DE970361C - Vorrichtung zur Fuehrung und Lagerung von biegsamen, langgestreckten, gegen Zug, Druck, Reibung oder uebermaessige Biegung empfindlichen Leitungen od. dgl., die an einem Ende ortsfest, am anderen Ende mit geradlinig bewegten Maschinenteilen verbunden sind - Google Patents

Description

Die Zuführung von elektrischem Strom, gasförmigen oder flüssigen Medien zu beweglichen Maschinenteilen, z. B. Supporten an Werkzeugmaschinen, Laufkatzen von Kränen od. dgl., stößt häufig auf Schwierigkeiten, wenn mehrere elektrische Leitungen oder Schläuche, z. B. für Preßluft, Wasser und öl, erforderlich sind. Die Schwierigkeiten wachsen zusätzlich, wenn die Vorschubwege solcher Maschinenteile sehr groß sind. Ähnliche Verhältnisse liegen bei biegsamen Wellen oder Kettenfördereinrichtungen vor.

Die bekannten elektrischen Schleifleitungen oder Gelenkanschlüsse, z.B. für Luft, Wasser, öl u.dgl., haben besondere Nachteile, wie mangelnden Berührungsschutz oder Undichtigkeiten. Demgegenüber geht die Erfindung von. ebenfalls bekannten.Vorrichtungen aus, bei denen das eine Ende von elektrischen Kabeln, Schläuchen od. dgl. als ortsfester Anschluß ausgebildet ist und das andere Ende von dem beweglichen Maschinenteil geschleppt wird. Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, die sich mit einer Verbesserung der letztgenannten Vorrichtungen befaßt, sollen die mitgeschleppten Leitungen oder Schläuche, die nicht über ein bestimmtes Maß gebogen werden dürfen, lediglich Strom oder andere Medien weiterleiten, sonst aber zur Erhöhung der Funktionssicherheit und Lebensdauer möglichst von allen anderen Beanspruchungen, z. B. von Zug- und Druckbeanspruchungen oder Quetschungen des Querschnittes, entlastet

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sein; insbesondere sollen die - Eigengewichte der Kabel oder Schläuche aufgenommen, werden. Ferner sollen Gleit- oder Reibstellen vermieden und Schutz gegen äußere mechanische Beschädigungen geboten werden.

Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur Führung und Lagerung von biegsamen, langgestreckten, gegen Zug, Druck, Reibung.oder übermäßige Biegung empfindlichen Leitungen od. dgl., ίο die an einem Ende ortsfest, am anderen Ende mit geradlinig bewegten Maschinenteilen, z. B. Supporten an \¥erkzeugmaschinen, verbunden sind, insbesondere für die eingangs aufgeführten Verwendungszwecke. Bei einer derartigen Vorrichtung sind zur Lösung der obengenannten Aufgabe erfindungsgemäß die Leitungen in einer vorzugsweise nach Art einer Galischen Kette ausgebildeten Tragkette gelagert und mit ihr fest verbunden sowie im Umkehrbereich dieser Tragkette Kettenführungsschienen vorgesehen, die in der Bewegungsrichtung des Maschinenteils auf ortsfesten Gleitbahnen verschiebbar angeordnet sind und an der Stelle der Kettenrückführung bogenförmig mit einer vorbestimmten, durch den zulässigen Biegungsradius der Leitungen gegebenen Krümmung verlaufen. Infolge dieser Ausbildungsform ist es möglich, die Biegebeanspruchung in der Leitungs- bzw. Kettenkrümmung gleichmäßig zu verteilen, indem man die Leitungen durch die Ausbildung der Tragkette und Gleitbahnen zwingt, in den Krümmungen Kreisbogenform anzunehmen. Der Radius des Kreisbogens kann auf Grund der Ketten- und. Gleitbahnenauslegung einen Mindestwert nicht unterschreiten, der größer als der kleinstzulässige Krümmungsradius der getragenen Leitungen sein muß.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Leitungen in der neutralen Zone der Tragkette aufgehängt, d. h. in der Zone, die beim Einbiegen der Tragkette mit einem bestimmten Krümmungsradius keine Längenänderung erfährt, so daß bei Krümmungen mit diesem Radius Relativverschiebungen zwischen Leitungen und Tragkette vermieden sind.

