Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Energieführungs ketten bzw . dynamischen Leitungsführungen zum Führen einer oder mehrerer Leitungen, wie Kabeln, Schläuchen oder dgl . , zwischen zwei Anschlussstellen, von denen mindestens eine relativ zur anderen beweglich ist .

Die Erfindung ist nicht auf eine besondere Bauart der Energieführungs kette bzw . dynamischen Leitungsführung beschränkt . Typisch haben Energieführungs ketten eine Vielzahl in einer Kettenlängsrichtung miteinander verbundener Glieder bzw . Segmente welche gegeneinander um mindestens eine Schwenkachse oder ggf . auch mehrere Schwenkachsen abwinkelbar sind .

Energieführungs ketten, insbesondere solche , welche gegen äußere Einwirkung anwendungsbedingt nur unvollständig geschützt werden können, können im Betrieb beschädigt werden, z . B . durch einen blockierenden Fremdkörper . Hierbei kann es zu einem teilweisen oder vollständigen Bruch kommen . Auch bei geschützten Energieführungs ketten kann es , z . B . durch übermäßigen Verschleiß , überhöhte Temperaturen oder andere Randbedingungen außerhalb eines Sollbereichs , oder einfach durch Überschreiten der Lebensdauer zu einem Versagen in der Energieführungs kette kommen . Ein Bruch hat im schlimmsten Fall einen Abriss einer oder mehrerer der geführten Leitungen zur Folge , was zu einem Ausfall der versorgten Maschine oder Anlage führen kann .

Die Erfindung betrifft deshalb insbesondere eine Energieführungs kette mit einer Anordnung zur Überwachung der Energieführungs kette ( Engl , „monitoring arrangement" ) , das insbesonder zum Schutz gegen einen Abriss der geführten Leitung bzw. Leitungen nutzbar ist, sowie ein entsprechendes Überwachungssystem (Engl, „monitoring system") . Die Erfindung betrifft ferner auch eine Detektor-Anordnung (Engl. „ detector arrangement") zur Überwachung einer Energieführungskette.

Eine gattungsgemäße Anordnung zur Überwachung der Energieführungskette, umfassend einen Detektor und ein Zugseil, welches in Kettenlängsrichtung verläuft und mechanisch mit dem Detektor zusammenwirkt, insbesondere zur Erfassung eines Bruchs in der Energieführungskette, ist bereits in WO 2015/118143 Al durch die Anmelderin vorgeschlagen worden. Dieses System ist am Markt erfolgreich, bietet jedoch einige Verbesserungspotentiale. Einerseits ist die Führung des Zugseils in der Kette, gemäß WO 2015/118143 Al auf der neutralen Faser der Energieführungskette, nur mit erhöhtem Material und Montageaufwand möglich. Weiterhin ist eine relativ aufwendige Sensorik im Detektor, z.B. mit einem Inkrementalgeber als Wegsensor erforderlich, dessen Auswertung wegen je nach Anwendung unterschiedlicher Kettenlängen z.T. an die Anwendung angepasst werden muss. Weiterhin ist die Lösung aus WO 2015/118143 Al nicht ohne weiteres für andere Energieführungsketten verwertbar. Die Lösung aus WO 2015/118143 Al kann z.B. insbesondere nicht ohne weiteres bei sog. Roboterketten (Energieführungsketten für Gelenkarmroboter) mit räumlich gegeneinander auslenkbaren Gliedern, wie z.B. in WO 2004/093279 Al vorgeschlagen, angewendet werden .

Weiterer Stand der Technik zu Überwachungssystemen ist ebenfalls in der Einleitung der WO 2015/118143 Al gewürdigt, auf welche zur Verkürzung verwiesen sei.

Ausgehend vom vorstehenden Stand der Technik, insbesondere von einer Überwachung mit Zugseil gemäß WO 2015/118143 Al ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine für unterschiedlichste Energieführungsketten und/oder Anwendungen günstigere bzw. besser geeignete Lösung vorzuschlagen. Dabei soll die Lösung möglichst robust und langlebig sein und/oder insbesondere eine Verwendung in Energieführungsketten für Gelenkarmroboter mit räumlich gegeneinander auslenkbaren Gliedern ermöglichen . Weiterhin soll die Lösung vorzugsweise eine Vereinfachung der Sensorik im Detektor bzw . des Detektors ermöglichen .

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Energieführungs kette mit Detektor-Anordnung nach Anspruch 1 und unabhängig hiervon durch eine Detektor-Anordnung nach Anspruch 14 . Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw . den Nebenansprüchen 16 und 18 .

Die erfindungsgemäße Energieführungskette , hat insbesondere eine Anordnung zur Überwachung der Energieführungs kette , umfassend einen Detektor und ein Zugseil , welches in Kettenlängsrichtung verläuft und mechanisch mit dem Detektor zusammenwirkt , insbesondere zur Erfassung eines Bruchs in der Energieführungs kette .

Die erfindungsgemäße Energieführungskette , zeichnet sich zunächst dadurch aus , dass die Anordnung eine flexible , in einer Zugrichtung drucksteife Außenhülle aufweist , in welcher zumindest ein Längsabschnitt des Zugseils geführt ist , wobei die Außenhülle insbesondere gegenüber einer zur Vorspannung genutzten Feder hinreichend drucksteif bzw . formfest und/oder zur Nutzung als Zugseil-Außenhülle hinreichend druckfest ist . Sie zeichnet sich weiterhin dadurch aus , dass die Außenhülle mit dem darin verlaufenden Längsabschnitt des Zugseils zumindest entlang eines zu überwachenden Längsabschnitts der Energieführungskette , insbesondere umfassend mehrere Glieder bzw . Segmente der Energieführungs kette , von der Energieführungs kette geführt ist , insbesondere innerhalb der Energieführungskette geführt ist . Weiterhin zeichnet sich die Erfindung dadurch aus , dass Detektor, Außenhülle und Zugseil so angeordnet sind, dass der Detektor zur Erkennung einer Relativbewegung zwischen Zugseil und Außenhülle vorgesehen und eingerichtet , wobei der Detektor insbesondere hierzu mit einem Seilende des Zugseils verbunden ist .

