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Die Erfindung betrifft eine Energieführungskette zur Führung von länglichen, flexiblen Übertragungselementen, wie Schläuchen, Kabeln, Lichtleitern oder dergleichen, mit mehreren miteinander zu einem Kettenstrang verbundenen Kettengliedern, die jeweils in einer Ebene schwenkbar miteinander gekoppelt und mit Halterungen für die Übertragungselemente versehen sind, wobei der Kettenstrang zwei im Wesentlichen parallele Trums sowie einen auf einer Seite der beiden Trums verlaufenden Bogenbereich bildet.
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Bekannte Energieführungsketten der genannten Art (
DE 20 2006 006 492 U1 ) bestehen aus Kettensträngen, die zwei relativ zueinander bewegliche Maschinenteile miteinander verbinden. Die Energieführungskette dient insbesondere dazu, flexible Kabel, pneumatische oder hydraulische Leitungen oder dergleichen, die zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Maschinenteilen verlaufen, zu führen und zu schützen. Ohne eine solche Führung, die die Einhaltung des kleinsten zulässigen Biegeradius der Kabel und Leitungen garantiert, würden diese relativ schnell zerstört werden. In der Regel gehen die Energieführungsketten von einem stationären Maschinenteil aus, von welchem aus ein sich relativ zu diesem bewegendes Maschinenteil mit Energie, Informationen und dergleichen versorgt wird.
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Die bekannten Energieführungsketten sind nur anwendbar, wenn sie mit zwei relativ zueinander beweglichen Maschinenteilen verbunden sind, von denen mindestens eines antreibbar ist.
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Um neue Anwendungsgebiete für Energieführungsketten zu erschließen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Energieführungsketten von Fremdantrieben unabhängig zu machen, sodass bestimmt Funktionsteile relativ zu einem bestimmten Ort frei beweglich geführt werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Energieführungskette einen eigenen Antrieb, vorzugsweise einen pneumatischen Antrieb, erhält. Ein solcher Antrieb ist vorzugsweise derart gestaltet, dass an jedem Kettenglied ein aus diesem herausragendes Verbindungsrohrstück vorgesehen ist, dass um das herausragende Ende des Verbindungsrohrstücks ein Kolben ausgebildet ist, dass der Kolben dicht in einem an seinem Ende verschlossenen Hubzylinder des folgenden Kettenglieds geführt ist, dass der Kolben bei gestrecktem Trum in jedem Kettenglied in dem zugeordneten Hubzylinder eine zurückgezogene Position einnimmt, in der ein seitlicher Durchlass aus dem Hubzylinder zu dem folgenden Verbindungsrohrstück freigegeben wird, sodass ein unmittelbarer Durchgang von einem Verbindungsrohrstück zum nächsten Verbindungsrohrstück gegeben ist, dass der Kolben im Bogenbereich in jedem Kettenglied des Kettenstrangs eine vorgeschobene Position einnimmt, in der die Verbindung zu den vorangehenden Verbindungsrohrstücken verschlossen ist und dass zumindest der Anfangsbereich des Kettenstrangs an eine Fluidquelle anschließbar ist, die die Verbindungsrohrstücke mit Fluid speist.
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Wenn beispielsweise ein unteres Trum auf einer horizontalen Führung aufliegt und über einen sich nach oben erstreckenden Bogenbereich in ein oberes Trum übergeht, so lassen sich aus dem Bogenbereich Kettenglied für Kettenglied abrollen. Es werden dabei benachbarte Kettenglieder sukzessive kaskadenförmig verschwenkt und auf der horizontalen Führung abgelegt.
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Die Verbindungsrohrstücke sind zweckmäßig flexibel ausgebildet.
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Alternativ ist es aber auch möglich, die Verbindungsrohrstücke an die aus starrem Material bestehenden Kettenglieder anzuformen, wobei die Verbindungsrohrstücke kreisbogenförmig ausgebildet und verschieblich in kreisbogenförmig verlaufenden Hubzylindern des folgenden Kettenglieds geführt sind. Eine solche Konstruktion der Kettenglieder lässt sich vorzugsweise aus starrem Kunststoffmaterial herstellen.
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Die Kolben sind entweder auf die Verbindungsrohrstücke aufgesetzt oder an diese einstückig angeformt. Zweckmäßig weist der aus den miteinander verbundenen Kettengliedern gebildete Kettenstrang einen festliegenden Anfangsabschnitt und ein bewegliches Arbeitsende auf.