Bei der praktischen Ausführung kann die Tragkette zwei Randketten haben, die durch Ouerstücke verbunden sind, die ihrerseits Bohrungen oder ähnliche Öffnungen zur Aufnahme und Befestigung der Leitungen aufweisen. Insbesondere ist die Tragkette mit Rollen versehen, die in den Führungsschienen gleiten, die ihrerseits vorzugsweise ebenfalls Rollen haben und auf den ortsfesten Gleitbahnen verschiebbar sind. Zwischen den Querstücken können Abstandsscheiben angebracht werden, die zur Aufrechterhaltung der Abstände zwischen den einzelnen Leitungen dienen. Diese Abstandshalter und die Ouerstücke können aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff bestehen, so daß die Vorrichtung für blanke, nicht isolierte elektrische Einzelleitungen verwendet werden kann. In Abb. ι ist ein Ausführungsbeispiel einer Tragkette gemäß der Erfindung gezeigt. Die Kette besteht aus zwei einfachen Gliederketten 1 und 2, deren Glieder paarweise durch Ouerstücke 3 miteinander verbunden sind. In den Ouerstücken 3 sind zur Aufnahme der Kabel 4 und 5 bzw. des Schlauches 6 Bohrungen 7 vorgesehen, deren Achsen von der Ebene der Gelenkpunkte 8 einen solchen Abstand nach außen hin haben, daß sie für den Radius des gezeichneten Bogens in der neutralen »Zone« der Kette liegen. Im einzelnen wird hierzu auf die weiter unten angegebenen Zusammenhänge verwiesen.

An jedem Gelenkpunkt 8 der Ketten 1 und 2 befinden sich außen Führungsrollen 9, die in den U-förmigen Führungsschienen 10 und 11 aufgenommen werden. Die Führungsschienen 10 und 11 sind an je einem Ende mit einem der zulässigen Biegung der getragenen Leitungen 4 bis 6 entsprechenden Radius abgebogen, so daß die Ketten 1 und 2 mit den Leitungen 4 bis 6 diesen Radius zwangläufig einhalten.

Die Führungsschienen 10 und 11 sind durch Querträger 12 entsprechend der Gesamtbreite der Kette miteinander verbunden. Unter diesen Querträger 12 sind Laufrollen 13 angebracht, die auf den Tragschienen 14 laufen und das Gewicht der gesamten Tragkette einschließlich Führungsschienen 11 und 12 aufnehmen.

Das untere, aus den Führungsschienen 10 und 11 herauslaufende Trumm der Tragkette liegt auf einer ebenen Fläche 15 auf und ist mit dem Ende an einem ortsfesten Anschlußkasten 16 befestigt. Das obere, in. den Führungsschieneni 10 und 11 laufende Trumm ist mit dem beweglichen, mit Energie zu versorgenden und nicht dargestellten Maschinenteil fest verbunden.

Wird die Tragkette durch die entsprechende Bewegung des Maschinenteiles, z. B. eines Supportes einer Drehbank, nach rechts geschoben, so durchläuft die Tragkette den Radius der Führungsbahnen 10 und 11 und legt sich auf der Ebene 15 auf. Da sich hierdurch die Kettenkrümmung ebenfalls nach rechts verlagern muß, werden die auf den Tragrollen 13 laufenden Führungsschienen 10, 11 mitgezogen, und zwar mit dem halben Betrag des zurückgelegten Tragkettenweges. Die Bewegungsvorgänge sind entsprechend umgekehrt, wenn sich das Maschinenteil, z. B. der Support, nach links bewegt. 1x0

Die Tragkette erfüllt damit die Aufgabe, die Kabel bzw. Schläuche zu führen, sie in einem geschlossenen Verband zusammenzuhalten, Zug- und Druckkräfte aufzunehmen und die Leitungen vor Gleitreibung zu schützen. Die Eigengewichte von Tragkette und Kabel werden von den Führungsschienen 10 und 11 bzw. den Tragschienen 14 aufgenommen. Die Tragkette und damit die Leitungen können keine andere Krümmung annehmen als die: kreisbogenförmige, von den Führungsschienen vorgeschriebene. Die Tragkette kann außer zur Aufnahme von Kabeln oder Schläuchen auch für die Führung von biegsamen Wellen, Gelenkwellen, Schnurzügen oder sogar für Förderketten bzw. Bänder bei entsprechender Ausbildung verwandt werden.

Da die Tragkette in der Krümmung einen Polygonzug bildet, die Kabel oder Schläuche jedoch ziemlich genau die Form eines Kreisbogens einnehmen, so kann trotz der Aufhängung in der neutralen »Zone« eine gewisse Relativverschiebung unvermeidbar sein. Hat jedoch die Kette nur einen einzigen Krümmungsradius, was in den weitaus meisten Anwendungsfällen genügt, so können die Aufhängestellen der Kabel so gewählt werden, daß

ίο eine Relativverschiebung völlig vermieden wird.

Abb. 2 zeigt die geometrischen Zusammenhänge

zur Bestimmung einiger Aufhängepunkte in der neutralen Zone bei gegebener Kettenteilung t für einen bestimmten Krümmungsradius R.

Wird eine Leitung an den Gelenkpunkten G aufgehängt, so ist der von der Leitung beschriebene

Kreisbogen GG länger als· die Kettenteilung, d. h.,

die Leitung zieht sich beim Krümmen in die Tragkette. Ist die Leitung in der Kettengliedmitte M gelagert, so ist das zugehörige Bogenstück der Leitung mit dem Radius r^ kürzer als die Kettenteilung t, d.h., in diesem Falle schiebt sich die Leitung aus der Kette heraus.