Ein Kerngedanke der Erfindung ist also darin zu sehen, dass das Zugseil mit zumindest einem Längsabschnitt nach dem an sich bekannten Bowdenzug-Prinzip bzw . in Art eines Seilzugs in einer eigens für das Zugseil vorgesehen, zusätzlichen Außenhülle geführt wird . Das Zugseil selbst wird dabei nicht unmittelbar durch die Energieführungs kette geführt , sondern nur mittelbar durch die an oder in der Energieführungs kette geführte Außenhülle .

Ein Bowdenzug besteht im Wesentlichen aus einem Innenseil ( Seele , Zugseil , Innenzug ) oder ) , das in einer flexiblen, aber in Zugrichtung hinreichend druckfesten Außenhülle ( auch Bowdenzughülle oder Zughülle ) verlegt wird . Die Außenhülle dient der Führung des Innenseils sowie als Gegenlager zur Abstützung in Bezug auf zu übertragende Zugkräfte . Der Bowdenzug kann dadurch auf einfache Weise Zugkräfte entlang einer beliebig gekrümmten Bahn übertragen ( solange ein gewisser Radius nicht unterschritten wird) . Dieses Prinzip wurde erfindungsgemäß als besonders vorteilhaft zur Nutzung eines Detektors mit kraftübertragendem Zugseil in unterschiedlichsten Energieführungsketten erkannt , insbesondere auch in Energieführungsketten für Gelenkarmroboter mit räumlich gegeneinander auslenkbaren Gliedern .

Die erfindungsgemäß relativ einfache Maßnahme einer zusätzlichen Außenhülle bzw . Zughülle für das Zugseil , in Anlehnung an das Bowdenzug-Prinzip , bietet mehrere erhebliche Vorteile . Zunächst kann das Zugseil mit Außenhülle grundsätzlich an beliebiger Stelle des Aufnahmeraums , analog zur den zu führenden Leitungen und mit diesen, in der Energieführungskette verlegt werden, eine Anordnung auf einer neutralen Faser (welche bei räumlich auslenkbaren Gliedern typisch nicht vorliegt ) ist nicht erforderlich, da das Zugseil durch die Außenhülle bzw . Zughülle bereits hinreichend geführt wird . Weiterhin kann dank der Außenhülle eine leichter einstellbare Vorspannung auf das Zugseil eingestellt werden, die grundsätzlich nicht von der Kettenlänge , sondern lediglich von der genutzten Seilzuglänge abhängt . Hierdurch lässt sich auch die Sensorik erheblich vereinfachen . Es ist keine anwendungsabhängige Wegmessung und Wegauswertung, insbesondere hinsichtlich im Betrieb auftretender Auslenkungen des Zugseils , erforderlich ist . Dank der Außenhülle bzw . Zugseil-Hülle wird zudem in vereinfachter Weise ermöglicht nur einen bestimmten Längsabschnitt der Energieführungs kette zu überwachen . Auch eine Verlegung über die bzw . Überwachung der Gesamtlänge der Energieführungskette ist möglich und wird vereinfacht . Die Detektoranordnung mit Außenhülle bzw . Zughülle für das Zugseil ist zudem robuster gegen externe Störeinflüsse, z.B. durch Bewegungen der Leitungen innerhalb der Energieführungskette .

Das Zugseil ist dauerhaft flexibel, insbesondere biegeschlaff. Das Zugseil ist insbesondere dehnungsarm, insbesondere mit einer Dehnung (technische Dehnung) bei nominaler Arbeitslast, d.h. bei einer nominalen Zuglast entsprechend dem Normalbetrieb (nicht bei Bruch) , <3%, vorzugsweise <1%, bezogen auf die Ursprungslänge. Vorzugsweise bleibt die Dehnung in Längsrichtung auch bei doppelter Arbeitslast noch im linearen Elastizitätsbereich. Als Zugseil kann z.B. ein dehnungsarmes Kunststoff-Seil, z.B. aus Dyneema®- Fasern, genutzt werden oder auch ein Drahtseil bzw. ein Drahtlitze, insbesondere ein Stahldrahtseil.

Der Begriff „Zugseil" ist vorwiegend im weitesten Sinne zu verstehen und umfasst auch z.B. nicht verseilte Litzen, Schnüre oder dgl. die zur bestimmungsgemäßen Zugkraftübertragung hinreichend dehnungsarm sind, z.B. mit technischer Dehnung <1% bei nominaler Arbeitslast (z.B. nominale Vorspannung des Zugseils durch eine Zugfeder gegen die Zughülle bzw. Außenhülle) .

In vorteilhafter Ausführungsform weist die Anordnung zumindest eine Zugfeder auf, mit welcher das Zugseil in Zugkraftrichtung mit einer Vorspannung vorgespannt ist, insbesondere gegen die die Außenhülle vorgespannt ist.

