DE202013101203U1

DE202013101203U1 - Energieführungskette insbesondere für Reinraumanwendungen

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Publication number: DE202013101203U1
Application number: DE202013101203U
Authority: DE
Original assignee: Igus GmbH
Current assignee: Igus GmbH
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2013-03-26
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: US20160061290A1; KR101879923B1; JP6232125B2; JP2016522361A; EP2976548B1; CN107606061B; US9464689B2; EP2976548A1; TW201447139A; MY181074A; WO2014147196A1; CN107606061A; TWI613381B; CN105143714B; CN105143714A; KR20150122809A

Abstract

Energieführungskette (100; 200 ... 700) zur Führung von Kabeln, Schläuchen oder dergleichen, insbesondere in einer Reinraumanwendung, umfassend eine Anzahl gelenkig miteinander verbundener Kettenglieder (212; 312 ... 712), wobei zumindest einige Kettenglieder eine Aufnahme (216; 316 ... 716) zur Durchführung der Kabel, Schläuche oder dergleichen aufweisen und wobei benachbarte Kettenglieder jeweils mittels Gelenkverbindung so gegeneinander schwenkbar sind, dass zwischen einem feststehenden Anschluss (105) und einem beweglichen Anschluss (107) der Energieführungskette ein verfahrbarer Umlenkbereich (104) mit vorgegebener Krümmung gebildet wird; dadurch gekennzeichnet, dass eine biegsame, vorzugsweise schlauchartige Umhüllung (110; 210 ... 710) die Kettenglieder in Umfangsrichtung und zwischen beiden Anschlüssen (105, 107) durchgehend geschlossen umgibt, wobei die Umhüllung von zumindest einigen Kettengliedern (212; 312 ... 712) getragen und mitgeführt wird und ausreichend flexibel ist, um die vorgegebene Krümmung des Umlenkbereichs (104) aufzunehmen und dessen Verfahrbewegung zu folgen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Energieführungskette zur Führung von Kabeln, Schläuchen oder dergleichen, umfassend eine Anzahl gelenkig miteinander verbundener Kettenglieder, von denen zumindest einige eine Aufnahme zur Durchführung der Kabel, Schläuche oder dergleichen aufweisen und wobei benachbarte Kettenglieder jeweils mittels geeigneter Gelenkverbindung so gegeneinander schwenkbar sind, dass zwischen einem feststehenden Anschluss und einem beweglichen Anschluss der Energieführungskette ein verfahrbarer Umlenkbereich mit vorgegebener Krümmung gebildet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere eine solche Energieführungskette, die speziell zum Einsatz in einem Reinraum oder einer Anwendung mit ähnlich hohen Anforderungen angepasst ist.
Gattungsgemäße Energieführungsketten führen und schützen die aufgenommenen Leitungen und stellen sicher, dass der kleinste zulässige Biegeradius dieser Leitungen eingehalten wird. Solche Energieführungsketten sind vielfältig bekannt, beispielsweise aus der EP0803032 , der WO95/04231 oder der DE3531066 . Die Gelenkverbindung benachbarter Kettenglieder ist hierbei durch Gelenkbolzen und korrespondierende Ausnehmungen gebildet. Derartige Energieführungsketten haben sich sehr bewährt, weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Gelenkverbindungen aufgrund von Reibungskräften Verschleiß unterliegen und damit zwangsläufig Abrieb erzeugen. Das Freisetzen von Abriebpartikeln ist jedoch insbesondere in Reinraumanwendungen unerwünscht.
Unter anderem mit dem Ziel der Reduzierung von Abrieb wurden bereits Energieführungsketten vorgeschlagen, bei welchen die Gelenkverbindungen durch biegsame Gelenkelemente realisiert sind. Derartige Ketten sind beispielsweise aus der WO02/086349 oder der WO2012/131033 bekannt. Auf ähnlichen Prinzip beruhend und grundsätzlich ebenfalls für Reinraumanwendungen geeignet sind auch Ketten gemäß EP0789167 , DE 10 2006 031 907 oder DE 10 2006 060 252 . Derartige Ketten vermeiden weitestgehend das Entstehen von Abrieb, erfordern jedoch eine spezielle Gestaltung der Energieführungskette, welche meist mit höheren Kosten verbunden ist.
Weiterhin ist es bekannt, Energieführungsketten in weitestgehend geschlossenen Einhausungen oder Führungskanälen zu führen. Bekannt sind auch, beispielsweise aus DE3613431 oder DE 20 2009 005 650 , Energieführungsketten, bei welchen die Kettenglieder entlang der Schmalseiten der Seitenbereiche durch Deckplatten beidseitig verschlossen sind. Diese beiden Ansätze zielen jedoch darauf ab, die Energieführungskette und darin geführte Leitungen vor Schmutz, Staub und sonstigen Umgebungseinflüssen zu schützen. Grundsätzlich sind diese Lösungen nicht geeignet, ein Freisetzen von Abriebpartikeln von der Energieführungskette in die Umgebung zuverlässig zu minimieren oder zu verhindern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es mithin, eine Energieführungskette vorzuschlagen, welche zuverlässig das Freisetzen von Abrieb reduziert oder gänzlich verhindern kann und vorzugsweise zugleich die Verwendung herkömmlicher Energieführungsketten in bewährter Bauart ermöglicht, insbesondere solche mit Gelenken aus Bolzen und zusammenwirkenden Ausnehmungen.