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Das Arbeitsende kann dabei mit einem Funktionsteil versehen sein, welches mittels der Übertragungselemente steuerbar ist. Als Funktionsteil können verschiedenste Geräte vorgesehen sein, wie Werkzeuge, Greifer, beispielsweise ein mit beweglichen Klauen versehener Greifarm, Sauger, Werkstückaufnahmen, Schlitten, Kameras, Sensoren oder dergleichen.
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Zur Bewegung des Arbeitsendes in der einen Richtung kann mit Druckluft gearbeitet werden, während in der entgegengesetzten Richtung bei entsprechend angepasster Konstruktion mit Unterdruck gearbeitet wird.
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Vorzugsweise sind zwei Kettenstränge parallel zueinander angeordnet, wobei die die beiden Kettenstränge über Traversen miteinander verbunden sind. Zwischen den Traversen können die Aufnahmebereiche für die Übertragungselemente vorgesehen sein.
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Um die mit zwei Kettensträngen ausgerüstete Energieführungskette in beiden Richtungen antreiben zu können, werden vorzugsweise die beiden parallel zueinander angeordneten Kettenstränge ausgenutzt, wobei ausschließlich mit Druckluft gearbeitet wird. Dabei kann der zweite Kettenstrang mit relativ zu dem ersten Kettenstrang gegenläufig angeordneten Kolben und Hubzylindern ausgestattet sein, wobei bei dem zweiten Kettenstrang im Bereich des Arbeitsendes ein weiterer Druckluftanschluss für die Verbindungsrohrstücke vorgesehen ist. Durch abwechselnde Druckluftbeaufschlagungen an den beiden Enden der Kettenstränge kann das Arbeitsende der Energieführungskette wahlweise in die eine oder andere Richtung bewegt werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen:
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1: eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Kettenstrangs einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energieführungskette,
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2: einen Schnitt entlang der Linie A-A aus 1,
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3: in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus einem horizontal verlaufenden Trum des Kettenstrangs,
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4: einen Ausschnitt aus einem Bogenbereich des Kettenstrangs,
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5: eine Draufsicht auf ein Kettenglied des Kettenstrangs gemäß 1 bis 4,
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6: einen Schnitt durch das Kettenglied gemäß 5 entlang der Linie A-A,
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7: eine Seitenansicht des Kettenglieds gemäß 5 und 6,
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8: eine Ansicht des Kettenglieds gemäß 7 von rechts,
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9: eine Ansicht des Kettenglieds gemäß 7 von links,
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10: eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer aus zwei Kettensträngen zusammengesetzten Energieführungskette,
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11: eine perspektivische Darstellung des Abschnitts der Energieführungskette gemäß 10,
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12: drei hintereinander geschaltete Kettenglieder eines Kettenstrangs gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei Teile der beiden rechten Kettenglieder an der Vorderseite entfernt worden sind,
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13: die drei hintereinander geschalteten Kettenglieder gemäß 12 in perspektivischer Darstellung,
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14: zwei hintereinander geschaltete Kettenglieder eines Kettenstrangs gemäß 12 und 13, wobei bei dem rechten Kettenglied die beiden äußeren Platten in Explosionsdarstellung gezeigt sind, und
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15: ein Ausführungsbeispiel eines am beweglichen Arbeitsende der Energieführungskette angeordneten Funktionsteils in Form eines Greifarms.
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In 1 und 2 der Zeichnung ist ein Abschnitt aus einem Kettenstrang 1 dargestellt, der in seiner gesamten Länge eine Energieführungskette bildet. Ein solcher Kettenstrang 1 enthält zwei im Wesentlichen parallele Trums 2 und 3 sowie einen auf einer Seite der beiden Trums 2 und 3 verlaufenden Bogenbereich 4.
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Der Kettenstrang 1 ist aus mehreren miteinander verbundenen Kettengliedern 5 zusammengesetzt, die jeweils in einer Ebene schwenkbar miteinander gekoppelt sind. Der Schwenkwinkel der einzelnen Kettenglieder relativ zueinander ist durch Anschläge begrenzt. Bezüglich des in der Zeichnung unten verlaufenden Trums 2 ist der Schwenkwinkel nach unten bis in die Horizontale begrenzt. Nach oben können die einzelnen Kettenglieder 5 beispielsweise um einen Winkel von ca. 45° geschwenkt werden, wobei der Schwenkwinkel allerdings an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen ist.
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An mindestens einer Seite der Kettenglieder 5 sind Halterungen 6 für die aufzunehmenden Übertragungselemente, wie z. B. Schläuche, Kabel, Lichtleitungen oder dergleichen, vorgesehen.
