DE202004005858U1

DE202004005858U1 - Kettenglied für Energieführungskette, Energieführungskette mit Kettenglied und Überwachungssystem für Energieführungskette

Info

Publication number: DE202004005858U1
Application number: DE200420005858
Authority: DE
Original assignee: Igus GmbH; Igus Spritzgussteile fuer die Industrie GmbH
Current assignee: Igus GmbH
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2014-04-09

Abstract

Kettenglied für eine Energieführungskette (13) zur Führung von Schläuchen, Kabeln oder dergleichen, wobei die Energieführungskette (13) mehrere Kettenglieder (11) aufweist, die jeweils um Schwenkachsen gelenkig miteinander verbunden sind, an ihren Enden jeweils ein Anschlusselement (14, 15) aufweist, von denen eines bezüglich einer Basis beweglich (14) und das andere bezüglich der Basis stationär (15) ist, und auf einem Verfahrweg unter Bildung eines mit dem beweglichen Anschlusselement (14) verbundenen ersten Trums (16), eines mit dem stationären Anschlusselement (15) verbundenen zweiten Trums (17) und eines das erste (16) und das zweite Trum (17) verbindenden Umlenkbereiches (18) bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine am oder im Kettenglied (11) angeordnete Registriereinrichtung (1), mit der Verschwenkungen des Kettengliedes (11) aus einer bezüglich eines vorgegebenen räumlichen Koordinatensystems definierten Normalanordnung über einen bestimmten Winkelbereich hinaus registrierbar sind und bei Registrierung ein Signal erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kettenglied für eine Energieführungskette zur Führung von Schläuchen, Kabeln oder dergleichen, wobei die Energieführungskette mehrere Kettenglieder aufweist, die jeweils um Schwenkachsen gelenkig miteinander verbunden sind, an ihren Enden jeweils ein Anschlusselement aufweist, von denen eines bezüglich einer Basis beweglich und das andere bezüglich der Basis stationär ist, und auf einem Verfahrweg unter Bildung eines mit dem beweglichen Anschlusselement verbundenen ersten Trums, eines mit dem stationären Anschlusselement verbundenen zweiten Trums und eines das erste und das zweite Trum verbindenden Umlenkbereiches bewegbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Energieführungskette sowie ein Überwachungssystem für den Betrieb einer Energieführungskette.
Energieführungsketten der oben genannten Art versorgen in der Regel einen Verbraucher mit den in ihnen geführten Kabeln, Schläuchen oder dergleichen, wobei der Verbraucher über einen Verfahrweg bewegt wird und die über das bewegliche Anschlusselement mit ihm verbundene Energieführungskette mit sich führt. Die Energieführungskette folgt somit den jeweiligen Bewegung des Verbrauchers und wird somit mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt, beschleunigt und abgebremst. Hierbei kann es in der Praxis zum Beispiel infolge eines Steuerungsfehlers beispielsweise zu einer Überschreitung des maximalen Verfahrweges der Energieführungskette kommen, wodurch eine Schädigung der Energieführungskette oder sogar ihre Zerstörung mit den geführten Kabeln, Schläuchen oder dergleichen auftreten kann. Die Vermeidung derartiger Schäden ist bisher von der Funktionstüchtigkeit der Überwachung und Steuerung des Verbrauchers längs dessen Verfahrwegs zum Beispiel durch Endschalter, abhängig. Eine weitere Schädigung kann bei einem zu schnellen Anfahren der Energieführungskette eintreten, bei dem das bewegliche Anschlusselement die Glieder der Energieführungskette unter Druckbelastung vor sich herschiebt. Hierbei kann insbesondere an dem an das beweglichen Anschlusselement anschließenden Abschnitt ein sogenanntes Aufbäumen der Energieführungskette beobachtet werden, indem die Energieführungskette unter Ausbildung eines vom ordnungsgemäßen Verfahrweg abweichenden Bogens dem erhöhten Druck auszuweichen versucht.
Aufgabe der Erfindung ist daher, die Sicherheit der Energieführungskette während ihres Verfahrens durch den beweglichen Verbraucher erhöht wird.
Die Aufgabe wird durch ein Kettenglied der eingangs genannten Art für eine Energieführungskette der eingangs genannten Art gelöst, welches eine am oder im Kettenglied angeordnete Registriereinrichtung, mit der Verschwenkungen des Kettengliedes aus einer bezüglich eines vorgegebenen räumlichen Koordinatensystems definierten Normalanordnung über einen vorbestimmten Winkelbereich hinaus registrierbar sind und bei Registrierung ein Signal erzeugbar ist.
Hierdurch erfolgt eine Registrierung unmittelbar an einem oder mehreren Kettengliedern und damit intern innerhalb der Energieführungskette, so dass das Verfahren der Energieführungskette unabhängig von externen Überwachungs- und Steuerungseinrichtungen, wie zum Beispiel Endschaltern für den Verfahrweg des beweglichen Verbrauchers, geprüft werden kann.
Die Kettenglieder der in Frage kommenden Energieführungskette können parallel verlaufende Schwenkachsen aufweisen, wodurch ein Verschwenken der Kettenglieder und damit Verfahren der Energieführungskette in einer Ebene erfolgt. Die Registriereinrichtung stellt dann an dem betreffenden Kettenglied Verschwenkungen über einen vorgegebenen Winkelbereich hinaus in dieser Ebene fest. Darüber hinaus können die Kettenglieder einer Energieführungskette auch senkrecht zu dieser Ebene verschwenkbar sein, zum Beispiel durch ein Spiel in den Gelenken, oder durch kreuzweise angeordnete Schwenkachsen in allen drei Raumesdimensionen verschwenkbar sein. Entsprechend können Verschwenkungen des oder der betreffenden Kettenglieder auch in anderen Ebenen durch Registriereinrichtungen registrierbar sein.