Diese Aufgabe wird jeweils unabhängig gelöst durch eine Energieführungskette gemäß Anspruch 1, ein Kettenglied gemäß Anspruch 13 sowie durch ein modulares Segment gemäß Anspruch 14.
In einer besonders einfachen Ausführung wird die vorstehende Aufgabe bei einer Energieführungskette gemäß Oberbegriff aus Anspruch 1 bereits dadurch gelöst, dass eine biegsame Umhüllung die Kettenglieder sowohl in Umfangsrichtung als auch zwischen beiden Anschlüssen durchgehend geschlossen umgibt. Hierbei ist die Umhüllung so gestaltet, dass sie von zumindest einigen Kettengliedern getragen und mitgeführt wird und hinreichend flexibel ist, um die vorgegebene Krümmung im Umlenkbereich aufzunehmen und der Verfahrbewegung des Umlenkbereichs zu folgen.
Die Umhüllung ist vorzugsweise schlauchartig ausgeführt und sollte durch geeignete Materialwahl und/oder Gestaltung der Verfahrbewegung der Kettenglieder einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Die erfindungsgemäße Umhüllung erstreckt sich geschlossen über eine Mehrzahl oder über alle Kettenglieder zwischen den Anschlüssen der Energieführungskette und wirkt somit als Kapselung bzw. Schutzhülle, welche das Austreten von freigesetzten Partikeln, etwa Abrieb der Kettenglieder, oder auch der Leitungen in die Umgebung auf einfache Weise vermeidet. Entsprechend wird zweckmäßig eine weitestgehend hermetisch geschlossene Bauweise der Umhüllung vorgesehen. Zumindest ist die Umhüllung so dicht zu gestalten und zu verschließen, dass die überwiegende Mehrzahl kritischer Partikel nicht aus dem Bereich der Energieführungskette austreten kann. Das Material der Umhüllung sollte selbst möglichst abriebfest und elastisch gewählt sein.
Zweckmäßig wird die Gestalt der Umhüllung Querschnitt der Kettenglieder bereits bewährter Kettentypen angepasst.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass die Umhüllung in Längsrichtung aus einer Mehrzahl modularer Segmente zusammengesetzt ist, wobei die Segmente jeweils in Umfangsrichtung geschlossen miteinander verbunden werden. Die Segmente gestatten eine wahlweise Kürzung oder Verlängerung des Strangs aus Kettengliedern, erleichtern den Zugriff auf die Kettenglieder und Leitungen und vereinfachen den Aufbau. Hierbei umfassen vorzugsweise zumindest einige dieser modularen Segmente jeweils eine erste und eine zweite Halbschale.
Auftrennbare Halbschalen ermöglichen einen noch leichteren Zugriff auf die Kettenglieder und die geführten Leitungen, beispielsweise zu Wartungs- oder Reparaturzwecken. Bei aus Halbschalen zusammengesetzten Segmenten sind die Halbschalen vorzugsweise so ausgeführt, dass diese mit Längsfugen auf Höhe der neutralen Faserschicht der Energieführungskette geschlossen verbunden werden können. Hierdurch wird die Tendenz der Spaltbildung bzw. des Aufklaffens zwischen den Halbschalen im Umlenkbereich minimiert. Alternativ zu Segmenten aus Halbschalen können einteilige in Umfangsrichtung vollumfänglich geschlossene Segmente vorgesehen sein, welche sich über die Länge mindestens eines, vorzugsweise mehrerer Kettenglieder erstrecken.
Zur Reduzierung der Bauteilanzahl sind die verwendeten Halbschalen vorzugsweise identisch ausgeführt und mit spiegelsymmetrisch angeordneten mechanischen Verbindern versehen, um zwei Halbschalen miteinander zu verbinden. So können die Halbschalen beispielsweise analog zu den Kettengliedern aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Geeignete mechanische Verbinder sind beispielsweise Schnapp-, Rast- und/oder Klemmverbinder und dergleichen, oder jegliche Verbinder die dazu beitragen, dass zusammengesetzte Halbschalen ein oder mehrere Kettenglieder in Umfangsrichtung geschlossen umgeben.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass die Halbschalen im Bereich der Längsfugen, insbesondere beidseitig entlang der neutralen Faserschicht, Vorsprünge aufweisen, welche mittels zusätzlicher Klemmleisten gesichert werden können. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Halbschalen auch bei gekrümmtem Zustand bzw. im Umlenkbereich nicht auseinander klaffen. Zweckmäßig ist demnach auch die Verwendung von Klemmleisten aus biegsamen bzw. flexiblen Kunststoffmaterial, welches die Krümmung des Umlenkbereichs annimmt. Zweckmäßig kann weiterhin zur Seite der Längsfuge an jeder Halbschale eine Verzahnung vorgesehen werden, welche in eine entsprechende Verzahnung der gegenüberliegenden Halbschale eingreift und so gegen ein Verschieben in Längsrichtung sichert.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass benachbarte Segmente der Umhüllung anhand von zusätzlichen Verbindungsteilen jeweils an ihren Stirnseiten miteinander und in Umfangsrichtung geschlossen verbunden sind. Vorzugsweise sind die gegenüberliegenden Stirnseiten der Segmente hierbei so ausgeführt, dass diese entweder formschlüssig ineinander greifen oder form- und/oder kraftschlüssig mit einem zwischengeordneten Verbindungsteil geschlossen verbunden werden können. Bei formschlüssigem Ineinandergreifen kann zweckmäßig ein umlaufendes, zusätzliches Verbindungsteil, beispielsweise in Form einer Spannschelle vorgesehen sein, um die ineinandergreifenden Segmente in Umfangs- und Längsrichtung aneinander zu sichern.
