Quer­ kräfte sind gegenüber dem eingangs erläuterten Stand der Technik reduziert, was die Führung der Energieführungskette vereinfacht. Bei einer Abrollbewegung der Kette ist das Untertrum der Energieführungskette auf einer horizontalen Fläche ablegbar, so dass nach dem Stand der Technik erforderliche Anpassungen der Bodenfläche entfallen.

In weitere Ausgestaltung lehrt die Erfindung, dass die in Strangrichtung beweglichen Verbindungen der Kettenglieder bei einer Strecklage des Kettenstranges zug- und druckfest arretiert sind und die Arretierungen sich mit einer Kippbewegung der Kettenglieder lösen. Bei dieser Ausführung der Erfindung, die eine besonders bevorzugte Ausgestaltung darstellt, ist eine seitliche Führung der an eine drehbewegliche Maschine anschließbaren Energieführungskette nicht mehr erforderlich. In der Strecklage bildet der Kettenstrang einen zug- und druckfesten kreisbogenförmigen Strang. Eine Krümmung der Kette in vertikaler Ebene hebt die Arretierung der Kettenglieder auf. Sobald die Ketten­ glieder bei einer Bewegung der Energieführungskette in den Krümmungsbereich zwischen Obetrtrum und Untertrum einlaufen, löst sich die Arretierung und ändert sich die Teilung der Kette an einer Seite so, dass die Teilung an beiden Seiten des den Krümmungsbereich durchlaufenden Kettenabschnittes gleich ist.

Für die konstruktive Ausführung der Kettenglieder bieten sich vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten an. Die Ketten­ glieder können z. B. als Kastenprofile ausgebildet sein, die zu einem geschlossenen, beweglichen Rohr zusammen­ gesetzt sind. Ferner können die Kettenglieder aus Ketten­ laschen und damit verbundenen Querstegen bestehen, wobei mindestens ein Quersteg ein- oder beidseitig von den Kettenlaschen lösbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführung weisen die Kettenglieder seitliche Kettenlaschen mit angeformten Drehzapfen und Zapfenaufnahmen auf, wobei die Zapfenaufnahme an einer Kettenlasche als Bohrung und die Zapfenaufnahme an der andren Kettenlasche als Langloch ausgebildet ist. Durch die Bohrungen ist an der Innenseite der in Strecklage kreisbogenförmigen Kettenstranges eine feste Teilung vorgegeben, während durch die Langlochführung an der Außenseite des Kettenstranges eine veränderbare Teilung verwirklicht ist. Eine freilaufende Energie­ führungskette für drehbewegliche Maschinen, die keiner umfangsseitigen Führung bedarf, kann dadurch ausgebildet werden, dass ein Abschnitt der mit dem Langloch ausgebildeten Kettenlasche bei einer Strecklage des Ketten­ stranges eine Schulter an der Kettenlasche des Nachbar­ kettengliedes hinterfasst. Der im Langloch des Nachbar­ kettengliedes anschlagende Drehzapfen überträgt Zugkräfte des Kettenstranges. Der an der Schulter des Nachbarketten­ gliedes anliegende Abschnitt überträgt Druckkräfte des Kettenstranges. Durch eine Kippbewegung des Kettengliedes, also durch eine Gelenkbewegung in vertikaler Ebene, kommt der Abschnitt von der Schulter frei und löst sich die auf eine Strecklage des Kettenstranges beschränkte Arretierung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 die Bahnkurve einer erfindungsgemäßen Energie­ führungskette,

Fig. 2 ausschnittsweise eine Draufsicht auf die entsprechend der Bahnkurve in Fig. 1 gekrümmte Energieführungskette,

Fig. 3 die außenseitige Seitenansicht A aus Fig. 2 auf einen mit einem Abrollradius gekrümmten Abschnitt der Kette,

Fig. 4 die Seitenansicht A aus Fig. 2 auf einen in Streck­ lage befindlichen Abschnitt der Kette,

Fig. 5 die innenseitige Ansicht B aus Fig. 2 auf einen mit einem Abrollradius gekrümmten Abschnitt der Energieführungskette,

Fig. 6 die innenseitige Ansicht B aus Fig. 2 auf einen in Strecklage befindlichen Abschnitt der Kette.