Die Registriereinrichtung kann Schaltermittel aufweisen, die bei Verschwenkung des Kettengliedes aus seiner Normalanordnung über den vorbestimmten Winkelbereich hinaus von einem ersten Schalterzustand in einen zweiten Schalterzustand umschaltbar sind. Durch den Wechsel von dem ersten Schalterzustand in den zweiten und/oder umgekehrt wird ein Registriersignal erzeugt, welches ein Verschwenken des Kettengliedes aus seiner Normalanordnung über einen Winkelbereich hinaus anzeigt.
Bevorzugt umfasst die für das Kettenglied definierte Normalanordnung die Positionen des Kettengliedes, in denen eine bestimmte Normalenrichtung einer senkrecht zu der die Schwenkachsen des Kettengliedes enthaltenden Gliedebene verlaufenden Achse in Schwerkraftrichtung verläuft. Durch diese Definition der Normalanordnung sind alle Positionen erfasst, in denen das betreffende Kettenglied mit seiner Gliedebene horizontal ausgerichtet und eine Ober- und Unterseite ausgerichtet ist und eine Ober- und Unterseite definiert sind, wie zum Beispiel in einem unteren, mit dem stationären Anschlusselement verbunden Trum und einem horizontalen Bereich eines darüber angeordneten oberen Trums.
In einem besonderen Fall können mit der Registriereinrichtung Verschwenkungen des Kettengliedes aus der für das Kettenglied definierten Normalanordnung über einen bestimmten Winkelbereich hinaus gegenüber der Schwerkraftrichtung registrierbar sein. Hierbei kann der Winkelbereich in bestimmten Fällen relativ klein bemessen sein, so dass durch eine geringfügige, tolerierbare Abweichung von der Normalanordnung noch keine Registrierung erfolgt. In anderen Fällen kann der Winkelbereich relativ groß gewählt sein, insbesondere beim Übergang des Kettengliedes vom ersten bzw. vom zweiten Trum in den Umlenkbereich oder in das andere Trum um einen Winkel von zum Beispiel 90° hinaus.
Als derartige Registriereinrichtungen bieten sich Schwerkraftschalter mit einem Hohlkörper, einem durch die Schwerkraft innerhalb des Hohlkörpers verlagerbaren Korpus und im Körper angeordneten Schaltungsmitteln an, die durch den verlagerbaren Korpus zwischen zwei Schalterzuständen umschaltbar sind. Hierbei können beliebige Schwerkraftschalter nach dem Stand der Technik eingesetzt werden.
Der Schwerkraftschalter kann zum Beispiel als Quecksilberschalter ausgebildet sein, dessen Korpus aus Quecksilber besteht. Hierbei ist der Hohlkörper bevorzugt als gerader Hohlzylinderabschnitt ausgebildet, in dem der Korpus in Form einer Quecksilberkugel zwischen zwei voneinander getrennten Ruhepositionen hin- und her bewegbar angeordnet ist. Ferner sind in den Hohlzylinder zwei offene elektrische Kontakte eingeführt, die in einer der Ruhelagen durch die Quecksilberkugel elektrisch leitend verbindbar sind. Abhängig von dem Längsverlauf des Hohlkörpers, in dem die Quecksilberkugel hin- und her bewegbar ist, kann ein Wechsel zwischen den Ruhepositionen bei unterschiedlichen Verschwenkwinkeln des Hohlkörpers erzielt werden.
Der Verschwenkwinkel zwischen den beiden Ruhelagen kann bei einer Ausformung des Hohlkörpers als gerader Kreiszylinder, abhängig von der Reibung der Quecksilberkugel in dem Hohlkörper, lediglich wenige Grad betragen. Andererseits kann der Hohlkörper einen bogenförmigen oder einen U-förmigen Verlauf aufweisen, wodurch der Verschwenkwinkel zwischen den beiden Ruhelagen, abhängig von den jeweiligen Krümmungsradien und der Länge des Hohlkörpers, bis 360° betragen kann.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Registriereinrichtung in ein Bauteil des Kettengliedes integriert. Hierdurch kann die Registriereinrichtung nach außen hin vollkommen geschützt angeordnet sein und behindert zudem nicht die in dem Kettenglied geführten Schläuche, Kabel und dergleichen.
Das Bauteil kann zweckmäßigerweise teilweise aus einem transparenten Werkstoff gefertigt sein. Hierdurch ist es möglich, eine Sichtprüfung während des Einbaus der Registriereinrichtung in das Bauteil in Hinsicht auf den korrekten Sitz der Registriereinrichtung in dem Bauteil durchzuführen. Ferner kann die Orientierung der Registriereinrichtung in dem Kettenglied bei Einbau des Kettenglieds in die Energieführungskette kontrolliert werden. Schließlich kann hierdurch eine Sichtprüfung über den funktionsgerechten Zustand der Registriereinrichtung in dem Bauteil erfolgen.
Als bevorzugter Werkstoff kann Polycarbonat (PC) verwendet werden. Das Polycarbonat weist neben einer hohen Transparenz eine extrem hohe Schlagfestigkeit, hohe Festigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit auf. Hierdurch kann das aus PC gefertigte Bauteil als ein für das Kettenglied übliches Bauteil eingesetzt und belastet werden.