Zur Verbindung einzelner Segmente der Umhüllung miteinander und/oder zur Halterung der Umhüllung an einzelnen Kettengliedern können zweckmäßig rahmenartige Halterungen als Verbindungsteile vorgesehen werden. Diese können insbesondere in Umfangsrichtung das jeweilige Kettenglied zur Verbindung mit den Segmenten umrahmen. Derartige Halterungen können als separate Bauteile z.B. an den Querstegen einzelner Kettenglieder angebracht werden, oder aber bei entsprechender Gestaltung selbst die Querstege zwischen den Seitenbereichen bilden. Erstgenannte Ausführung vermeidet eine Abweichung von bisherigen Bauformen, wogegen letztgenannte Ausführung den Zusammenbau der Energieführungskette vereinfacht. Wie bereits eingangs erwähnt, ist zweckmäßig vorgesehen, dass die Umhüllung in ihrem Querschnitt an die Kettenglieder angepasst ist. Demnach umgibt die Umhüllung die Kettenglieder zweckmäßig sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung mit geringem oder technisch minimalem Spiel bzw. schmiegt sich an die Außenkontur der Kettenglieder an. Hierdurch wird unnötiger Verschleiß sowie erhöhte Geräuschentwicklung durch Schlackern der Umhüllung vermieden. Zudem wird ein Mitführen der Umhüllung durch die Kettenglieder auf einfache Weise erzielt.
Zur Anpassung an den Querschnitt der Kettenglieder und zugleich kostengünstigen Ausführung kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass die Umhüllung wellschlauchartig ausgeführt ist und einen im Wesentlichen ovalen, elliptischen oder gerundet rechteckigen Querschnitt quer zur Längsrichtung aufweist.
Um auch am Übergang im Bereich des stationären bzw. beweglichen Endes der Energieführungskette ein Freisetzen von Abriebpartikeln zu verhindern, sind vorzugsweise sowohl am feststehenden Anschluss als auch am beweglichen Anschluss der Energieführungskette jeweils ein Anschlussflansch zum hermetischen Abschluss der offenen Enden der Umhüllung vorgesehen. Diese Anschlussflansche können Anschlusselemente für die Kettenglieder umfassen, diese aufnehmen oder zugleich solche Anschlusselemente bilden.
Die vorgeschlagene Lösung eignet sich speziell, aber nicht ausschließlich, zur Verwendung von Kettengliedern, welche durch Querstege verbundene gegenüberliegende Seitenbereiche aufweisen, deren Zwischenraum die Aufnahme zur Durchführung der Leitungen bildet.
Insbesondere wird man beachten, dass nunmehr auch herkömmliche Energieführungsketten mit Gelenkbolzen/Ausnehmung-Gelenkverbindung für Reinraumanwendungen eingesetzt werden können.
Grundsätzlich könnten herkömmliche Wellschläuche in geeigneter Dimensionierung und gegebenenfalls mit angepasstem Querschnitt als kostengünstige Umhüllung eingesetzt werden. Hierbei ist auch eine Unterteilung in Segmente nicht zwingend erforderlich, d.h. der Wellschlauch kann zwischen beiden Anschlüssen ununterbrochen bzw. einstückig ausgeführt sein. Um eine adäquate Mitführung und möglichst reibungsfreie Bewegung der Energieführungskette zu gewährleisten, sind die Kettenglieder für diesen Fall vorzugsweise gemäß nebengeordnetem Anspruch 13 ausgeführt. Hierbei ist vorgesehen, dass das Kettenglied quer zu seiner Längsrichtung, insbesondere im mittleren Bereich bezogen auf die Längsrichtung, einen gerundeten Querschnitt aufweist, welcher an einen entsprechenden Querschnitt einer Umhüllung angepasst ist. Diese ovale, elliptische oder kreisrunde Kontur kann durch entsprechende Gestaltung der Seitenbereiche, welche meist als separate Seitenlaschen ausgeführt sind, und ggf. auch der diese verbindenden Querstege erzielt werden. Auch eine entsprechende einstückige Herstellung des gesamten Kettenglieds kann je nach Anwendung zweckmäßig sein.
Neben einem solchen Kettenglied betrifft die Erfindung schließlich auch ein modulares Segment zur Herstellung einer an bekannte Kettenglieder angepassten Umhüllung, welches eines oder mehrere der vorstehend erläuterten auf das Segment bezogenen Merkmale aufweist.
