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Energieführungskette
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Die Erfindung betrifft eine Energieführungskette, enthaltend schwenkgelenkig
miteinander verbundene Kettenlaschen, in denen koaxial zu den Gelenkachsen periphere,
kreisbogenförmige Durchbrüche vorgesehen sind, durch die Elemente hindurchgreifen,
die durch Anschlag an den Enden der Durchbrüche die Schwenkbewegung der Laschen
relativ zueinander begrenzen.
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Energieführungsketten der vorstehend genannten Art sind beispielsweise
durch die FR-PS 14 60 204 und die DE-PS.17 75 053 bekannt. Die Kettenlaschen weisen
hierbei im Bereich der einzelnen Gelenkstellen jeweils zwei diametral zueinander
liegende, kreisbogenförmige periphere Durchbrüche auf, durch die bolzenförmige Anschlagelemente
hindurchgreifen. Die Gelenkverbindung und Zentrierung aufeinanderfolgender Kettenlaschen
erfolgt bei diesen bekannten Energieführungsketten durch je ein im Bereich der Gelenkachse
angeordnetes, zentrales Zentrierelement, das als Bolzen oder als Kugel ausgebildet
ist.
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Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ausführungen besteht in-dem
hohen Verschleiß, dem sowohl die beiden peripheren Anschlagelemente als vor allem
das zentrale Zentrierelement durch die hohen betrieblichen Belastungen ausgesetzt
sind. Dieser Verschleiß führt nach einer gewissen Betriebszeit zu einem geräuschvollen,
nicht mehr einwandfreien Lauf der Kette und macht daher Wartungs- und Reparaturarbeiten
in
unerwünscht kurzen zeitlichen Abständen notwendig.
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Es ist weiterhin eine Energieführungskette bekannt (DE-PS 23 57 908),
bei der die Zentrierung im wesentlichen durch eine zentrale zylindrische Buchse
gebildet wird und als Anschlagelemente eine Vielzahl von Kugeln vorgesehen sind,
die koaxial um diese zentrale Buchse herum in kreisbogenförmigen Nuten der Laschen
vorgesehen sind.
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Bei dieser bekannten Energieführungskette müssen somit in die einzelnen
Laschen kreisbogenförmige Vertiefungen von halbkreisförmigem Querschnitt eingedrückt
werden, deren Länge den maximalen Schwenkwinkel aufeinanderfolgender Laschen und
damit den Krümmungsradius der Energieführungskette bestimmt.
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Da die Kugeln in den Endlagen der Schwenkbewegung aufeinanderfolgender
Laschen formschlüssig zur Anlage an den stirnseitigen Begrenzungswänden der Nuten
kommen, ist der Schwenkwinkel aufeinanderfolgender Laschen fest vorgegeben. Eine
Änderung des Krümmungsradius der Kette, etwa durch Einsetzen von Kugeln anderen
Durchmessers, ist nicht möglich. Damit ist diese bekannte Energieführungskette mit
dem wesentlichen Nachteil hoher Fertigungskosten behaftet, wenn - wie dies in der
Praxis die Regel ist -Energieführungsketten von unterschiedlichem Krümmungsradius
gefertigt werden müssen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der
Mängel -der bekannten Ausführungen eine Energieführungskette der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß durch einen wesentlich ver-
ringerten Verschleiß
der Anschlag- und Zentrierelemente (und der hiermit in Berührung kommenden Gegenflächen)
eine hohe Lebensdauer der Kette gewährleistet ist, wobei zugleich Energieführungsketten
von unterschiedlichem Krümmungsradius auf fertigungstechnisch einfache Weise herstellbar
sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich
jeder Schwenkgelenkstelle wenigstens vier Durchbrüche vorgesehen sind, durch die
zugleich zur Anschlagbildung und zur Zentrierung dienende Elemente hindurchgreifen.
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Im Unterschied zu den eingangs erläuterten bekannten Ausführungen
(gemäß -FR-PS 14 60 204 und DE-PS 17 75 053) sind nicht nur zwei koaxial zur Gelenkachse
peripher angeordnete, kreisbogenförmige Durchbrüche vorgesehen, sondern mindestens
vier, vorzugsweise symmetrisch um die Gelenkachse verteilte Durchbrüche dieser Art.