Bei einem üblichen Kettenglied mit zwei Seitenlaschen, die durch Querstege verbunden sind, und mit einem zwischen den Querstegen angeordneten Trennsteg, kann die Registriereinrichtung bevorzugt in einem Hohlraum des Trennsteges angeordnet sein. Hierdurch ist die Registriereinrichtung vom Außenraum abgewandt vollkommen geschützt und behindert nicht die in dem Kettenglied geführten Schläuche, Kabel und dergleichen.
In einer zweckmäßigen Ausbildung besteht der Trennsteg aus zwei in einer Verbindungsebene miteinander verbindbaren Halbschalen. Die Verbindungsebene verläuft bevorzugt parallel zu den Seitenlaschen und damit in Richtung der zu erwartenden maximalen mechanischen Kräfte, mit denen das Kettenglied beim Verfahren beaufschlagt wird.
Die Halbschalen können an ihren zum Hohlraum gewandten Innenseiten Haltemittel zur Halterung der Registriereinrichtung aufweisen. Die Haltemittel sind bevorzugt als Stege ausgebildet, die insbesondere senkrecht zur Verbindungsebene verlaufen und an der Registriereinrichtung seitlich anliegen. Hierbei können diese Stege zugleich als Verbindungsmittel zur Verbindung beider Halbschalen miteinander dienen, indem sie, spiegelsymmetrisch zur Verbindungsebene angeordnet, beispielweise ineinander steckbar sind. Die Haltemittel können vorteilhafterweise einstückig an den Innenseiten der Halbschalen angeformt sein. Insbesondere können die Haltemittel an die Halbschalen aus Kunststoff angespritzt sein.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin durch eine Energieführungskette mit einer Anzahl von jeweils um Schwenkachsen gelenkig miteinander verbundenen Gelenkgliedern gelöst, welche zwei Anschlusselemente aufweist, von denen eines bezüglich einer Basis beweglich und das andere bezüglich der Basis stationär ist, und auf einem Verfahrweg unter Bildung eines mit dem beweglichen Anschluss verbundenen ersten Trums, eines mit dem stationären Anschlusselement verbundenen zweiten Trums und eines das erste und das zweite Trum verbindenden Umlenkbereiches bewegbar ist, wobei der Verfahrweg durch eine erste Endposition mit minimaler Länge des ersten Trums und durch eine zweite Endposition mit maximaler Länge des ersten Trums begrenzt wird und wobei die Energieführungskette mindestens ein Kettenglied mit einer Registriereinrichtung der zuvor beschriebenen Art aufweist.
Bevorzugt ist das Kettenglied so in der Energieführungskette angeordnet, dass es sich bei Erreichen der ersten Endposition der Energieführungskette im Umlenkbereich der Energieführungskette oder in einem an den Umlenkbereich angrenzenden Bereich des zweiten Trums befindet. Infolge dieser Anordnung hat das Kettenglied bei Erreichen der ersten Endposition zumindest einen Teil des Umlenkbereiches oder den ganzen Umlenkbereich durchlaufen und kann hiermit seine Orientierung so geändert haben, dass die Registriereinrichtung ein Registriersignal erzeugt. Dieses Signal kann beispielsweise dazu verwendet werden, um ein Abbremsen oder Abstoppen der Energieführungskette einzuleiten. Zweckmäßigerweise ist das Kettenglied so in der Energieführungskette angeordnet, dass das Signal zum Abstoppen der Energieführungskette bereits vor Erreichen der ersten Endposition ausgelöst wird, damit die Energieführungskette rechtzeitig mit Erreichen der ersten Endposition angehalten werden kann.
Damit die Registriereinrichtung mit Durchlaufen des Umlenkbereiches anspricht, sollte die Registriereinrichtung bevorzugt so ausgelegt und in dem Kettenglied so angeordnet, dass der betreffende Winkelbereich mindestens 5° betrifft. Damit erst bei größeren Orientierungsänderungen des Kettengliedes bei Durchlaufen des Umlenkbereiches ein Registriersignal erzeugt wird, sollte der Winkelbereich mindestens 45°, bevorzugt mindestens 90° betragen.
In analoger Weise kann das Erreichen der zweiten Endposition der Energieführungskette registriert werden, indem das Kettenglied so in der Energieführungskette angeordnet ist, dass es sich bei Erreichen der zweiten Endposition der Energieführungskette im Umlenkbereich der Energieführungskette oder in einem an den Umlenkbereich angrenzenden Bereich des ersten Trums befindet. Hierdurch kann bei Erreichen der zweiten Endposition der Energieführungskette ein Registriersignal erzeugt werden, auf das beispielweise ein Abstoppen der Bewegung der Energieführungskette oder, bei einer Bewegung der Energieführungskette aus der zweiten Endposition heraus in Richtung der ersten Endposition, eine Beschleunigung der Energieführungskette erfolgen kann.
Ein erfindungsgemäßes Kettenglied mit Registriereinrichtung kann in einem mit dem beweglichen Anschlusselement Abschnitt der Energieführungskette angeordnet sein. Hierbei ist die Registriereinrichtung vorzugsweise so ausgelegt und in dem Kettenglied so angeordnet, dass Verschwenkungen des Kettengliedes aus einer Normalanordnung in Längsrichtung des mit dem beweglichen Anschlusselement verbundenen ersten Trums über einen Winkelbereich von mindestens 5°, bevorzugter von mindestens 25° und besonders bevorzugt von mindestens 40° hinaus in Richtung vom zweiten Trum weg registrierbar sind.