Schließlich bleibt anzumerken, dass eine erfindungsgemäß gestaltete Energieführungskette nicht nur kostengünstig und zuverlässig die Umgebung gegen Abriebpartikel von den Kettenbestandteilen oder den geführten Leitungen schütz, sondern im Umkehrschluss auch zum Schutz der Leitungen vor Umgebungseinwirkungen eingesetzt werden kann.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich der nachfolgenden Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen entnehmen. Hierbei zeigen:
1: ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Energieführungskette in Seitenansicht;
2A–2D: einen teilweise aufgebrochenen Abschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energieführungskette in perspektivischer Ansicht (2A), in Seitenansicht (2B), im Querschnitt (2C) sowie in Detailvergrößerung (2D);
3A–3D: einen teilweise aufgebrochenen Abschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energieführungskette in Seitenansicht (3A), im Querschnitt (3C) sowie in Seiten- und perspektivischer Ansicht einer Halbschale eines Umhüllungssegments (3B bzw. 3D);
4A–4C: einen teilweise aufgebrochenen Abschnitt einer weiteren Ausführung einer erfindungsgemäßen Energieführungskette in perspektivischer Ansicht (4A), in Seitenansicht (4B) und im Querschnitt (4C);
5: eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energieführungskette;
6A–6C: ein erfindungsgemäßes Kettenglied für Umhüllungen mit rundem Querschnitt in perspektivischer Ansicht (6A), in Seitenansicht (6B) sowie im Querschnitt (6C);
7A–7B: einen Querschnitt und eine Seitenansicht einer weiteren, bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Energieführungskette.
In 1 ist eine schematisch gezeigte Energieführungskette allgemein mit Ziffer 100 bezeichnet. Die Energieführungskette 100 dient zur geschützten Führung von Kabeln, Schläuchen oder ähnlichen Leitungen, welche in den Abbildungen nicht näher gezeigt sind.
Zwischen einem Obertrum 101 und einem Untertrum 103 der Energieführungskette 100 ist in bekannter Weise ein Umlenkbereich 104 mit zum Vermeiden von Leitungsbrüchen fest vorgegebener Krümmung gebildet. Der Umlenkbereich 104 gewährleistet, dass die zulässigen Krümmungsradien der geführten Leitungen nicht unterschritten werden. Der Umlenkbereich 104 ist über eine Strecke relativ zum feststehenden Anschluss 105, beispielsweise am Untertrum 103 zusammen mit dem beweglichen Anschluss 107, beispielsweise am Obertrum 101 verfahrbar und folgt dementsprechend der Bewegung des beweglichen Anschlusses 107.
1 zeigt ferner schematisch aber als wesentlichen Aspekt der Erfindung eine biegsame, schlauchartige Umhüllung 110, welche die Kettenglieder (s. 2–6) der Energieführungskette 100 in Umfangsrichtung und zwischen den beiden Anschlüssen 105, 107 durchgehend geschlossen umgibt. Ferner veranschaulicht 1, dass die Umhüllung 110 von zumindest einigen Kettengliedern (s. 2–6) getragen und mitgeführt wird. Wie weiter aus 1 ersichtlich, ist die schlauchartige Umhüllung 110 ausreichend flexibel ausgeführt, beispielsweise durch geeignete Gestaltung und/oder Materialwahl, um die fest vorgegebene Krümmung des Umlenkbereichs 104 aufzunehmen und der Verfahrbewegung des Umlenkbereichs 104 möglichst widerstandslos zu folgen.
2A–2D zeigen teilweise einen Abschnitt einer Energieführungskette 200 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die in 2A–2D beispielhaft gezeigte Energieführungskette hat einen an sich bekannten Aufbau, in Bezug auf welchen beispielhaft auf die DE3531066 verwiesen wird. Die Kettenglieder 212 sind z.B. aus jeweils zwei Seitenteilen bzw. Seitenlaschen 214 und zwei diese Seitenlaschen 214 verbindenden Querstege 215 zusammengesetzt. Jedes Kettenglied 212 bildet hierbei, wie aus 2C ersichtlich, zwischen den Seitenlaschen 214 und Querstegen 215 einen Innenraum, welcher als Aufnahme 216 zur Durchführung der Leitungen dient. Alternativ können bei nur jedem zweiten Kettenglied 212 Querstege 215 zur Verbindung der gegenüberliegenden parallelen Stränge aus Seitenlaschen 214 vorgesehen sein. Ferner ist unerheblich, ob die Querstege 215, wie etwa in DE 3531066 beschrieben, als separate Bauteile mit den Seitenlaschen 212 befestigt sind oder aber einer der Querstege 215 oder beide einstückig mit den Seitenlaschen 214 geformt sind.
Bis auf die Tatsache, dass die Kettenglieder 212 gelenkig mittels Gelenkbolzen 217 und entsprechend geformten Ausnehmungen 218 drehbar verbunden sein können, sind sonstige Ausführungsmerkmale und Eigenschaften der Kettenglieder 212 an sich vorliegend von untergeordneter Bedeutung und können in an sich bekannter gewählt sein.
Wie aus 2A–2D ersichtlich, weist die Energieführungskette 200 erfindungsgemäß eine in Umfangs- und Längsrichtung hermetisch geschlossene schlauchartige Umhüllung 210 auf. Die Umhüllung 210 ist abschnittsweise aus einzelnen Segmenten 220 zusammengesetzt. Jedes Segment 220 ist hierbei gemäß 2A–2D in Umfangsrichtung einstückig hergestellt und vollumfänglich geschlossen, wie aus 2C ersichtlich. Jedes Segment 220 ist wellschlauchartig gestaltet. Zur hermetisch dichten Verbindung zwei in Längsrichtung benachbarter Segmente 220 ist jedes Segment 220 mit den gegenüberliegenden Stirnenden 221 bzw. 222 so geformt sind, dass diese formschlüssig ineinander greifen. Wie aus 2B am besten ersichtlich, kann dies erzielt werden, indem die Lage der Stirnenden 221, 222 entsprechend in Bezug auf die wellenförmige Kontur gewählt wird. Zur Sicherung in Längs- und Umfangsrichtung weist die Umhüllung 210 jeweils zwischen zwei benachbarten Segmenten 220 eine geeignet geformte Spannschelle 223 auf. Diese Spannschelle 223 dient als zusätzliches Verbindungsteil und umgibt verbundene Segmente 220, wie in 2D gezeigt, im Bereich der Stirnenden 221, 222 in Umfangsrichtung und hält diese kraftschlüssig zusammen.