Die in den Figuren dargestellte Energieführungskette ist zur Führung von Versorgungsleitungen eines Industrie­ roboters bestimmt, der Drehbewegungen ausführt. Die Energieführungskette weist ein ortsfestes Anschlussende 1 sowie ein bewegliches Anschlussende 2 auf, das an einen Industrieroboter anschließbar ist und bei seinen Drehbewegungen mitgeführt wird. Die Energieführungskette besteht aus Kettengliedern 3, die einen Aufnahmeraum für die Versorgungsleitungen bilden und an vertikalen Wand­ flächen 4, 5 beidseits des Aufnahmeraums beweglich zu einem Kettenstrang 6 verbunden sind. Der in Fig. 1 dargestellten Bahnkurve entnimmt man, dass der Kettenstrang 6 aufrecht abrollend auf einer in Strecklage kreisbogenförmigen Bahn bewegbar ist. Dabei bewegen sich das Obertrum 7 der Energieführungskette und das Untertrum 8 in Strecklage planparallel zueinander.

Im Ausführungsbeispiel bestehen die Kettenglieder 3 jeweils aus zwei seitlichen Kettenlaschen, welche die vertikalen Wandflächen 4, 5 bilden und durch einen unteren sowie einen oberen Quersteg 9 miteinander verbunden sind. Der obere Quersteg kann von den Kettenlaschen 4, 5 gelöst oder geöffnet werden und ist z. B. als Klappsteg ausgeführt. Die seitlichen Kettenlaschen 4, 5 der Kettenglieder 3 weisen jeweils einen angeformten Drehzapfen 10, sowie eine Zapfen­ aufnahme 11, 12 auf. Einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 3 und 4, welche die kreisbogenaußenseitigen Ketten­ laschen 5 des Kettenstranges 6 zeigen, und den Fig. 5 und 6 mit einer Ansicht der kreisbogeninnenseitigen Kettenlaschen 4 macht deutlich, dass die Zapfenaufnahme an der kreisbogeninnenseitigen Kettenlasche 4 als Bohrung 11 und an der kreisbogenaußenseitigen Kettenlasche 5 als Langloch 12 ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Ketten­ glieder 3 an der Innenseite 13 der in Strecklage kreisbogenförmigen Bahn um einen festen Drehpunkt schwenk­ beweglich verbunden sind und dass sie an der Außenseite 14 der Kreisbahn um einen axialbeweglichen Punkt schwenk­ beweglich verbunden sind.

Während der Kettenstrang an der Kreisbogeninnenseite 13 eine fest vorgegebene Teilung t_i aufweist, lassen die Verbindungen der Kettenglieder 3 an der Außenseite 14 der in Strecklage kreisbogenförmigen Bahnen Axialbewegungen in Strangrichtung zu. Das wird aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 3 und 4 deutlich. Die Anordnung ist so getroffen, dass die Teilung an beiden Seiten des Ketten­ stranges gleich ist (t_a = t_i), wenn der Kettenstrang 6 in einer vertikalen Ebene mit dem Abrollradius r_A halbkreis­ förmig gekrümmt ist (Fig. 3 und 5). Sobald die Ketten­ glieder 3 den Krümmungsbereich 15, der das Untertrum 8 mit dem Obertrum 7 verbindet, durchlaufen haben und in die Strecklage gelangen, vergrößert sich die Teilung (t_a' < t_a) und ist damit die Teilung t_a', t_i an den beiden Seiten des Kettenstranges 6 unterschiedlich. Durch den dann an den beiden Seiten des Kettenstranges unterschiedlichen Abstand (t_a' < t_i) zwischen den Drehzapfen 10 in Kettenlängsrichtung nimmt der Kettenstrang die in Fig. 2 dargestellte bogen­ förmige Krümmung an.