Die Energieführungskette wird bei ihrem Verfahren aus der ersten Endposition heraus in die zweite Endposition besonders auf Zug und bei ihrem Verfahren aus der zweiten Endposition heraus in die erste Endposition besonders auf Druck beansprucht. Der Druckverlauf über die Länge der Energieführungskette steigt zum beweglichen Anschlusselement hin an, so dass in dem mit dem beweglichen Anschlusselement verbundenen Endabschnitt der Energieführungskette ein maximaler Druck bei Anfahren der Energieführungskette aus der zweiten Endposition erzeugt wird. Hierdurch kann es zu einem bereits oben erwähnten Aufbäumen der Energieführungskette kommen. Durch eine in diesem Abschnitt in ein Kettenglied eingebaute Registriereinrichtung kann ein solches Aufbäumen registriert und das Registriersignal zum Stoppen der Energieführungskette in einer Steuereinrichtung verarbeitet werden.
Die Energieführungskette kann eine Folge von in der Energieführungskette angeordneten erfindungsgemäßen Kettengliedern zur sukzessiven Registrierung von Verschwenkungen der betreffenden Kettenglieder über bestimmte Winkelbereiche hinaus aufweisen. Diese Anordnung ist insbesondere in den bereits oben näher erläuterten drei Abschnitten der Energieführungskette sinnvoll, nämlich in dem mit dem beweglichen Anschlusselement verbundenen und durch Aufbäumen gefährdeten Abschnitt sowie in den Abschnitten, die sich mit Erreichen der ersten bzw. zweiten Endposition im Umlenkbereich der Energieführungskette befinden.
Die in einer Folge angeordneten Kettenglieder können hierbei elektrisch parallel oder in Reihe geschaltet sein oder kombinierte derartige Schaltungen aufweisen. Ist die Folge von Kettengliedern beispielweise so angeordnet, dass sie sich bei Erreichen der ersten Endposition der Energieführungskette im Umlenkbereich der Energieführungskette oder in einem an dem Umlenkbereich angrenzenden Endbereich des zweiten Trums befindet, so kann durch das nacheinander erfolgende Verschwenken der betreffenden Kettenglieder eine entsprechende Folge von Registriersignalen erzeugt werden, die beispielsweise bei einer Annäherung an die erste Endposition der Energieführungskette in bestimmte Steuersignale zum sukzessiven Abbremsen der Energieführungskette genutzt werden, zum Beispiel von einer normalbetrieblichen Fahrt zur Langsamfahrt, von der Langsamfahrt zur Schleichfahrt und von der Schleichfahrt zum Halt der Energieführungskette. Dementsprechend können die Registriersignale der Kettenglieder in umgekehrter Fahrtrichtung, d.h. beim Beschleunigen der Energieführungskette aus der ersten Endposition in Richtung zur zweiten Endposition, und damit in umgekehrter Abfolge eine sukzessive Beschleunigung der Bewegung der Energieführungskette bewirken.
Weiterhin ist denkbar, dass die einzelnen Registriersignale zweier hintereinander angeordneter Kettenglieder zur Erzeugung desselben Steuersignals, wie zum Beispiel Langsamfahrt oder Halt, verwandt werden, um die Sicherheit zu erhöhen.
In analoger Weise, wie oben beschrieben, kann durch eine Folge von erfindungsgemäßen Kettengliedern ein sukzessives Annähern und Erreichen der zweiten Endposition der Energieführungskette registriert und stufenweise Steuersignale zur Langsamfahrt und/oder Halt der Energieführungskette erzeugt werden.
Eine Folge von in der Energieführungskette angeordneten erfindungsgemäßen Kettengliedern kann auch in dem mit dem beweglichen Anschlusselement verbundenen Endabschnitt der Energieführungskette vorgesehen sein. Wie bereits oben erwähnt, befindet sich hier der durch Aufbäumen gefährdete Abschnitt der Energieführungskette, so dass es sinnvoll ist, diesen Abschnitt über mehrere erfindungsgemäße Kettenglieder zu sichern. Hierbei sollten die Kettenglieder vorzugsweise so miteinander verbunden sein, dass mit Erzeugung eines Registriersignals eines der in Folge angeordneten Kettenglieder eine entsprechende Anzeige und/oder Steuerung der Energieführungskette erfolgt. Dies ist beispielsweise durch eine elektrische Parallelschaltung der betreffenden Registriereinrichtungen möglich ist, indem bereits durch ein Registriersignal eine Anzeige und/oder Steuerung der Energieführungskette erfolgen kann.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Überwachungssystem für den Betrieb einer Energieführungskette gelöst, das eine oder mehrere in einer elektrischen Schaltung verbundene Registriereinrichtungen, die in die Energieführungskette einbaubar sind und bei Registrierung mindestens ein Registriersignal erzeugen, eine Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung des von der Registriereinrichtung erzeugten Signals sowie eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Registriereinrichtung und/oder einer Steuereinheit zur Steuerung des Verfahrens der Energieführungskette umfasst, wobei die Registriereinrichtung einen Schwerkraftschalter und die Signalübertragungseinrichtung zumindest teilweise in einem flexiblen Rohr geführte, elektrische Verbindungsleitungen zur Verbindung der Registriereinrichtungen aufweist.
Bevorzugt können die Registriereinrichtungen elektrisch parallel geschaltet sein. Hierdurch kann, wie bereits oben ausgeführt, über die jeweilige Registriereinrichtung ein Signal zur Steuerung der Energieführungskette erzeugt werden. In anderen Fällen können die Registriereinrichtungen elektrisch in Reihe geschaltet sein. Hierdurch ist es möglich, erst dann ein gemeinsames Registriersignal erzeugen zu lassen, wenn alle Registriereinrichtungen jeweils ein Registriersignal erzeugen. Selbstverständlich ist denkbar, dass sämtliche Kombinationen von Parallel- und Reihenschaltungen der Registriereinrichtungen möglich sind, um ein Steuersignal zum Verfahren in der Energieführungskette zu erzeugen.