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Wie später noch im Einzelnen beschrieben wird, können auch zwei Kettenstränge 1 eine Energieführungskette bilden, indem sie beispielsweise über Traversen miteinander verbunden werden.
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Während die herkömmlichen Energieführungsketten an ihren Enden mit relativ zueinander beweglichen Maschinenteilen verbunden werden und somit keinen eigenen Antrieb besitzen, soll die erfindungsgemäße Energieführungskette mit einem eigenen Antrieb ausgerüstet sein, sodass sich die Trums 2 und 3 des Kettenstrangs 1 ohne Fremdantrieb relativ zueinander bewegen können. Dies ist wünschenswert, wenn an dem Arbeitsende des Kettenstrangs 1, beispielsweise am Ende des oberen Trums 3, ein Funktionsteil angeordnet ist. Als Funktionsteile sind Greifarme, wie beispielsweise in 15 dargestellt, andere Werkzeuge oder Kameras denkbar.
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Zur Betätigung des Kettenstrangs 1 soll ein Fluid, vorzugsweise Druckluft, verwendet werden.
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Um den Antrieb mittels eines Fluids bzw. Druckluft zu ermöglichen, weist bei den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen jedes Kettenglied 5 ein aus diesem herausragendes Verbindungsrohrstück 8 auf, wobei um das herausragende Ende des Verbindungsrohrstücks 8 ein Kolben 9 angeordnet ist. Die Konstruktionsdetails gehen besonders klar aus der vergrößerten Darstellung in 3 und 4 hervor.
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Der Kolben 9 ist mittels in Aufnahmenuten liegenden Dichtungsringen 10 dicht in einem Hubzylinder 11 des jeweils folgenden Kettenglieds geführt, wobei der Hubzylinder 11 an seinem Ende verschlossen ist. Bei gestreckter Anordnung des Trums, beispielsweise des Trums 2, nimmt der Kolben 9 in jedem Kettenglied 5 in dem jeweils zugeordneten Hubzylinder 11 eine zurückgezogene Position ein, in der ein seitlicher Durchlass 12 aus dem Hubzylinder 11 zu dem folgenden Verbindungsrohrstück 8 freigegeben wird, sodass ein unmittelbarer Durchgang von einem Verbindungsrohrstück 8 zum nächsten Verbindungsrohrstück 8 gegeben ist. Auf diese Weise entsteht im Bereich des jeweiligen gestreckten Trums 2 bzw. 3 ein ununterbrochener Durchlass für das Fluid bzw. die Druckluft von einem Kettenglied 5 zum nächsten.
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Im Bogenbereich 4 des Kettenstrangs 1 nimmt der jeweilige Kolben 9 in jedem Kettenglied 5 eine vorgeschobene Position ein, in der die Verbindung zu den vorangehenden Verbindungsrohrstücken 8 verschlossen ist.
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Damit die Verbindungsrohrstücke 8 die verschiedenen Positionen einnehmen können, die sie vom Übergang des gradlinigen Trumbereichs zum Bogenbereich ausführen müssen, bestehen die Verbindungsrohrstücke 8 bei dem in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel aus flexiblem Material.
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Der in der Zeichnung nicht dargestellte Anfangsbereich des Kettenstrangs 1, im vorliegenden Fall der Anfangsbereich des unteren Trums 2, ist an eine Druckluftquelle anschließbar, sodass die Verbindungsrohrstücke mit Druckluft gespeist werden können.
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In den 5 bis 9 ist ein Kettenglied 5, wie es im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben ist, im Detail von allen Seiten und im Schnitt dargestellt.
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Wenn im Anfangsbereich des in 2 dargestellten unteren Trums 2 Druckluft zugeführt wird, so verteilt sich diese in dem gesamten unteren Trum 2, indem es durch die Verbindungsrohrstücke 8 durch den jeweiligen Kolben 9 hindurch in den Hubzylinder 11 des folgenden Kettenglieds 5 und von dort über die seitlichen Durchlässe 12 zu dem folgenden Verbindungsrohrstück 8 strömt. Auf diese Weise ist der gesamte Strömungskanal bis zum letzten Kettenglied 5 des unteren Trums 2 mit Druckluft gefüllt.