Die Außenhülle bzw. Zugseil-Hülle ist bevorzugt separat und getrennt vom Zugseil in Zugrichtung bzw. in Längsrichtung festgelegt, z.B. ortsfest an einer Anschlussstelle außerhalb der Energieführungskette oder an einem der Kettenglieder der Energieführungskette .

Bevorzugt wird als Außenhülle eine Bowdenzughülle verwendet. Deren Innendurchmesser ist vorzugsweise zwecks Spiel grösser, insbesondere um mindestens 1mm grösser ist, als der Außendurchmesser des Innenseils bzw. Innenzugs. Besonders bevorzugt wird eine schmierfreie bzw. wartungsfreie Bowdenzughülle mit geeigneter Kunststoff Innenbeschichtung, z.B. aus Teflon.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Anordnung endseitig an der Außenhülle ein Betätigungsteil aufweist, welches relativ zur druckfesten Außenhülle in Kettenlängsrichtung verschieblich ist . An dem Betätigungsteil kann das vom Detektor abgewandte andere Seilende des Zugseils zugfest festgelegt werden, sodass dieses Ende des Zugseils nicht in die Außenhülle eingezogen werden kann . Hierzu sind an sich bekannte Mittel z . B . eine Festlegung mittels Klemmnippel oder Pressnippel ausreichend .

Ein einer einfach zu realisierenden Ausführungsform ist das Betätigungsteil in Art einer Endhülse ausgeführt ist , welche mit Spiel auf die Außenhülle aufsteckbar ist und das Zugseil in Zugrichtung hält , z . B . entsprechend einem Endstück einer Bowdenzug-Anordnung .

Es kann vorgesehen sein, dass die Außenhülle an einem ersten Befestigungspunkt in Kettenlängsrichtung festgelegt ist , insbesondere an einem Kettenglied in oder an der Energieführungs kette oder an einer der Anschlussstellen außerhalb der Energieführungs kette .

Dabei kann das Betätigungsteil an einem zweiten Befestigungspunkt in Kettenlängsrichtung festgelegt sein, insbesondere an einem Kettenglied in oder an der Energieführungskette oder an der anderen Anschlussstelle außerhalb der Energieführungs kette

Die voneinander entfernten Befestigungspunkte für Außenhülle und Zugseilende bzw . Betätigungsteil sind dabei insbesondere so gewählt , dass der zu überwachende Längsabschnitt der Energieführungs kette in Kettenlängsrichtung zwischen beiden Befestigungspunkten liegt .

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Detektor ein Detektorgehäuse aufweist , an welchem vorzugsweise ein Ende der Außenhülle angebracht ist , sodass das Detektorgehäuse ein Auflager zur Druckkraftaufnahme für dieses Ende der Außenhülle bildet .

Insbesondere hierbei kann vorteilhaft weiterhin vorgesehen sein, dass im Detektorgehäuse ein mit dem einen Seilende des Zugseils verbundenes Indikatorelement verschieblich, insbesondere mittels einer Linearführung , gelagert ist . Weiter kann das Detektorgehäuse eine Stellvorrichtung aufweisen, insbesondere mit Stellschraube , zur axialen Verschiebung der Außenhülle , insbesondere zwecks Einstellung einer Vorspannung gegen die Außenhülle , welche durch eine vorteilhaft mit dem Zugseil verbundene Zugfeder bzw . Spannfeder erzeugt wird . Es kann weiterhin eine Zugfeder am oder im Detektorgehäuse angeordnet sein . Hierbei kann die Zugfeder an dem Seilende des Zugseils , welches mit dem Detektor verbunden ist , und/oder an dem Indikatorelement angreifen .

In einer besonders einfachen Ausführungsform des Detektors kann vorgesehen sein, dass der Detektor ein mit dem einen Seilende des Zugseils verbundenes Indikatorelement aufweist , welches verschieblich gelagert ist , sowie mindestens einen Näherungsschalter , insbesondere einen induktiven und/oder kapazitiven Näherungsschalter , welcher mit dem Indikatorelement zusammenwirkt um ein Signal zu erzeugen, welches von der Position des Indikatorelements abhängig ist bzw . für diese Position indikativ ist . Handelsübliche Näherungsschalter , insbesondere induktive und/oder kapazitiven Näherungsschalter, sind sehr preiswert im Vergleich zu Wegsensoren und können dank des Seilzugprinzips , insbesondere in Verbindung mit einer Feder- Vorspannung , eine hinreichend genaue Erkennung bzw . Dis kriminierung eines Bruchs ermöglichen, ohne dass eine genaue Positionsauswertung des Zugseilendes erforderlich ist . Es muss lediglich eine geeignete Gestaltung des Indikatorelements mit hinreichender Toleranz gegen Fehlauslösung, z . B . durch ein Langloch in Zugrichtung im Indikatorelement vorgesehen werden . Das Indikatorelement wird dabei durch das Zugseil in Zugrichtung verschoben, wenn ein Bruch in der Kette auftritt , durch welchen ein auf gebrochenes Kettenende eine Querlast auf die Außenhülle bewirkt .