Die axialbeweglichen Verbindungen der Kettenglieder 3 an der Außenseite des Kettenstranges 6 sind bei einer Streck­ lage des Kettenstranges 6 zug- und druckfest arretiert. Die Arretierungen lösen sich mit einer Kippbewegung der in den Krümmungsbereich 15 zwischen Untertrum 8 und Obertrum 7 einlaufenden Kettenglieder 3. Eine konstruktive Ausführung ist in Fig. 4 dargestellt. In dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel hinterfasst ein Abschnitt 16 der Kettenlasche 5 bei einer Strecklage des Kettenstranges 6 eine Schulter 17 an der Kettenlasche 5 des Nachbarketten­ gliedes. Der im Langloch 12 des Nachbarkettengliedes anschlagende Drehzapfen 10 überträgt Zugkräfte des Ketten­ stranges 6. Der an der Schulter 17 des Nachbarkettengliedes anliegende Abschnitt 16 überträgt in Kettenlängsrichtung auf den Kettenstrang 6 ausgeübte Druckkräfte.

Claims (4)

1. Energieführungskette aus Kettengliedern (3), die einen Aufnahmeraum für Leitungen bilden und an vertikalen Wand­ flächen (4, 5) beidseits des Aufnahmeraumes beweglich zu einem Kettenstrang (6) verbunden sind, der aufrecht abrollend in Strecklage auf zwei kreisförmigen Bahnen (7, 8) in planparallelen horizontalen Ebenen bewegbar ist und in einem Krümmungsbereich (15), der die untere und die obere Bahn verbindet, in einer vertikalen Ebene halbkreis­ förmig mit einem Abrollradius (r_A) gekrümmt ist,
wobei die Kettenglieder (3) an der Innenseite (13) der in Strecklage kreisbogenförmigen Bahnen (7, 8) um Drehpunkte, die mit fester Teilung (t_i) angeordnet sind, schwenkbeweglich verbunden sind, und
wobei die Verbindungen der Kettenglieder an der Außen­ seite (14) der in Strecklage kreisbogenförmigen Bahnen (7, 8) Axialbewegungen in Strangrichtung zulassen und so eingerichtet sind, dass die Teilung (t_i, t_a) an beiden Seiten des Kettenstranges (6) gleich groß ist, wenn der Kettenstrang (6) mit dem Abrollradius (r_A) des Krümmungsbereiches gekrümmt ist, und dass die Teilung (t_a) sich an der Außenseite (14) des Ketten­ stranges (6) vergrößert, sobald die Kettenglieder den Krümmungsbreich (15) durchlaufen haben und in die Strecklage gelangen.

2. Energieführungskette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Strangrichtung axialbeweglichen Verbindungen der Kettenglieder (3) bei einer Strecklage des Kettenstranges (6) zug- und druckfest arretiert sind und die Arretierungen sich mit einer Kippbewegung der Kettenglieder (3) lösen.

3. Energieführungskette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (3) seitliche Kettenlaschen (4, 5) mit angeformten Drehzapfen (10) und Zapfenaufnahmen (11, 12) aufweisen, wobei die Zapfen­ aufnahme an einer Kettenlasche (4) als Bohrung (11) und die Zapfenaufnahme an der anderen Kettenlasche (5) als Langloch (12) ausgebildet ist.

4. Energieführungskette nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass ein Abschnitt (16) der mit dem Langloch (12) ausgebildeten Kettenlasche (5) bei einer Strecklage des Kettenstranges (16) eine Schulter (17) an der Kettenlasche des Nachbarkettengliedes hinterfasst, wobei der im Langloch (12) des Nachbarkettengliedes anschlagende Drehzapfen (10) Zugkräfte des Kettenstranges (6) überträgt und der an der Schulter (17) des Nachbarkettengliedes anliegende Abschnitt (16) Druckkräfte des Kettenstranges (6) überträgt.