Die elektrischen Verbindungsleitungen zur Verbindung der Registriereinrichtungen werden vorzugsweise zu dem nächstgelegenen Anschlusselement der Energieführungskette hingeführt. Hierbei werden die elektrischen Leitungen bevorzugt in einem flexiblen Rohr aufgenommen, um die elektrischen Leitungen zu schützen, wobei das flexible Rohr so ausgeführt ist, dass es problemlos die Verschwenkbewegungen der Kettenglieder relativ zueinander vollziehen kann, ohne die Verschwenkbewegung zu beeinflussen. Hierbei kann das flexible Rohr aus einem entsprechend weichen, flexiblen Kunststoff gefertigt sein. Ferner kann dieses flexible Rohr an den Orten, an denen es stärker gebogen wird, Gelenkvorrichtungen, wie zum Beispiel Foliengelenkes, aufweisen, die eine leichtere Biegung des flexiblen Rohrs an dieser Stelle ermöglichen.
Die Steuereinheit kann eine Lese- und Auswerteeinheit zur Auswertung des übertragenen Registriersignals bzw. der übertragenen Registriersignale aufweisen, welche das Registriersignal als Istwert mit einem Sollwert vergleicht, der sich auf eine vorgegebene Normalanordnung des Kettengliedes bezüglich eines vorgegebenen räumlichen Koordinatensystems bezieht, wobei die Steuereinheit ein Steuersignal zur Steuerung der Bewegung der Energieführungskette erzeugt, wenn das Signal bzw. die Signale außerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs des jeweiligen Sollwertes liegt bzw. liegen. Das Steuersignal kann dann dazu eingesetzt werden, die Geschwindigkeit der Energieführungskette zu ändern und/oder unerwünschte Abweichungen der Energiekette von dem ordnungsgemäßen Verfahrweg zu registrieren.
Die vorliegende Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel mit einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Längsdarstellung einer Folge von Registriereinrichtungen in Trennstegen,
2 eine schematische Längsdarstellung ein Kettenglied mit Registriereinrichtung in einem ersten Schalterzustand,
3 das Kettenglied mit Registriereinrichtung in einem zweiten Schalterzustand,
4 eine schematische Längsdarstellung einer Energieführungskette mit einem Kettenglied mit Registriereinrichtung im ersten Schalterzustand,
5 eine schematische Längsdarstellung der Energieführungskette mit dem Kettenglied, wobei sich die Registriereinrichtung im zweiten Schalterzustand befindet,
6 eine schematische Längsdarstellung einer Folge von in Kettengliedern eingebauten und miteinander verbundenen Registriereinrichtungen,
7 eine schematische Längsdarstellung einer Energieführungskette mit einer Folge von Registriereinrichtungen, die sich im Übergang vom im ersten in den zweiten Schalterzustand befinden, und
8 eine Darstellung der Energieführungskette gemäß 7 wobei sich die Registriereinrichtungen im zweiten Schalterzustand befinden.
In 1 sind drei Registriereinrichtungen 1 dargestellt, die jeweils in einem Trennsteg 2 eines Kettengliedes eingebaut sind. Das Kettenglied ist in 1 der Übersichtlichkeit halber lediglich durch seinen Trennsteg 2 zeichnerisch angedeutet. Die Registriereinrichtung 1 weist einen als Schwerkraftschalter ausgebildeten Quecksilberschalter 3 mit Verbindungsleitungen 4 auf, die bis auf einen Abschnitt im Trennsteg 2 in Rohren 5 geführt sind. Die Rohre 5 ragen durch vorgesehene Anschlussöffnungen 6 zum Anschluss an den Quecksilberschalter 3 jeweils in den als Hohlraum 7 ausgebildeten Innenraum des Trennsteges 2 hinein. Wie in der Zeichnung durch Unterbrechungen der Rohre 5 zeichnerisch angedeutet, können die Registriereinrichtungen 1 jeweils über mehrere Kettenglieder entfernt in einer hier nicht weiter dargestellten Energieführungskette angeordnet sein.
Der Quecksilberschalter 3 weist einen Hohlzylinder 8 auf, in dem ein als Quecksilberkugel 9 ausgebildeter Korpus unter Einwirkung der Schwerkraft G mit Verschwenken der Registriereinrichtung 1 zwischen zwei Schalterzuständen einen hier nicht dargestellten ersten Schalterzustand und einem hier dargestellten zweiten Schalterzustand verlagerbar ist. Von den Verbindungsleitungen 4 ragen Kontakte 10 in den Hohlzylinder 8 hinein, die in dem hier gezeigten zweiten Schalterzustand nicht durch die Quecksilberkugel 9 verbunden sind. Hierbei kann vorgesehen sein, dass beim Öffnen und/oder Schließen der elektrischen Kontakte 10 ein Registriersignal erzeugbar ist.
Erfindungsgemäß sind Halterungsmittel zur Halterung des Quecksilberschalters in dem Hohlraum 7 des Trennsteges 2 vorgesehen, die der Übersichtlichkeit halber hier und in den nachfolgenden Figuren nicht dargestellt sind.