Als günstige erweisen sich insbesondere Ausführungsformen bei welchen die Länge der Außenhülle ein Vielfaches der Kettenteilung und/oder zumindest 10% der Kettenlänge , insbesondere zumindest 25 % der Kettenlänge beträgt ; und/oder die Außenhülle zumindest mit einem überwiegenden Anteil ihrer Länge entlang der Energieführungs kette , insbesondere innerhalb der Energieführungs kette verläuft ; und/oder das Zugseil eine größere Länge hat als die Außenhülle und/oder mit einem überwiegenden Anteil seiner Länge in der Außenhülle auf genommen und geführt ist . Die Außenhülle kann als langestreckte , insbesondere Zugseil- Außenhülle ( Zughülle ) , insbesondere für einen Bowdenzug , ausgeführt sein . Versuche zeigten, dass eine für typische Zugkräfte im Sinne eines Seilzugs zugfeste Außenhülle nicht zwingend nötig ist , auch eine andere schlauchartige Hülle , mit geringerer Zugfestigkeit , kann ausreichend sein, z . B . ein Kunststoff-Gewebeschlauch oder dgl . In diesem Sinne muss die Außenhülle lediglich gegenüber der gewünschten Vorspannung hinreichend steif gegen Zugkräfte sein um eine ungewollte Stauchung in Längsrichtung zu vermeiden . Die Außenhülle ist vorzugsweise durchgehend, insbesondere umfänglich und längs geschlossen durchgehend über ihre Längserstreckung . Die Außenhülle ist eine biegeflexible röhrenförmige Zugseil-Hülle d . h . bildet einen Hohlraum bzw . ein Lumen, in welchem zumindest ein Längsabschnitt des Zugseils , insbesondere längsverschieblich, geführt ist .

Die Außenhülle kann ggf . auch, wie bei Bowdenzügen typisch, eine röhrenförmige Flachdrahtspirale oder Runddrahtspirale umfassen, vorzugweise mit innerem Aus kleidungsrohr aus Kunststoff , zur Vermeidung von überhöhter Reibung des Zugseils , und/oder mit äußerem Mantel aus Kunststoff , insbesondere zum Schutz der in der Energieführungs kette geführten Leitungen .

Die Außenhülle hat vorzugweise einen kleinen Außendurchmesser , bevorzugt 10mm, insbesondere 7mm aufweist , sodass sie im Aufnahmeraum bzw . Inneren der Energieführungs kette möglichst wenig für Leitungen nutzbaren Platz einnimmt . Entsprechend wird auch ein relativ dünnes Zugseil bevorzugt . Das Zugseil ist , insbesondere als Kunststoff-Seil oder Stahldrahtseil , dehnungsarm ausgeführt und kann vorzugsweise mit einem Durchmesser 3mm, insbesondere mit einem Durchmesser 2mm gewählt sein . Für Außenhülle und Zugseil kann geeignete handelsübliche Meterware zum Einsatz kommen .

Hinsicht der Anbringung der wesentlichen Bestandteile der Detektor-Anordnung, d . h . von Detektor , Außenhülle und Zugseil ist bevorzugt vorgesehen, dass der Detektor an einer Anschlussstelle , insbesondere einer stationären Anschlussstelle , der Energieführungs kette befestigt ist und dass die Außenhülle ein gegenüber dem Detektor ortsfestes Ende aufweist , insbesondere ein am Detektor bzw . an einem zum Detektor ortsfesten Befestigungspunkt festgelegtes Ende , aus welchem das eine Seilende des Zugseils herausgeführt ist , welche mit dem Detektor verbunden ist .

Die Die erfindungsgemäße Bauweise ermöglicht , dass die Außenhülle mit dem darin geführten Zugseil zumindest abschnittsweise lose in der Energieführungs kette verlegt sind . Dies erlaubt eine erhebliche Vereinfachung in der Herstellung der Energieführungs kette bzw . Montage der Detektoranordnung an der Energieführungs kette .

Die erfindungsgemäße Gestaltung der Detektoranordnung eignet sich insbesondere für sog . Roboterketten ( Energieführungsketten für Gelenkarmroboter ) d . h . Energieführungsketten mit räumlich gegeneinander auslenkbaren Gliedern . Die Bauweise der Energieführungs kette kann dabei z . B . derj enigen WO 2004 /093279 Al oder derj enigen aus EP1492967B1 entsprechen . Hierbei hat die Energieführungs kette typisch Glieder die zumindest in zwei Richtungen, insbesondere räumlich bzw . kugelgelenkartig , gegeneinander abwinkelbar sind . Meist sind dabei Gelenkverbindungen zwischen j e zwei miteinander gelenkig verbundenen Gliedern vorgesehen, wobei die Glieder j eweils miteinander korrespondierende Gelenkelemente , vorzugsweise einen Gelenkkörper, insbesondere in Art einer Gelenkkugel , und eine Gelenkkörperaufnahme , insbesondere in Art einer Kugelpfanne aufweisen . Dabei hat j edes Glied einen stirnseitig offenen Aufnahmeraum der insbesondere mittels radial außenseitiger kreisbogenförmiger Führungselemente begrenzt ist , ggf . geschlossen umgeben mit auf klappbaren Führungselementen oder mit einer Einführöffnung die durch biegsame Führungselemente begrenzt ist , um Leitungen seitlich einzulegen . Die Glieder bilden typisch in Kettenlängsrichtung zumindest einen Führungskanal . Die erfindungsgemäße Außenhülle mit dem darin verlaufenden Längsabschnitt des Zugseils kann in dem von den Gliedern gebildeten Führungs kanal angeordnet werden, entsprechend den zu führenden Leitungen . Die erfindungsgemäße Bauweise ist dank der Außenhülle mit beliebigen auch räumlich freien Verläufen der Energieführungs kette kompatibel . Die erfindungsgemäße Gestaltung der Detektoranordnung eignet sich ebenfalls für konventionelle Energieführungsketten, wie z . B . in der WO 2015 /118143 Al gezeigt , auf welche zur Verkürzung verwiesen sei . Hierbei ist die Energieführungskette typisch in einer Verfahrebene , z . B . einer vertikalen Ebene , unter Bildung eines ersten Trums , eines zweiten Trums und eines die Trume verbindenden Umlenkbogens verfahrbar . Solche Energieführungs ketten haben die in Kettenlängsrichtung hintereinander angeordnet und zueinander j eweils um eine zur Verfahrebene im Wesentlichen senkrechte , vorgebebene Schwenkachse zur Bildung des Umlenkbogens gegeneinander abwinkelbar sind . Die Gelenkverbindung kann z . B . als Bolzen-Aufnahme Drehgelenkverbindung realisiert sein, wobei die Schwenkachsen j eweils senkrecht zur Verfahr-Ebene liegen und zueinander parallel sind .