Zur Bildung einer durchgehenden Umhüllung 210 um die Kettenglieder 212 nach dem Prinzip von 1 sind die Segmente 220 aus geeignetem, elastischen Kunststoff hergestellt. Im Beispiel gemäß 2A–2D können die Segmente 220 jeweils einstückig hergestellt sein. Im Querschnitt gemäß 2C sind die Segmente jeweils oval und liegen mit geringem Spiel an den Querstegen 215 an, wobei zu den Seitenlaschen 214 ein größeres Spiel vorliegen kann. Folglich kann ohne Austritt von Abrieb ein an sich bekannter Aufbau der Kettenglieder 212, insbesondere mit Gelenkverbindungen aus Gelenkbolzen 217 und Ausnehmungen 218 verwendet werden.
Eine weitere Energieführungskette 300 ist abschnittsweise und teilweise aufgebrochen in 3A–3D veranschaulicht. Die Energieführungskette 300 unterscheidet sich vom zuvor beschriebenen Beispiel nach 2A–2D lediglich im Aufbau der Umhüllung 310. Aufbau und Wirkweise der Kettenglieder 312 sind an sich bekannt und entsprechen z.B. der vorhergehenden Beschreibung. Bekannte Teile der Kettenglieder 312 sind mit um hundert erhöhten Bezugszeichen in 3A und 3C veranschaulicht.
Die Umhüllung 310 der Energieführungskette 300 nach 3A–3D ist aus einer Vielzahl identisch geformter Halbschalen 330 zusammengesetzt. Jeweils zwei in Querrichtung gegenüberliegende Halbschalen 330 bilden hierbei ein Segment 320 der Umhüllung 310 in Längsrichtung der Energieführungskette 300. Die Stirnenden 331, 332 der Halbschalen 330 weisen jeweils zwei unterschiedliche, zusammenwirkend geformte Haltebügel 333, 334 auf. Hierbei hat einer der Haltebügel 333 eine stirnseitige Rastleiste 335 mittels welcher dieser in eine kongruent geformte Rastnut 336 des zusammenwirkenden, gegenüberliegenden Haltebügels 334 rastend eingreift. Der eine Haltebügel 333 weist ferner zumindest an jeder Längsseite Rastnocken 337 auf, welche in entsprechend geformte Aussparungen 338 des zusammenwirkenden Haltebügels 334 eingreifen. Die Rastnocken 337 und Aussparungen 338 sind Bestandteil einer mechanischen Verbindung zur Befestigung von zwei in Querrichtung gegenüberliegenden Halbschalen 330. Zur durchgehenden Befestigung in Querrichtung der gegenüberliegenden Halbschalen 330 weist jede Halbschale 330 ferner an den entlang der Längsrichtung der Energieführungskette 300 verlaufenden Längsseiten eine Verzahnung 340 auf. Die Verzahnungen 340 zweier gegenüberliegender Halbschalen 330 greifen im zusammengefügten Zustand ineinander. Einzelne Vorsprünge 341 der Verzahnung 340 stehen hierbei in seitlicher Richtung bzw. quer zur Längsrichtung hervor, wie am besten aus 3C ersichtlich. Auf diese Vorsprünge 341 ist, wie in 3A gezeigt, eine in Krümmungsrichtung der Kettenglieder 312 biegsame Klemmleiste 342 angebracht, so dass die Halbschalen 330 auch im Umlenkbereich 304 fest miteinander verbunden bleiben. Zur zusätzlichen Verbindung der Halbschalen 330 mit vereinzelten Kettengliedern 312 sind an den Haltebügeln 333, 334 weiterhin Rasthaken 344 vorgesehen, welche den Quersteg 315 im Bereich des entsprechenden Stirnendes 331, 332 hintergreifen. Die Halbschalen 330 sind so dimensioniert, dass die Vorsprünge 341 und somit auch die Klemmleisten 342 beidseitig auf Höhe der neutralen Faserschicht der zu umhüllenden Kettenglieder 314 zu liegen kommen.
4A–4C zeigen ein drittes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Energieführungskette 400 in abschnittsweiser und unvollständiger Darstellung. In diesem Beispiel ist der Aufbau der einzelnen Kettenglieder 412, 413 wiederum an sich bekannt, entspricht hierbei jedoch in den Grundzügen einer Ausführung gemäß WO95/04231 mit unterschiedlichen Innen- und Außenlaschen. Auch bei diesen Kettengliedern 412, 413 bilden Seitenbereiche bzw. Seitenlaschen 414A, 414B parallele Laschenstränge, welche durch Querstege 415 verbunden sind und einen freien Innenraum als Aufnahme 416 der zu führenden Leitungen bilden.