2 und 3 zeigen jeweils in schematischer Längsschnittdarstellung ein Kettenglied 11 mit einer Registriereinrichtung 1, wobei sich die Registriereinrichtung 1 in 2 in einem ersten Schalterzustand, d.h. in dem vorliegenden Beispiel mit geschlossenen Kontakten 10, und in 3 in einem zweiten Schalterzustand, d.h. in dem vorliegenden Beispiel mit offenen Kontakten 10, befindet. Durch eine Schwenkbewegung, die in 2 mit – d und in 3 mit +d angedeutet ist, kann der Quecksilberschalter 3 von einem Schalterzustand in den anderen übergeführt werden. Hierbei wird die Quecksilberkugel 9 zwischen zwei Ruhepositionen innerhalb des Hohlzylinders 8 verlagert, die jeweils endseitig im Hohlzylinder 8 vorgesehen sind.
Die Rohre 5 verlaufen jeweils in halber Höhe des Trennsteges 2 und in Längsrichtung des Kettengliedes 11. Trennstege sind in Kettengliedern von Energieführungsketten in der Regel dafür vorgesehen, den Innenraum in einem Kettenglied in mehrere Kammern zur Führung der Schläuche, Kabel oder dergleichen zu unterteilen. Durch die Anordnung der Registriereinrichtung 1 in dem Trennsteg 2 und durch den Verlauf der Rohre 5 in Längsrichtung des Kettengliedes 11 erstrecken sich die Rohre 5 in Fortsetzung der Trennstege in den Kammern. Somit werden die in den Kammern geführten Schläuche, Kabel oder dergleichen in keiner Weise behindert. Selbstverständlich kann die Registriereinrichtung 1 auch in einem anderen Bauteil des Kettengliedes 11 vorgesehen sein, wie zum Beispiel in einer der hier im Umriss angedeuteten Seitenlasche 12 des Kettengliedes 11.
In den 4 und 5 ist eine Energieführungskette 13 dargestellt, die sich jeweils in einer anderen Position ihres Verfahrweges befindet. Die Energieführungskette 13 weist hierbei eine Anzahl, hier nicht weiter zeichnerisch ausgeführter, um parallel beabstandete Schwenkachsen gelenkig miteinander verbundener Kettenglieder und zwei Anschlusselemente, ein bezüglich einer hier nicht dargestellten Basis bewegliches An schlusselement 13 und ein bezüglich der Basis stationäres Anschlusselement 15, auf. Die Energieführungskette 13 ist längs eines Verfahrweges unter Bildung eines mit dem beweglichen Anschlusselement 15 verbundenen ersten Trums 16, eines mit dem stationären Anschlusselement 15 verbundenen zweiten Trums 17 und eines das erste Trum 16 und das zweite Trum 17 verbindenden Umlenkbereiches 18 bewegbar. Hierbei ist der Verfahrweg durch eine in 5 gezeigte erste Endposition, in der das erste Trum 16 eine minimale Länge aufweist, und durch eine hier nicht gezeigte zweite Endposition, in der das erste Trum eine maximale Länge aufweist, begrenzt.
In 4 befindet sich die Energieführungskette 13 nahe ihrer ersten Endposition. Der in den Zeichnungen dargestellt Richtungspfeil c bezieht sich auf die Bewegungsrichtung der Energieführungskette 13 von ihrer zweiten Endposition in ihre erste Endposition. Die in 4 gezeigte Registriereinrichtung 1 befindet sich im ersten, d.h. geschlossenen Schalterzustand, während sie sich in 5 im zweiten, d.h. offenen Schalterzustand befindet. Durch das Verfahren der Energieführungskette 13 von der in 4 gezeigten Position zu der in 5 gezeigten Position wird die Registriereinrichtung 1 durch den Umlenkbereich 18 geführt, wodurch der in den 2 und 3 detaillierter dargestellte Quecksilberschalter 3 bezüglich seiner Orientierung im Erdkraftfeld G umgekehrt wird, so dass seine Quecksilberkugel 9 die Kontakte 10 nicht weiter schließt. Befindet sich nun die Energieführungskette 13 in der in 5 dargestellten ersten Endposition, so wird durch das Durchlaufen der Registriereinrichtung 1 durch den Umlenkbereich 18 ein Registriersignal ausgelöst, welches zur Umwandlung in einen Steuerimpuls eingesetzt werden kann. Dieser Steuerimpuls kann beispielsweise bewirken, dass die Bewegung der Energieführungskette abgestoppt wird. Hiermit wirkt die Registriereinrichtung 1 als Stoppschalter.
Wird die Energieführungskette 13 in umgekehrter Richtung, d.h. von der ersten Endposition in die zweite Endposition, verfahren, so durchläuft die in 5 dargestellte Position der Registriereinrichtung 1 auf dem Wege in ihre in 4 dargestellten Position den Umlenkbereich 18 in umgekehrter Richtung, so dass die Kontakte 10 durch die Quecksilberkugel 9 geschlossen werden und ein erneutes Registriersignal erzeugt werden kann. Dieses Registriersignal kann beispielsweise dazu verwendet werden, dass die Energieführungskette nach einer Schleichfahrt in eine beschleunigte Bewegung versetzt wird.
6 zeigt den Einsatz mehrerer Registriereinrichtungen 1, wie sie in 1 dargestellt sind, in Kettengliedern 11, die durch dazwischengeschaltete Kettenglieder 11 voneinander getrennt in einer Folge angeordnet sind. Die Registriereinrichtungen 1 sind durch in Rohren 5 geführte Leitungen 4 verbunden, die, wie hier nicht weiter dargestellt, zu dem nächstgelegenen Anschlusselement 14, 15 und von dort aus zu in der Zeichnung nicht dargestellten Auswerte- und Steuereinrichtungen zur Weiterverarbeitung des Registriersignals geführt werden.