Die Forderung, daß in der neutralen Zone zwischen Tragkette und Leitung eine Relativverschiebung nicht stattfindet, wird erfüllt, wenn bei Aufhängung einer Leitung in dieser Zone der Lei-

tungsbogen AA die gleiche Länge hat wie die Kettenteilung t.

Für AA = t ergibt sich die Lagenbestimmung

von in der neutralen Zone liegenden Aufhängepunkten A, B und C der Leitung aus einfachen, geometrischen Beziehungen:

„ t·180

π·α

. a t an — = —=- 2 2R

c — t

Mathematisch betrachtet gibt es beliebig viele Aufhängepunkte in der neutralen Zone, nämlich alle diejenigen, die auf einem Leitungskreisbogen mit der Länge t vom Radius r liegen und gegenüber dem Kettenglied festgelegt sind, von denen jedoch A, B und C für die praktische Ausführung am zweckmäßigsten sind.

Elektrische Leitungen müssen zur Aufnahme in eine Tragkette nicht zu einem Kabel zusammengefaßt sein, sondern können als Einzeldrähte in die Tragkette eingezogen werden. Bei Verwendung einer genügend großen Zahl von Distanzscheiben ist die Verwendung blanker Leitungen möglich.

Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung von Einzeldrähten in einer Tragkette.

In den Querstücken 3, welche die Einzelketten 1 und 2 verbinden, sind Einzelbohrungen 17 zur Aufnähme der Einzeldrähte vorgesehen. Die Einzelbohrungen 17 liegen auf einem Kreis (Abb. 4). Wird der Einzeldraht 18 in einem Querstück, z. B. in der Bohrung I, aufgenommen, so liegt er im nächstfolgenden Querstück in der beim vorhergehenden diametral gegenüberliegenden Bohrung. Die Einzeldrähte liegen also nach dem Beispiel von Abb. 4 abwechselnd in den Bohrungen I und IV, II und V, III und VI, so daß sie sich um den Mittelpunkt O des Kreises der Bohrungen herumwinden.

Durch diese Maßnahme werden Verschiebungen der Einzeldrähte 18 in ihren Aufnahmebohrungen vermieden, wenn der Mittelpunkt O des Kreises der Bohrungen ein Aufhängepunkt in der neutralen Zone für Leitungen ist.

Zusätzlich können zwischen den Querstücken 3 noch Abstandsscheiben 19 angeordnet werden. Diese haben die Aufgabe, die Einzeldrähte 18 in einem vorbestimmten Abstand voneinander zu haiten. Die Anzahl der zu verwendenden Abstandsscheiben 19 —-in Abb. 5 sind zwei Stück eingezeichnet ·— ist innerhalb der sich aus Abstandsscheibendicke und Querstückabstand ergebenden größtmöglichen Anzahl beliebig. go

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Führung und Lagerung von biegsamen, langgestreckten, gegen Zug, Druck, Reibung oder übermäßige Biegung empfindlichen Leitungen od. dgl., die an einem Ende ortsfest, am anderen Ende mit geradlinig bewegten Maschinenteilen, z. B. Supporten an Werkzeugmaschinen, verbunden sind, insbesondere für biegsame Druckluft-, Flüssigkeit«- oder elektrische Leitungen, für biegsame Wellen oder Kettenfördereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4, 5, 6) in einer vorzugsweise nach Art einer Galischen Kette ausgebildeten Tragkette (1, 2) gelagert und mit ihr fest verbunden sind, ferner sich im Umkehrbereich der Tragkette (1, 2) Kettenführungsschienen (10, 11) befinden, die in der Bewegungsrichtung des Maschinenteiles auf ortsfesten Gleitbahnen (14) verschiebbar angeordnet sind und an der Stelle der Kettenrückführung bogenförmig mit einer vorbestimmten, durch den zulässigen Biegungsradius der Leitungen gegebenen Krümmung verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen in der neutralen Zone der Tragkette aufgehängt sind, d. h. in der Zone, die beim Einbiegen der Tragkette mit einem bestimmten Krümmungsradius keine Längenänderung erfährt, so daß bei Krümmungen mit diesem Radius Relativverschiebungen zwischen Leitungen und Tragkette vermieden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkette zwei Randketten hat, die durch Querstücke (3) ver-

bunden sind, welche ihrerseits Bohrungen (7, 17) oder ähnliche öffnungen zur Aufnahme und Befestigung der Leitungen (4, 5, 6, 18) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwischen den Querstücken (3) vorgesehene Abstandsscheiben (19), die zur Aufrechterhaltung der Abstände zwischen den einzelnen Leitungen dienen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Querstücke (3) und Abstandsscheiben (19) aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff und blanke, nicht isolierte elektrische Einzelleitungen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch an der Tragkette sowie an den Führungsschienen angeordnete Rollen

(9. 13).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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