Dadurch erfüllen die durch diese Durchbrüche hindurchgreifenden Elemente außer der
bekannten Anschlagfunktion erfindungsgemäß nunmehr auch eine wesentliche Zentrierfunktion.
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Diese Zentrierung findet auf einem verhältnismäßig großen Radius statt
und ist infolgedessen wesentlich genauer als die bisher übliche,- rein zentrale
Zentrierung. Aus diesem Grunde sind auch die im Bereich der Zentrierflächen auftretenden
Flächenpressungen wesentlich kleiner, was eine erhebliche Verringerung des Verschleißes
und damit eine bedeutende Erhöhung der Lebensdauer des Schwenkwerkes mit sich bringt.
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Im Unterschied zu der weiteren,. oben erläuterten bekannten Ausführung
(DE-PS 23 57 908) verwendet die erfindungsgemäße Energieführungskette Laschen mit
kreisbogenförmigen Durchbrüchen, durch die die Anschlag- und Zentrierelemente hindurchgreifen.
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Dies ermöglicht nicht nur eine fertigungstechnisch besonders einfache
Art der Herstellung, sondern gestattet zugleich auf einfachste Weise die Herstellung
von Energieführungsketten unterschiedlicher Krümmungsradien ausgehend von denselben
Grundelementen der Kette.
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Während ferner bei der vorstehend erwähnten bekannten Kette ein zentrales
Zentrierelement unerläßlich ist und die bereits erwähnten Mängel eines raschen Verschleißes
mit sich bringt, können bei der erfindungsgemäßen Lösung die durch die peripheren
Durch- -brüche hindurchgreifenden Anschlag- und Zentrierelemente die einzigen Zentrierungsmittel
im Bereich jeder Schwenkgelenkstelle bilden. Der Erfindung zugrundeliegende, eingehende
Untersuchungen ergaben, daß bei Verwendung von mindestens vier solchen Anschlag-
und Zentrierelementen im Bereich jeder Schwenkgelenkstelle ein absolut ruhiger,
stoß- und verkantungsfreier Lauf der Kette mit geringstem Verschleiß gewährleistet
ist.
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Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, außer den durch
die peripheren Durchbrüche hindurchgreifenden Anschlag- und Zentrierelementen im
Bereich jeder Schwenkgelenkstelle noch eine zusätzliche Zentrierung, insbesondere
in Form eines zen-
tralen Zentrierzapfens oder einer kreisbogenförmigen
Zentriersicke bzw. -rille in den Kettenlaschen, vorzusehen. Ein esolche zusätzliche
zentrale Zentrierung braucht jedoch bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht den Hauptteil
der Zentrierfunktion zu übernehmen, die vielmehr in optimaler Weise durch die verschleißmäßig
wesentlich günstiger, nämlich peripher auf großer Umfangsfläche, vorgesehenen Anschlag-
und Zentrierelemente geleistet wird.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung einiger in der
Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig.1
eine schematische Aufsicht auf ein Teilstück der Kette, Fig.2 eine Seitenansicht
einer Kettenlasche, Fig.3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig.1, Fig.4
eine Seitenansicht einer äußeren Begrenzungsscheibe, Fig.5 Stirnansichten der beiden
äußeren Begrenzungsscheiben, von denen die eine Anschlag- und Zentrierelemente trägt,
Fig.6
bis 9 Schnittdarstellungen einiger Anschlag-und Zentrierelemente von unterschiedlichem
Querschnitt und Aufbau, Fig.1O eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles
einer Kettenlasche, Fig.11 bis 14 Schemadarstellungen von unterschiedlich aufgebauten
Ketten.