Die Energieführungskette 400 gemäß 4A–4C unterscheidet sich jedoch wiederum vor allem durch die Gestaltung der Umhüllung 410. In Längsrichtung ist die Umhüllung 410 hierbei aus verhältnismäßig kurzen Längsabschnitten bzw. Segmenten 420 zusammengesetzt. Jedes Segment 420 besteht hierbei aus zwei entsprechend kurz erstreckten Halbschalen 430, welche zwei benachbarte Kettenglieder 412, 413 in Umfangsrichtung umgeben sowie aus zwei zusammengefügten Verbindungsteilen 450. Die Verbindungsteile 450 umschließen das entsprechende Kettenglied 412 bzw. 413 als rahmenartige Halterungen. Jedes Verbindungsteil 450 weist passend zu jedem Stirnende 431, 432 jeweils eine entsprechende Haltenut 451 auf, in welche das Stirnende 431, 432 einer Halbschale 430 formschlüssig eingreift und einrastet. Jedes rahmenartige Verbindungsteil 450 umfasst in der Ausführung nach 4A–4C zudem jeweils den typischen Quersteg 415 zur Verbindung der gegenüberliegenden Laschen 414A bzw. 414B. Entsprechend können die Verbindungsteile 450 an den üblicherweise für Querstege vorgesehenen Befestigungen der Seitenlaschen 414A, 414B befestigt werden. Entsprechend dem Längsabstand zwischen den Querstegen 415 beträgt bei der Energieführungskette 400 die Ausdehnung eines Segments 420 der Umhüllung 410 in Längsrichtung jeweils etwas die halbe Länge eines Kettenglieds 412, 413. Bei Querstegen lediglich zwischen jedem zweiten Laschenpaar verdoppelt sich die Länge der Segment 420. Breite und Höhe der Segmente 420 bzw. Halbschalen 430 entsprechen bis auf die Außenabmessung der Verbindungsteile 450 im Wesentlichen dem Querschnitt der Kettenglieder 412, 413, wie aus 4C ersichtlich. Die Längsseiten der Halbschalen 430 liegen etwa auf Höhe der neutralen Faserschicht und können formschlüssig oder auf sonstige geeignete Weise miteinander verbunden sein. Aufgrund der kurzen Länge der Halbschalen 430 ist hier keine besonders starke Verbindung erforderlich. 5 zeigt eine Energieführungskette 500 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die einzelnen Kettenglieder sind hierbei wiederum gemäß WO95/04231 aufgebaut und entsprechen bis auf die Gestaltung der Querstege 515 zwischen den Seitenlaschen 514A, 514B den Kettengliedern 412, 413 aus 4A–4C. Die Umhüllung 510 gemäß 5 ist jedoch vereinfacht ausgebaut und kommt ohne Verbindungsteile, Schraubklemmen und Klemmleisten aus. Bei der Umhüllung 510 gemäß 5 besteht jedes Segment 520 jeweils abschließend aus zwei Halbschalen 530.
Jedes Segment 520 bzw. jede Halbschale 530 erstreckt sich in Längsrichtung über die Ausdehnung etwa eines Kettenglieds 512, 513. In Längsrichtung benachbarte Halbschalen 530 greifen unmittelbar mit ihren Stirnseiten 531, 532 formschlüssig ineinander. Die in Querrichtung gegenüberliegenden Längsseiten der Halbschalen 530 weisen an beiden Seiten jeweils hervorstehende Leisten 533 auf, welche mit spiegelsymmetrisch angeordneten mechanischen Verbindern, beispielsweise Rastnocken auf der einen Seite und entsprechenden Aussparungen auf der gegenüberliegenden Seite, versehen sind. Bei geeigneter Materialwahl der Halbschalen 530 wird somit eine relativ einfache, modulare Bauweise ermöglicht, welche, wie in 3A–3D und 4A–4C den wahlweisen Zugriff auf Kettenglieder 512, 513 und darin befindliche Leitungen ermöglicht und abschnittsweise Reparaturen vereinfacht.
Wie bei den Ausführungsbeispielen 3A–3D und 4A–4C liegt auch bei der Energieführungskette 500 die Längsfuge zwischen den Halbschalen 530 beidseitig etwa auf Höhe der neutralen Faserschicht welche durch die verwendeten Kettenglieder 512, 513 vorgeben wird, in 5 etwa mittig zwischen den Schmalseiten der Seitenlaschen 514A, 514B.
6A–6C zeigen ein speziell zur Kapselung durch eine Umhüllung mit rundem Querschnitt geeignetes Kettenglied 612.
Das Kettenglied 612 besteht aus einem Gliedkörper, welcher in einem Stück aus Kunststoff mittels Spritzguss-Verfahren hergestellt ist. Das Kettenglied 612 besteht somit lediglich aus einem einzigen Bauteil und hat zwei durch bogenförmige Querstege 615 einstückig verbundene Seitenbereiche 614.