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Das erste abgewinkelte Kettenglied 5 des Bogenbereichs 4 verschließt diesen Verbindungsstrang dadurch, dass der Kolben 9 des Verbindungsrohrstücks 8 in den Hubzylinder 11 hinein verschoben ist, sodass der seitliche Durchlass 12 nicht mehr mit Druckluft gespeist werden kann. Dies hat zur Folge, dass das an das untere Trum 2 anschließende Kettenglied 5 des Bogenbereichs 4 in die Horizontale geschwenkt wird. Bei diesem Bewegungsablauf zieht sich der Kolben 9 in dem Hubzylinder 11 zurück und gibt den seitlichen Durchlass 12 frei, sodass der gleiche Vorgang bei dem folgenden Kettenglied wiederholt wird. Dadurch legen sich die Kettenglieder 5 des Bogenbereichs 4 des Kettenstrangs 1 kontinuierlich kaskadenförmig in die Horizontale ab, sodass das Arbeitsende des oberen Trums 3 so lange in der 2 nach rechts bewegt wird, bis die Druckluftzufuhr unterbrochen wird.
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Es sind Konstruktionen denkbar, mit denen der umgekehrte Arbeitsablauf dadurch erreicht wird, dass beispielsweise am Anfangsende des unteren Trums 2 ein Unterdruck aufgebracht wird. Hierbei ist allerdings eine andere Konstruktion des Antriebsapparats erforderlich.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, die einen Bewegungsablauf in beiden Richtungen ermöglicht, wird mit der in den 10 und 11 dargestellten Konstruktion erreicht, bei der die Energieführungskette aus zwei parallelen Kettensträngen 13 und 14 gefertigt ist, die über Traversen 15 und 16 miteinander verbunden sind. Zwischen den Traversen 15 und 16, die jeweils zu beiden Seiten eines jeden Kettenglieds 17 angeordnet sind, sind die Aufnahmebereiche für die Übertragungselemente vorgesehen.
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Der erste Kettenstrang 13 kann dabei analog zu dem Kettenstrang 1 ausgebildet sein, wie er in den 1 bis 4 dargestellt ist. Der zweite Kettenstrang 14 weist eine gegenläufige Anordnung der Verbindungsrohrstücke und Kolben auf und wird von dem Arbeitsende der Energieführungskette aus mit Druckluft gespeist. Je nach dem, welches Ende des Kettenstrangs mit Druckluft gespeist wird, bewegt sich das Arbeitsende der Energieführungskette in die eine oder andere Richtung.
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Wenn bei dem in 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise der Kettenstrang 13 an seinem Anfangsende mit Druckluft beaufschlagt wird, so bewegt sich das Arbeitsende des oberen Trums der Energieführungskette in der Zeichnung nach rechts. Bei Beaufschlagung des zweiten Kettenstrangs 14 vom Arbeitsende aus mit Druckluft bewegt sich das Arbeitsende des in der Zeichnung oberen Trums nach links.
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Die Kettenglieder, die einen Kettenstrang 1 bzw. 13 oder 14 bilden, sind nicht an die in 1 bis 9 dargestellte Ausführungsform gebunden, sondern sie können auch nach völlig anderen Konstruktionsprinzipien konzipiert sein.
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In den 12 bis 14 ist ein kurzer Abschnitt eines Kettenstrangs 18 dargestellt, bei dem die einzelnen Kettenglieder 19 jeweils aus drei gesonderten Gliedscheiben 20, 21 und 22 zusammengesetzt sind. Dieser Aufbau ist besonders gut in der Explosionszeichnung gemäß 14 zu erkennen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsrohrstücke 23 nicht flexibel ausgebildet, wie bei dem in 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel, sondern die Verbindungsrohrstücke 23 bestehen aus dem gleichen Material wie das jeweilige Kettenglied 19, an welches die Verbindungsrohrstücke 23 einstückig angeformt sind. Die Verbindungsrohrstücke 23 sind dabei kreisbogenförmig ausgebildet, und sie sind verschieblich in den ebenfalls kreisbogenförmig verlaufenden Hubzylindern 24 des jeweils folgenden Kettenglieds 19 geführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenstrang
- 2
- Trum
- 3
- Trum
- 4
- Bogenbereich
- 5
- Kettenglied
- 6
- Halterung
- 7
- Greifarm
- 8
- Verbindungsrohrstück
- 9
- Kolben
- 10
- Dichtungsring
- 11
- Hubzylinder
- 12
- seitlicher Durchlass
- 13
- erster Kettenstrang
- 14
- zweiter Kettenstrang
- 15
- Traversen
- 16
- Traversen
- 17
- Kettenglied
- 18
- Kettenstrang
- 19
- Kettenglied
- 20
- Gliedscheibe
- 21
- Gliedscheibe
- 22
- Gliedscheibe
- 23
- Verbindungsrohrstück
- 24
- Hubzylinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006006492 U1 [0002]