Die in 6 gezeigten Kettenglieder 11 sind in einer Energieführungskette 13, wie in 4 bzw. 5 dargestellt, angeordnet. 7 zeigt entsprechend 4 eine Position der Energieführungskette, in der sich die Registriereinrichtungen 1 auf, die sich in 7 im Umlenkbereich 18 befindet, während sich die Registriereinrichtungen 1 in 8 in dem an den Umlenkbereich 18 anschließenden Endbereich des zweiten Trums 17 befinden. Hierbei ist die zum beweglichen Anschlusselement 14 zugewandte Registriereinrichtung 1 in 7, die in Bewegungsrichtung c zu Beginn des Umlenkbereiches 18 angeordnet ist, im geschlossenen Schalterzustand, während sich die dem stationären Anschlusselement 15 zugewandte Registriereinrichtung 1 bereits in einem offenen Schalterzustand befindet. Die mittlere Registriereinrichtung 1 in 7 befindet sich mit ihrer nahezu horizontalen Lage in dem Bereich, in dem der Übergang von dem geschlossenen zu dem offenen Schalterzustand des Quecksilber schalters 3 stattfindet.
8 zeigt entsprechend 5 eine Position der Energieführungskette 13, in der sich alle Registriereinrichtungen 1 und zwar im offenen Schalterzustand befinden. Durch diese Anordnung wird beim Verfahren der Energieführungskette 13 von der zweiten Endposition in die erste Endposition eine Folge von Registriersignalen erzeugt, die über eine entsprechende, hier nicht dargestellte Steuereinheit ein Verlangsamen der Energieführungskette 13 von der Betriebsfahrt zur Langsamfahrt, von der Langsamfahrt zur Schleichfahrt und von der Schleichfahrt zum Halt der Energieführungskette führen. In umgekehrter Richtung, d.h. bei einer Bewegung in negativer Richtung c von dem in 8 gezeigten Zustand in den in 7 gezeigten Zustand werden die Quecksilberschalter 3 der Registriereinrichtung 1 sukzessiv geschlossen, wodurch ein entsprechendes Registriersignal erzeugt wird, das zu einer sukzessiven Beschleunigung der Energieführungskette 13 in Richtung von der ersten Endposition in die zweite Endposition genutzt wird.

1: Registriereinrichtung
2: Trennsteg
3: Quecksilberschalter
4: Verbindungsleitung
5: Rohr
6: Anschlussöffnung
7: Hohlraum
8: Hohlzylinder
9: Quecksilberkugel
10: Kontakt
11: Kettenglied
12: Seitenlasche
13: Energieführungskette
14: bewegliches Anschlusselement
15: stationäres Anschlusselement
16: erstes Trum
17: zweites Trum
18: Umlenkbereich
G: Schwerkraftrichtung
c: Bewegungsrichtung
d: Drehrichtung

Claims

Kettenglied für eine Energieführungskette (13) zur Führung von Schläuchen, Kabeln oder dergleichen, wobei die Energieführungskette (13) mehrere Kettenglieder (11) aufweist, die jeweils um Schwenkachsen gelenkig miteinander verbunden sind, an ihren Enden jeweils ein Anschlusselement (14, 15) aufweist, von denen eines bezüglich einer Basis beweglich (14) und das andere bezüglich der Basis stationär (15) ist, und auf einem Verfahrweg unter Bildung eines mit dem beweglichen Anschlusselement (14) verbundenen ersten Trums (16), eines mit dem stationären Anschlusselement (15) verbundenen zweiten Trums (17) und eines das erste (16) und das zweite Trum (17) verbindenden Umlenkbereiches (18) bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine am oder im Kettenglied (11) angeordnete Registriereinrichtung (1), mit der Verschwenkungen des Kettengliedes (11) aus einer bezüglich eines vorgegebenen räumlichen Koordinatensystems definierten Normalanordnung über einen bestimmten Winkelbereich hinaus registrierbar sind und bei Registrierung ein Signal erzeugbar ist.
Kettenglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriereinrichtung (1) Schal termittel aufweist, die bei Verschwenkung des Kettengliedes (11) aus seiner Normalanordnung über den vorbestimmten Winkelbereich hinaus von einem ersten Schalterzustand in einen zweiten Schalterzustand umschaltbar sind.
Kettenglied nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass die für das Kettenglied (11) definierte Normalanordnung die Positionen des Kettengliedes (11) umfasst, in denen eine bestimmte Normalenrichtung einer senkrecht zu der die Schwenkachsen des Kettengliedes (11) enthaltenden Gliedebene verlaufenden Achse in Schwerkraftrichtung (G) verläuft.
Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurchgekennzeichnet, dass mit der Registriereinrichtung (1) Verschwenkungen des Kettengliedes (11) aus der für das Kettenglied (11) definierten Normalanordnung über den bestimmten Winkelbereich hinaus gegenüber der Schwerkraftrichtung (G) registrierbar sind.
Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurchgekennzeichnet, dass es parallel zueinander angeordnete Schwenkachsen aufweist und dass mit der Registriereinrichtung (1) Verschwenkungen des Kettengliedes (11) in einer senkrecht zu den Schwenkachsen des Kettengliedes (11) verlaufenden Ebene registrierbar sind.
Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurchgekennzeichnet, dass der Registriereinrichtung (1) einen Schwerkraftschalter aufweist mit einem Hohlkörper, einem durch die Schwerkraft (G) innerhalb des Hohlkörpers verlagerbaren Korpus und im Körper angeordneten Schaltungsmitteln, die durch den verlagerbaren Korpus zwischen zwei Schalterzuständen umschaltbar sind.