Zumindest der mittlere Abschnitt der Seitenbereiche 614 bildet zusammen mit den Querstegen 615 einen im Wesentlichen kreisrunden Außenquerschnitt, wie am besten aus 6C ersichtlich. In Längsrichtung sind an den gegenüberliegenden Enden der Seitenbereiche 614 jeweils Gelenkbolzen 617 und entsprechende Ausnehmungen 618 vorgesehen, um zwischen zwei benachbarten Kettengliedern 612 eine Gelenkverbindung zu erzielen. In bekannter Weise wirken innere Vorsprünge 660 mit entsprechend geformten Aussparungen 662 im Kettenglied 612 wie Anschläge zur Begrenzung der Schwenkbewegung zusammen. Die laschenartigen Seitenbereiche 614 des einstückigen Kettenglieds 612 sind beispielsweise durch geeignete Verjüngung 664 so geformt, dass diese durch Spreizen aufeinander gesteckt werden können.
Wie am besten aus 6C ersichtlich, wird mit dieser Bauweise ein Querschnitt erzielt, welcher besonders für die Verwendung von schlauchartigen, insbesondere wellschlauchartigen Umhüllungen mit rundem Querschnitt geeignet ist. Hierdurch können geeignete Umhüllungen mit bereits bekannten Herstellungsverfahren, ähnlich denen zur Herstellung typischer Wellschläuche, kostengünstig bereitgestellt werden.
In 7A–7B ist eine weitere Ausführung einer Energieführungskette 700 gezeigt, wobei nachfolgend lediglich Unterschiede zu den vorhergehenden Ausführungen erläutert werden. Die Umhüllung 710 gemäss 7A–7B hat einen Querschnitt entsprechend dem in 2C ist jedoch in Längsrichtung durchgehend, d.h. ohne Unterbrechung oder Segmentierung und Verbindungsteile zwischen beiden Anschlüssen 105, 107 ausgeführt, wie aus 7B schematisch hervorgeht. Die Kettenglieder 712 können analog zu 6A–6C einstückig, jedoch gemäß 7A mit ovalem, ellipsenförmigen oder rechteckig gerundetem Querschnitt hergestellt sein. Die Kettenglieder 712 können alternativ auch in bekannter Weise aus Einzelteilen zusammengesetzt sein. Letztere Variante lässt sich durch Abänderung bewährter Bauformen (s. 2A–2D, 3A–3D) insbesondere der Seitenlaschen auf einen ovalen bzw. rechteckig gerundeten Querschnitt herstellen. Die Ausführung nach 7A–7B ermöglicht einen Kompromiss zwischen kostengünstiger und zuverlässiger Ausführung der Umhüllung 710 sowie minimale Abweichung von bewährten Gestaltungen der Kettenglieder. Ein Vorteil des abgerundeten Querschnitts der Kettenglieder 712 liegt in der verbesserten Mitführung der Umhüllung 710, insbesondere im Umlenkbereich 104.
Abschließend bleibt noch zu erwähnen dass zum hermetischen Abschluss der Umhüllungen 110; 210; 310; 410; 510; 710 am feststehenden Anschluss 105 und am beweglichen Anschluss 107 der Energieführungskette jeweils auch ein geeignet gestalteter Anschlussflansch (nicht näher gezeigt) zum Abschluss der offenen Enden der Umhüllung 110; 210; 310; 410; 510; 710 vorgesehen ist. Somit vermeiden die Umhüllungen 110; 210; 310; 410; 510 auf zuverlässige Weise das Austreten von Abrieb und sonstigen Partikeln aus dem Bereich der Energieführungskette in die Umgebung.
Bezugszeichenliste
Fig. 1:

100: Energieführungskette
101: Obertrum
103: Untertrum
104: Umlenkbereich
105: feststehender Anschluss
107: beweglicher Anschluss
110: schlauchartige Umhüllung

200: Energieführungskette
210: Umhüllung
212: Kettenglieder
214: Seitenlaschen
215: Querstege
216: Aufnahme
217: Gelenkbolzen
218: Ausnehmung
220: Segmente
221: Stirnende
222: Stirnende
223: Spannschelle

300: Energieführungskette
304: Umlenkbereich
310: Umhüllung
312: Kettenglieder
315: Quersteg
320: Segment
330: Halbschale
331: Stirnende
332: Stirnende
333: Haltebügel
334: Haltebügel
335: Rastleiste
336: Rastnut
337: Rastnocken
338: Aussparungen
340: Verzahnung
341: Vorsprünge
342: Klemmleiste
344: Rasthaken

400: Energieführungskette
410: Umhüllung
412: Kettenglied
413: Kettenglied
414A, 414B: Seitenlaschen
415: Quersteg
416: Aufnahme
420: Segment
430: Halbschale
431: Stirnende
432: Stirnende
450: Verbindungsteil
451: Haltenut

500: Energieführungskette
510: Umhüllung
512: Kettenglied
513: Kettenglied
514A, 514B: Seitenlaschen
515: Quersteg
520: Segment
530: Halbschale
533: Leisten

612: Kettenglied
614: Seitenbereich
615: Quersteg
617: Gelenkbolzen
618: Ausnehmung
660: Vorsprünge
662: Aussparung
664: Verjüngung

700: Energieführungskette
710: Umhüllung
712: Kettenglied
714: Seitenbereich
715: Quersteg
716: Aufnahme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0803032 [0002]
WO 95/04231 [0002, 0040, 0041]
DE 3531066 [0002, 0034]
WO 02/086349 [0003]
WO 2012/131033 [0003]
EP 0789167 [0003]
DE 102006031907 [0003]
DE 102006060252 [0003]
DE 3613431 [0004]
DE 202009005650 [0004]

Claims

Energieführungskette (100; 200 ... 700) zur Führung von Kabeln, Schläuchen oder dergleichen, insbesondere in einer Reinraumanwendung, umfassend eine Anzahl gelenkig miteinander verbundener Kettenglieder (212; 312 ... 712), wobei zumindest einige Kettenglieder eine Aufnahme (216; 316 ... 716) zur Durchführung der Kabel, Schläuche oder dergleichen aufweisen und wobei benachbarte Kettenglieder jeweils mittels Gelenkverbindung so gegeneinander schwenkbar sind, dass zwischen einem feststehenden Anschluss (105) und einem beweglichen Anschluss (107) der Energieführungskette ein verfahrbarer Umlenkbereich (104) mit vorgegebener Krümmung gebildet wird; dadurch gekennzeichnet, dass eine biegsame, vorzugsweise schlauchartige Umhüllung (110; 210 ... 710) die Kettenglieder in Umfangsrichtung und zwischen beiden Anschlüssen (105, 107) durchgehend geschlossen umgibt, wobei die Umhüllung von zumindest einigen Kettengliedern (212; 312 ... 712) getragen und mitgeführt wird und ausreichend flexibel ist, um die vorgegebene Krümmung des Umlenkbereichs (104) aufzunehmen und dessen Verfahrbewegung zu folgen.