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Eine Energieführungskette dient zur Aufnahme von Energieführungsleitungen,
die einen beweglichen Verbraucher (beispielsweise den Schlitten einer Werkzeugmaschine)
mit einer ortsfesten Anschlußstelle verbinden. Einesolche Energieführungskette besteht
üblicherweise aus zwei seitlichen Laschenketten, die durch Stege miteinander verbunden
sind, in denen die Energieführungsleitungen gehaltert sind. Im folgenden wird von
einer solchen Energieführungskette lediglich eine der beiden seitlichen Laschenketten
näher erläutert. Diese Laschenkette muß einerseits eine gestreckte Lage und andererseits
(in der Krümmungszone) eine gekrümmte Lage von definiertem Krümmungsradius einnehmen.
Aufeinanderfolgende Kettenlaschen müssen daher um einen definierten Winkel gegeneinander
schwenkbar sein.
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Die in Fig.1 in Aufsicht in einem kleinen Ausschnitt (im Bereich von
zwei Schwenkgelenkstellen mit den Schwenkachsen 1 bzw. 1') dargestellte Laschenkette
enthält aufeinanderfolgende Kettenlaschen 2, 3, 2' usw., die bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
jeweils aus zwei Laschenteilen 2a, 2b bzw.
3a, 3b usw. bestehen. Die Kettenlasche 3 liegt dabei zwiç schen den Laschenteilen
2a, 2b der Kettenlasche 2.
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Fig.2 zeigt eine Seitenansicht des LaQchenteiles 2a der Kettenlasche
2 (alle Laschenteile sind gleichartig ausgebildet). Im Bereich beider Schwenkwachsen
1, 1" ist der Laschenteil mit je vier koaxial zu den Gelenkachsen peripher angeordneten,
kreisbogenförmigen Durchbrüchen 4, 5, 6, 7 bzw. 4a, 5a, 6a, 7a versehen. Die Durchbrüche
4 - 7 sind gegenüber den Durchbrüchen 4a - 7a in Drehrichtung versetzt (wie in Fig.2
gezeigt).
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Durch diese Durchbrüche greifen - wie aus Fig.3 hervorgeht - Anschlag-
und Zentrierelemente 8, 9, 10, 11 hindurch, die bei dem in den Fig.1 bis 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, der bis auf ein Gleitspiel
der radialen Weite der Durchbrüche 4 bis 7 bzw. 4a bis 7a entspricht.
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Im Bereich jeder Schwenkgelenkstelle sind zwei äußere Begrenzungsscheiben
12, 13 vorgesehen, mit denen die Anschlag- und Zentrierelemente 8 bis 11 fest verbunden
sind. Wie die Fig.3 und 4 zeigen, sitzen die Anschlag- und Zentrierelemente 8 bis
11 in einer Umfangsteilung von 90° (entsprechend der Umfangsteilung der Durchbrüche
4-bis 7 bzw. 4a bis 7a) auf der einen Begrenzungsscheibe 12 und werden nach dem
Hindurchstecken durch die Durchbrüche der-Kettenlaschen 2 und 3 mit der anderen
äußeren Begrenzungsscheibe 13 verbunden.
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Die Anschlag- und Zentrierfunktion der Elemente 8 bis 11 läßt sich
insbesondere aus Fig.3 erkennen.
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Die Anschlag- und Zentrierelemente 8 bis 11 bewirken einerseits bei
der Schwenkbewegung der Laschen die Zentrierung und Führung um die Gelenkachse (z.B.
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1) und begrenzen andererseits in den beiden Endlagen der Schwenkbewegung
durch Anschlag an den stirnseitigen Rändern der Durchbrüche 4 bis 7 bzw. 4a bis
7a die Schwenkbewegung, wodurch die Strecklage bzw. die gekrümmte Lage der Kettenglieder
bestimmt wird.
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Die Fig.6 bis 9 zeigen Anschlag- und Zentrierelemente 14 bis 17 von
unterschiedlichem Querschnitt. Während das Element 14 einen kreisförmigen Querschnitt
besitzt, weisen die Elemente 15 bis 17 einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf.
Im Falle der Elemente 15 und 16 ist dieser Querschnitt auch an den beiden Enden
jeweils halbkreisförmig abgerundet, während er beim Element 17 etwa längs einer
radialen Linie (mit Abrundung der Übergänge zu den kreisbogenförmigen Umfangszonen)
abgeschnitten ist.