Typisch ist das erste Trum mit einem relativbeweglichen Mitnehmer und das zweite Trum mit einer stationären Anschlussstelle verbunden ist .

Bei solchen konventionellen Energieführungs ketten kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Außenhülle mit dem darin verlaufenden Längsabschnitt des Zugseils in einem vorzugsweise mitnehmerseitigen Längsabschnitt der Energieführungskette angeordnet ist , wobei ein betätigbares Ende des Zugseils bzw . das Betätigungsteil des Zugseils insbesondere an einem Kettenglied innerhalb der Energieführungs kette befestigt bzw . in Kettenlängsrichtung festgelegt werden kann . Die Erfindung ist gleichermaßen bei Ketten mit freitragendem Obertrum und bei gleitenden Ketten, wie in WO 2015 /118143 Al gezeigt , anwendbar, d . h . bei Ketten bei welchen das erste Trum vorzugsweise auf dem zweiten Trum abgleiten oder abrollen kann . Im Falle einer konventionellen Energieführungs kette kann vorgesehen sein, dass der mitnehmerseitige Längsabschnitt der Energieführungs kette von einem endseitigen Kettenglied am Mitnehmer ausgeht und/oder vorzugsweise mindestens 10% der Kettenlänge , insbesondere mindestens 25 % der Kettenlänge , umfasst .

Die Erfindung betrifft auch eine erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung der Energieführungs kette für sich genommen mit ihren wesentlichen Bestandteilen ( ohne die Energieführungskette ) . Diese umfassen einen Detektor , ein Zugseil , welches mit einem Seilende mit dem Detektor verbunden ist und mechanisch mit dem Detektor zusammenwirkt , insbesondere zur Erfassung eines Bruchs in einer zu überwachenden Energieführungs kette , und ferner erfindungsgemäß eine biege-f lexible , insbesondere in einer Zugrichtung drucksteife , Außenhülle bzw . Zugseil-Hülle , in welcher zumindest ein Längsabschnitt des Zugseils geführt ist . Der Detektor kann dabei in besonders einfacher Weise zur Erkennung einer Relativbewegung zwischen Zugseil und Außenhülle eingerichtet sein . z . B . mit lediglich einem handelsüblichen Näherungsschalter, wie z . B . einem induktiven Näherungsschalter der anspricht bei vordefinierter Auslenkung des Zugseils relativ zur Außenhülle , insbesondere in Zugrichtung .

Die Detektor-Anordnung zur Überwachung der Energieführungskette für sich genommen kann dabei vorteilhaft j ede geeignete Kombination der Merkmale einer oder mehrerer der vorstehend erörterten Ausführungsformen aufweisen .

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung an einem Roboter , insbesondere einem industriellen Gelenkarmroboter , und einen solchen ( Gelenkarm- ) Roboter umfassend eine Energieführungskette mit Detektor-Anordnung wie hierin vorgeschlagen bzw . vorstehend beschrieben, insbesondere mit einer räumlich auslenkbaren Energieführungs kette .

Hierbei kann der Gelenkarmroboter typisch einen Roboterarm mit einer Roboterhand aufweisen . Dabei sieht eine günstige Anordnung zur möglichst vollständigen Überwachung der Energieführungs kette vor , dass ein Ende der Energieführungskette an einer ersten Anschlussstelle an der Roboterhand festgelegt ist , wobei das vom Detektor abgewandte Seilende des Zugseils ortsfest zur ersten Anschlussstelle an der Roboterhand festgelegt ist und dass das andere Ende der Energieführungs kette an einer zweiten Anschlussstelle am Roboterarm festgelegt ist , wobei der Detektor und die Außenhülle ortsfest zur zweiten Anschlussstelle am Roboterarm befestigt sind . Die Anschlussstellen sind dabei insbesondere so gewählt , dass das Zugseil mit Außenhülle über nahezu die gesamte oder die gesamte Länge der Energieführungs kette durch diese verläuft . Die Erfindung betrifft ferner auch ein Überwachungssystem zum Schutz einer Energieführungskette gegen einen Leitungsabriss, umfassend eine Auswertungseinheit, wobei das System sich auszeichnet durch eine Energieführungskette bzw. Detektor- Anordnung gemäß einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen. Hierbei kann insbesondere der mit dem Zugseil verbundene Detektor signaltechnisch an die Auswertungseinheit angeschlossen werden, wobei die Auswertungseinheit eingerichtet ist um durch den Detektor erfasste Signale hinsichtlich eines möglichen Bruchs in der Energieführungskette auszuwerten und/oder wobei die Auswertungseinheit im Falle eines erkannten Bruchs vorzugsweise ein Nothaltsignal und/oder ein Wartungssignal ausgibt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen entnehmen. Dabei zeigen:

FIG.l eine schematische Darstellung eines

Gelenkarmroboters, aus welcher der Verlauf bzw. die Anordnung der Führung der Leitungen (Schläuche und/oder Kabel) in einer Energieführungskette zur Versorgung einer nicht dargestellten Anwendungsinstallation an der Roboterhand ersichtlich ist;

FIG.2A-2D: ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem sowie eine

Energieführungskette erfindungsgemäßer mit Detektor- Anordnung im vertikalen Längsschnitt (FIG.2A, gemäß Schnittlinie A-A aus FIG.2C) , in Draufsicht (FIG.2C) , im horizontalen Längsschnitt (FIG.2B, gemäß Schnittlinie B-B aus FIG.2C) , und in Perspektivansicht (FIG.2D) jeweils im funktionstüchtigen Zustand der Energieführungskette, welche jeweils nur teilweise gezeigt ist;

FIG.3A-3B: eine schematische Darstellung der

Energieführungskette und des Detektors bei einem Bruch in der Energieführungskette (FIG.3A) oder bei einem Abriss der der Energieführungskette und des Zugseils der Detektor-Anordnung (FIG.3B) , jeweils in Schnittansichten entsprechend FIG.2B; und

FIG.4: einen vergrößerten horizontalen Längsschnitt (gemäß

Schnittlinie B-B aus FIG.2A) durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Detektors als solchen (in der nominalen Ruhelage bei funktionstüchtiger unbeschädigter Energieführungskette) mit welchem erfindungsgemäßes ein in einer Außenhülle geführtes Zugseil zusammenwirkt .

Der in FIG.l beispielhaft dargestellte Knickarmroboter bzw. Gelenkarmroboter 1 besitzt eine Basis 2 mit an der Basis befestigten Schwenkarmabschnitten 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, wobei die Kabel und Schläuche für einen nicht dargestellte Anwendung bzw. , einen nicht gezeigten Endeffektor, z.B. ein Greifer, eine Schweißzange oder dergleichen, entlang der Schwenkarmabschnitte 3a, 3b, 3c, 3d, 3e von einem unteren Anschlusspunkt A zu einem oberen Anschlusspunkt B, in einer Energieführungskette 4 zur Roboterhand mit dem Endeffektor (nicht gezeigt) geführt sind. Ungeachtet des Robotertyps ist die Energieführungskette 4 dabei zumindest in bestimmten Abschnitten räumlich auslenkbar bzw. mit zumindest drei Freiheitsgraden bewegbar, sodass die Energieführungskette 4 den Bewegungen der Gelenke des Gelenkarmroboters 1 folgen kann.

Die Energieführungskette 4 ist in FIG.l z.B. an dem oberen Anschlusspunkt B ortsfest angebracht und z.B. um ihre Längsachse drehbar angeschlagen und wird an dem Schwenkarm 3b von einer Buchse 5 längsverschieblich gehalten. Die Energieführungskette 4 ist ebenfalls am Anschlusspunkt A festgelegt und verläuft bis zu dem oberen Anschlusspunkt B.

Eine für einen Gelenkarmroboter 1 besonders geeignete Energieführungskette 4 ist an sich bekannt und z.B. in WO 2004/093279 Al beschrieben, auf welche zur Verkürzung verwiesen sei bzw. deren Lehre insoweit hier durch Verweis einbezogen wird. Auch andere Energieführungsketten, z.B. in einer Ebene verfahrbare konventionelle Energieführungsketten bzw. Schlepp ketten, können im Rahmen der Erfindung vorteilhaft mit der vorgeschlagenen Detektor- Anordnung ausgerüstet werden. Ein Ausführungsbeispiel der Detektor-Anordnung ist in FIG.2-4 veranschaulicht und sei im Folgenden näher beschrieben.

In FIG.2A-2D ist ein Teilabschnitt einer räumlich auslenkbaren Energieführungskette 4 nach dem Prinzip aus WO 2004/093279 Al näher gezeigt. Die einzelnen Kettenglieder 7 haben einen mittleren bzw. zentralen Kern mit Kugelgelenkkopf 7A und korrespondierender Kugelgelenkaufnahme 7B zur räumlich auslenkbaren und in Längsrichtung L zugfesten gelenkigen Verbindung der Kettenglieder 7, hier z.B. in Art einer Kugelgelenkverbindung. Die Kettenglieder 7 bilden je einen stirnseitig offenen Aufnahmeraum, der mittels radial außenseitiger kreisbogenförmiger Führungselemente 7C begrenzt ist, sodass die Kettenglieder 7 in Kettenlängsrichtung zumindest einen Führungskanal für Leitungen (nicht gezeigt) für die gewünschte Anwendung, wie z.B. in FIG.l, bilden. Die Führungselemente 7C sind über jeweils einen Steg mit dem zentralen Kern, hier einteilig verbunden.

Eine erfindungsgemäße Detektor-Anordnung 200, vgl . FIG.2A-2C, hat eine flexible, in einer Zugrichtung drucksteife Außenhülle 20, in welcher ein überwiegender Teil der Länge eines Zugseils 22 geführt ist. Die Außenhülle 20 mit darin verschieblich geführtem Längsabschnitt des Zugseils 22 sind entlang eines zu überwachenden Längsabschnitts C, z.B. von dem unteren Anschlusspunkt A bis zum oberen Anschlusspunkt B in FIG.l, geführt. Der Längsabschnitt C umfasst die Mehrzahl oder vorzugsweise alle Kettenglieder 7 bzw. Segmente der Energieführungskette 4. In FIG.2A-2D ist die Anordnung mit Außenhülle 20 und Zugseil 22 in Art eines Bowdenzugs angeordnet und wird innerhalb der der Energieführungskette 4 geführt. Je nach der Energieführungskette, kommt auch eine Führung seitlich außen an der Energieführungskette, z.B. an speziellen Haltern in Betracht, wie z.B. in WO 2016/146706 Al vorgeschlagen.