Energieführungskette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung in Längsrichtung aus einer Mehrzahl modularer Segmente (220; 320; 420; 520) zusammengesetzt ist, welche jeweils in Umfangsrichtung geschlossen miteinander verbunden sind.
Energieführungskette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der modularen Segmente jeweils eine erste und eine zweite Halbschale (330; 430; 530) umfassen, welche ein oder mehrere Kettenglieder in Umfangsrichtung geschlossen umgeben und vorzugsweise mit Längsfugen auf Höhe der neutralen Faserschicht der Energieführungskette verbindbar sind.
Energieführungskette nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (330; 530) identisch ausgeführt sind und spiegelsymmetrisch angeordnete mechanische Verbinder (337, 338; 533) aufweisen, um zwei Halbschalen miteinander zu verbinden.
Energieführungskette nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (330) im Bereich der Längsfugen Vorsprünge (341) aufweisen und mittels Klemmleisten (342) gesichert sind, wobei vorzugsweise an jeder Halbschale zur Seite der Längsfuge eine Verzahnung (340) vorgesehen ist, welche in eine entsprechende Verzahnung der gegenüberliegenden Halbschale eingreift.
Energieführungskette nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Segmente stirnseitig mittels zusätzlichen Verbindungsteilen in Umfangsrichtung geschlossen miteinander verbunden sind, wobei gegenüberliegende Stirnseiten (221, 222; 331, 332; 431, 432; 531, 532) der Segmente vorzugsweise so ausgeführt sind, dass diese jeweils formschlüssig ineinandergreifen und vorzugsweise von einem umlaufenden, kraftschlüssigen Verbindungsteil (223), insbesondere einer Spannschelle, gehalten sind; oder form- und/oder kraftschlüssig mit einem zwischengeordneten Verbindungsteil (333, 334; 450) verbunden sind.
Energieführungskette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass rahmenartige Halterungen (450) als Verbindungsteile zur Verbindung einzelner Segmente der Umhüllung miteinander und/oder zur Halterung der Umhüllung an einzelnen Kettengliedern vorgesehen sind.
Energieführungskette nach Anspruch 7, die Halterungen (450) an den Querstegen (415) einzelner Kettenglieder als separate Bauteile angebracht sind oder zur Bildung solcher Querstege mit den Seitenbereichen der Kettenglieder (414A, 414B3) verbunden sind.
Energieführungskette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (210; 310; 410; 510; 710) im Querschnitt an die Kettenglieder angepasst ist und diese sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung mit geringem oder minimalem Spiel umgibt.
Energieführungskette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (210; 310; 410; 510; 710) wellschlauchartig ausgeführt ist und einen im Wesentlichen ovalen, elliptischen oder gerundet rechteckigen Querschnitt quer zur Längsrichtung aufweist.
Energieführungskette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am feststehenden Anschluss (105) und am beweglichen Anschluss (107) der Energieführungskette jeweils ein Anschlussflansch zum hermetischen Abschluss der offenen Enden der Umhüllung (210; 310; 410; 510; 710) vorgesehen ist.
Energieführungskette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Kettenglieder (212 ... 712) durch Querstege verbundene, gegenüberliegende Seitenbereiche aufweisen, deren Zwischenraum die jeweilige Aufnahme (216 ... 716) zur Durchführung der Kabel, Schläuche oder dergleichen bildet.
Kettenglied (612; 712) für eine Energieführungskette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen vorzugsweise einstückig hergestellten Gliedkörper mit zwei durch Querstege (615; 715) verbundenen Seitenbereichen (614; 714) mit jeweils einem Gelenkbolzen (617) an einem ersten Ende sowie einer entsprechenden Ausnehmung (618) am gegenüberliegenden zweiten Ende; dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenglied (612; 712) quer zur Längsrichtung einen gerundeten, insbesondere ovalen oder kreisrunden, Querschnitt aufweist, so dass das Kettenglied im Querschnitt an eine wellschlauchartige Umhüllung mit entsprechendem Querschnitt angepasst ist.
Modulares Segment für eine Umhüllung einer Energieführungskette mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10.