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Durch Einsetzen von Anschlag- und Zentrierelementen unterschiedlichen
Querschnittes läßt sich der maximale Krümmungsradius der Energieführungskette auf
den gewünschten Wert einstellen, da die relative Schwenkbewegung aufeinanderfolgender
Kettenlaschen entsprechend der Ausdehnung der Anschlag- und Zentierelemente in Umfangsrichtung
mehr oder weniger begrenzt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.9 besteht das Anschlag- und
Zentrierelement 17 aus einem Trägerstift 18 und einem hierauf auswechselbar aufgesetzten
Anschlag- und Zentrierteil 19. Der Trägerstift 18 wird vorzugsweise durch Punktschweißen
mit wenigstens einer der beiden äußeren Begrenzungsscheiben 12 und 13 verbunden.
Der Anschlag- und Zentrierteil 19 besteht demgegenüber vorzugsweise aus gehärtetem
Material. Er unterliegt daher nur einem geringen Verschleiß und kann im Bedarfsfall
leicht ausgewechselt werden.
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Zweckmäßig wird eine der beiden äußeren Begrenzungsscheiben 12 bzw.
13 lösbar (etwa durch Verschrauben) mit den Anschlag- und Zentrierelementen (z.B.
8 bis 11) verbunden. Dies eröffnet die Möglichkeit, auf einfache Weise das gesamte
Anschlag- und Zentrierwerk (bestehend aus den beiden äußeren Begrenzungsscheiben
12, 13 und den vier Anschlag- und Zentrierelementen 8 bis 11) auszuwechseln und
durch ein Anschlag- und Zentrierwerk mit anders geformten Elementen zu ersetzen.
Auf diese Weise kann der Krümmungsradius der Energieführungskette in denkbar einfacher
Weise jederzeit geändert werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.1 bis 5 bilden die durch die peripheren
Durchbrüche hindurchgreifenden Anschlag- und Zentrierelemente die einzigen Zentrierungsmittel
im Bereich jeder Schwenkgelenkstelle.
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Fig.10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Kettenlasche
21 im Bereich jeder Schwenkgelenkstelle 22 außer den bereits erläuterten vier
peripheren
Durchbrüchen 23 bis 26 noch einen zentralen Durchbruch 27 aufweist, der in bekannter
Weise zur Aufnahme eines Zentrierzapfens verwendet werden kann. Auch in diesem Falle
wird jedoch der wesentliche Teil der Zentrier- und Führungsfunktion durch die peripheren
Durchbrüche 23 bis 26 und die hierin gleitenden Anschlag- und Zentrierelemente bewirkt.
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Die Fig.11 bis 14 zeigen schließlich noch in schematischer Darstellung
vier unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Energieführungskette.
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Bei der Kette gemäß Fig.11, die vorzugsweise für geringe Belastungen
in Betracht kommt, sind aufeinanderfolgende einfache Kettenlaschen 28, 29 vorgesehen.
Fig.12 zeigt ein Beispiel mit abwechselnd geteilt (bzw. doppelt) und ungeteilt (bzw.
einfach) ausgebildeten Kettenlaschen- 30, 31. Bei der Ausführung gemäß Fig.13 sind
- entsprechend der Ausführung der Fig.1 - alle Kettenlaschen 32, 33 aus je zwei
Laschenteile aufgebaut, wobei jeweils die eine Kettenlasche zwischen den Laschenteilen
der folgenden Kettenlasche liegt. Fig.14 zeigt schließlich eine Variante, bei der
die Kettenlaschen 34 aus drei Laschenteilen und die Kettenlasche 35 aus zwei Laschenteilen
bestehen. Seibstverständlich ist für Ketten von besonders hoher Belastung auch eine
weitere Vergrößerung der Zahl der Laschenteile möglich. Die Anschlag- und Zentrierelemente
greifen in diesem Falle als mehr oder weniger lange Bolzen durch die gesamte Schichtstärke
aufeinanderfolgender
mehrgliedriger Laschen im Bereich einer Schwenkgelenkstelle
hindurch.