Kettenglied nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schwerkraftschalter als Quecksilberschalter (3) ausgebildet ist, dessen Korpus aus Quecksilber (9) besteht.
Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurchgekennzeichnet, dass die Registriereinrichtung (1) in ein Bauteil des Kettengliedes (11) integriert ist.
Kettenglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zumindest teilweise aus einem transparenten Werkstoff gefertigt ist.
Kettenglied nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff Polycarbonat ist.
Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch zwei Seitenlaschen (12) mit die Seitenlaschen miteinander verbindenden Querstegen und einen zwischen den Querstegen angeordneten Trennsteg (2), wobei die Registriereinrichtung (1) in einem Hohlraum (7) des Trennsteges (2) angeordnet ist.
Kettenglied nach Anspruch 6 oder 7,dadurch gekennzeichnet, dass der Trennsteg (2) aus zwei in einer Verbindungsebene miteinander verbindbaren Halbschalen besteht.
Kettenglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen an ihren zum Hohlraum (7) gewandten Innenseiten Haltemittel zur Halterung der Registriereinrichtung (1) aufweisen.
Energieführungskette mit einer Anzahl von jeweils um Schwenkachsen gelenkig miteinander verbundenen Kettengliedern (11), wobei die Energieführungskette zwei Anschlusselemente (14, 15) aufweist, von denen eines be züglich einer Basis beweglich (14) und das andere bezüglich der Basis stationär (15) ist, und auf einem Verfahrweg unter Bildung eines mit dem beweglichen Anschlusselement (14) verbundenen ersten Trums (16), eines mit dem stationären Anschlusselement (15) verbundenen zweiten Trums (17) und eines das erste (16) und das zweite (17) Trum verbindenden Umlenkbereiches (18) bewegbar ist, und wobei der Verfahrweg durch eine erste Endposition, in der das erste Trum (16) eine minimale Länge aufweist, und durch eine zweite Endposition, in der das erste Trum eine maximale Länge aufweist, begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Kettenglied (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
Energieführungskette nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenglied (11) so in der Energieführungskette (13) angeordnet ist, dass es sich bei Erreichen der ersten Endposition der Energieführungskette (13) im Umlenkbereich (18) der Energieführungskette (13) oder in einem an den Umlenkbereich (18) angrenzenden Endbereich des zweiten Trums (17) befindet.
Energieführungskette nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriereinrichtung (1) so ausgelegt und in dem Kettenglied (11) so angeordnet ist, dass der Winkelbereich, über den hinaus Verschwenkungen des Kettengliedes (11) aus einer Normalanordnung in Längsrichtung des mit dem beweglichen Anschlusselement (14) verbundenen ersten Trums (16) in Richtung zum zweiten Trum (17) hin registrierbar sind, mindestens 5° beträgt.
Energieführungskette nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbereich mindestens 45° beträgt.
Energieführungskette nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbereich mindestens 90° beträgt.
Energieführungskette nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenglied (11) in einem mit dem beweglichen Anschlusselement (14) verbundenen Endabschnitt der Energieführungskette (13) angeordnet ist.
Energieführungskette nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriereinrichtung (1) so ausgelegt und in dem Kettenglied (11) so angeordnet ist, dass Verschwenkungen des Kettengliedes (11) aus einer Normalanordnung in Längsrichtung des mit dem beweglichen Anschlusselement (14) verbundenen ersten Trums (16) über einen Winkelbereich von mindestens 5° hinaus in Richtung vom zweiten Trum (17) weg registrierbar sind.
Energieführungskette nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Verschwenkungen über einen Winkelbereich von mindestens 25° hinaus in Richtung vom zweiten Trum (17) weg registrierbar sind.
Energieführungskette nach Anspruch 20 und 21, dadurchgekennzeichnet, dass Verschwenkungen über einen Winkelbereich von mindestens 40° hinaus in Richtung vom zweiten Trum (17) weg registrierbar sind.
Energieführungskette nach einem der Ansprüche 14 bis 22 gekennzeichnet durch eine Folge von in der Energieführungskette (13) angeordneten Kettengliedern (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur sukzessiven Registrierung von Verschwenkungen der Kettenglieder (11) über bestimmte Winkelbereiche hinaus.
Überwachungssystem für den Betrieb einer Energieführungskette (13), mit einer oder mehreren in einer elektrischen Schaltung verbundenen Registriereinrichtungen (1), die in die Energieführungskette (13) einbaubar sind und bei Registrierung von Verschwenkungen mindestens eines die Registriereinrichtung aufweisenden Kettengliedes (11) aus einer bezüglich eines vorgegebenen räumlichen Koordinatensystems definierten Normalanordnung über einen bestimmten Winkelbereich hinaus ein Signal erzeugen, mit einer Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung des von der Registriereinrichtung erzeugten Signals sowie einer Rnzeigeeinrichtung zur Anzeige der Registrierung und/oder einer Steuereinheit zur Steuerung des Verfahrens der Energieführungskette, wobei die Registriereinrichtungen (1) jeweils einen Schwerkraftschalter und die Signalübertragungseinrichtung zumindest teilweise in einem flexiblen Rohr (5) geführte, elektrische Verbindungsleitungen (4) zur Verbindung der Registriereinrichtungen (1) aufweist.
Überwachungssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriereinrichtungen (1) elektrisch parallel geschaltet sind.
Überwachungssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriereinrichtungen (1) elektrisch in Reihe geschaltet sind.