FIG.4 zeigt eine bevorzugte Bauweise eines Detektors 40, welcher zusammen mit Außenhülle 20 und Zugseil 22 einen weiteren Bestandteil der Detektor-Anordnung 200 darstellt. Der Detektor 40 ist zur Erkennung einer Relativbewegung von Zugseil 22 relativ zur Außenhülle 20 vorgesehen und hierzu eingerichtet. Der Detektor 40 hat ein Detektorgehäuse 42 , z . B . aus zwei Spritzgussschalen, in welchem ein längliches , plattenförmiges Indikatorelement 44 durch eine Linearführung 46 längsverschieblich in Längsrichtung bzw . in und gegen die Zugrichtung Z geführt ist . Das Indikatorelement 44 ist an einem Endbereich mit dem einen ersten Seilende 22A des Zugseils 22 verbunden, z . B . mittels einer Klemmplatte 47 oder dergleichen . Am anderen Endbereich ist das Indikatorelement 44 mit einer Zugfeder 48 z . B . einer Spiralfeder verbunden, die im Detektorgehäuse 42 aufgenommen ist und auf das Seilende 22A des Zugseils 2 über das Indikatorelement 44 eine vorbestimmte Vorspannung in Zugrichtung Z ausübt . Das Detektorgehäuse 42 hat eine Grundplatte mit Befestigungslasche , zum Befestigen z . B . am Roboterarm, z . B . nahe dem unteren Anschlusspunkt A wie in FIG . l .

Am Detektorgehäuse 42 ist auch ein entsprechend erstes Ende 20A der Außenhülle 20 angebracht , wobei das Detektorgehäuse 42 ein Auflager zur Druckkraftaufnahme für dieses Ende der Außenhülle 20 bildet .

Zur Einstellung der Vorspannung der Außenhülle 20 und/oder des Zugseils 22 hat das Detektorgehäuse 42 des Detektors 40 eine Stellvorrichtung . Diese hat hier z . B . eine Stellschraube 49 die in Art eines Endstücks mit Gewinde für Seilzüge bzw . Bowdenzüge ausgeführt ist und in einem Gewinde koaxial zur Längsrichtung am Detektorgehäuse 42 relativ zu diesem verstellbar ist . Die Stellschraube 49 erlaubt eine axiale Verschiebung des ersten Endes 20A der Außenhülle 20 und dadurch eine Einstellung der Vorspannung auf die Außenhülle 20 .

Die Detektor-Anordnung 200 hat weiterhin endseitig an der Außenhülle ein Betätigungsteil 24 , welches relativ zur druckfesten Außenhülle 20 in Kettenlängsrichtung L verschieblich ist und an welchem ein zweites , vom Detektor abgewandte Seilende 22B des Zugseils durchgeführt und z . B . mittels Pressnippel oder dgl . zugfest angebracht ist und gegen Lösung in Zugrichtung Z gehalten . Das Betätigungsteil 24 ist als hohle Endhülse ausgeführt , welche mittels einer Aufnahme 24A mit Spiel auf das zweite äußere Ende 20B der Außenhülle 20 aufsteckbar ist und gegenüber dieser in Längsrichtung L verschieblich ist . Das Betätigungsteil 24 ist an einem Kettenglied 7 oder einem Befestigungspunkt außerhalb der Energieführungskette 4 angebracht. Das Betätigungsteil 24 ist am Befestigungspunkt z.B. befestigt bzw. zumindest in Längsrichtung unbeweglich, insbesondere gegen Kraft in Zugrichtung Z, gehalten, z.B. am oberen Anschlusspunkt B (FIG.l) des Gelenkarmroboters 1. Andererseits ist ein Endbereich der Außenhülle 20, nahe deren erstem Ende 20A, ebenfalls befestigt, z.B. an dem oder nahe dem unteren Anschlusspunkt A (FIG.l) des Gelenkarmroboters 1, oder mit dem Detektorgehäuse ortsfest, z.B. am Gelenkarmroboter 1 oder einem dort festgelegten Kettenglied 7, befestigt.

Der Detektor 40 hat zur Zusammenwirkung mit dem vom ersten Seilende 22A des Zugseils 22 in Längsrichtung L betätigten und dadurch verstellbaren Indikatorelement 44 ein Sensorelement. Im hier gezeigten Beispiel ist genau ein Näherungsschalter 50 als (hier einziges) Sensorelement vorgesehen, z.B. ein preiswerter induktiver Näherungsschalter. Für diese Zusammenwirkung weist das Indikatorelement 44 ein Langloch 44A auf, sodass der Näherungsschalter 50 nur dann ein Erkennungssignal erzeugt, wenn ein vorbestimmter Ausschlag bzw. eine vorbestimmte Auslenkung des Zugseils 22 durch Relativbewegung von Zugseil 22 und Außenhülle 20 entsteht .

Zwei beispielhafte vom Detektor 40 erfassbare Fehlerfälle sind schematisch in FIG.3A und FIG.3B veranschaulicht. Im Falle eines Bruchs der Energieführungskette 4, wie schematisiert bei X in FIG.3A gezeigt, bewirkt eine Querlast eines Teils der Kettenglieder 7 auf Außenhülle 20 (Lastwirkung nicht dargestellt) ein Herausziehen des zweiten Endes 20B der Außenhülle 20 aus dem Betätigungsteil 24 des Zugseils 22. Dadurch wird das Indikatorelement 44 in die in FIG.3A gezeigte Stellung bewegt, voll gegen Zugrichtung Z ausgezogen, sodass sich das Langloch 44A nicht mehr über dem Näherungsschalter 50 befindet und dieser ein Signal auslöst, das einen Bruch der Energieführungskette 4 anzeigt. Im Falle eines vollständigen Abrisses der Energieführungskette 4 und/oder der Außenhülle 20 mit Zugseil 22, dessen Riss ebenfalls einen möglichen Fehlerfall wegen Detektorausfalls darstellt, schematisiert bei Y in FIG.3B gezeigt, bewirkt die Federbelastung durch die Zugfeder 48 ein Einziehen des ersten Endes des Zugseils 22A bzw. des Indikatorelements 44 in die in FIG . 3B gezeigte Stellung , ganz in Zugrichtung Z eingezogen . Auch in diesem Fall liegt das Langloch 44A nicht mehr über dem Näherungsschalter 50 und dieser löst somit ein Signal , z . B . zu Wartungszwecken aus .

Die Bauweise des Detektors 40 wird durch die Nutzung einer Außenhülle 20 in der oben beschriebenen Weise erheblich vereinfacht . Eine konstruktiv sehr einfache und preiswerte Überwachung an räumlich auslenkbaren Energieführungskette 4 für Roboter wird hiermit ermöglicht .

Das Zugseil 22 bzw . der Zug und die Außenhülle 20 betätigen nach Art eines Bowdenzugs den Detektor , wobei j edoch kein eigentlicher Aktuator am Zugseil 22 vorgesehen ist , sondern eine Last auf der Außenhülle 20 bzw . ein Bruch messbar werden soll . Das Zugseil 22 hat dazu eine größere Länge als die Außenhülle 20 und/oder ist mit einem überwiegenden Anteil seiner Länge in der Außenhülle 20 auf genommen und geführt .

Bevorzugt beträgt die Länge der Außenhülle 20 ein Vielfaches der Kettenteilung bzw . Längsabmessung der Kettenglieder 7 und/oder zumindest 10% , insbesondere zumindest 25% der Kettenlänge der Energieführungs kette 4 . Für eine zuverlässige Erkennung und/oder einfache Montage ist die Außenhülle 20 zumindest mit einem überwiegenden Anteil ihrer Länge innerhalb der Energieführungs kette 4 geführt . Dabei kann die Außenhülle 20 mit dem darin geführten Zugseil 22 zumindest abschnittsweise lose in der Energieführungs kette verlegt sein .

Jede geeignet Außenhülle 20 kann verwendet werden, insbesondere eine Zugseil-Außenhülle für einen Bowdenzug , die röhrenförmig einen Hohlraum bildet , in welchem zumindest ein Längsabschnitt des Zugseils 22 geführt wird . Die Außenhülle 20 kann dazu als tragendes Element eine röhrenförmige und/oder durchgehende Flachdrahtspirale oder Runddrahtspirale umfassen . Die Außenhülle 20 hat vorzugweise einen Außendurchmesser 10mm, insbesondere 7mm . Das Zugseil kann als Kunststof f-Seil oder Stahldrahtseil , ausgeführt sein und ist möglichst dehnungsarm gewählt , vorzugsweise mit einem Durchmesser 2mm.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für räumlich auslenkbare Energieführungsketten, aber ebenfalls auf konventionelle Energieführungsketten anwendbar die in einer Ebene verfahren wie z.B. in WO 2015/118143 Al. Somit kann z.B. ein Austausch einer bekannten Vorrichtung, z.B. einer Vorrichtung wie in FIG.1A-1B der WO 2015/118143 Al gezeigt, mittels einer mitnehmerseitigen Anordnung gemäß FIG.2A-2D erfolgen. Die hier vorgeschlagene Anordnung zur Überwachung der Energieführungskette erlaubt nebst günstiger Bauweise auch eine zuverlässige Erkennung von Fehler fällen . Wie weiterhin in WO 2015/118143 Al (dort zu FIG.1A-1B) beschrieben kann der mit dem Zugseil verbundene Detektor signaltechnisch an eine geeignet Auswertungseinheit (hier nicht gezeigt) angeschlossen werden, welche eingerichtet ist, um durch den Detektor erfasste Signale hinsichtlich eines möglichen Bruchs in der Energieführungskette 4 auszuwerten. Die Auswertungseinheit kann im Falle eines erkannten Bruchs vorzugsweise ein Nothaltsignal und/oder ein Wartungssignal ausgeben.

Bezugszeichenliste

1 Roboter

2 Basis

3a, 3b , 3c, 3d, 3e Schwenkarmabschnitt

4 Energieführungs kette

5 Buchse

7 Kettenglied

7A Kugelgelenkopf

7B Kugelgelenkaufnahme

7C Führungselement

20 Außenhülle

22 Zugseil

22A, 22B Seilende

24 Betätigungsteil

40 Detektor

42 Detektorgehäuse

44 Indikatorelement

44A Langloch

46 Linearführung

47 Klemmplatte

48 Zugfeder

49 Stellschraube

50 Näherungsschalter

200 Detektor-Anordnung

A, B Anschlusspunkt

C Längsabschnitt

L Kettenlängsrichtung

X Bruch ( Energieführungskette )

Y Riss ( Zugseil )

Z Zugrichtung