DE102004047525A1

DE102004047525A1 - Reduced inertia gantry crane system especially for machining large workpieces has the gantry made of a framework of struts reinforced by insert panels

Info

Publication number: DE102004047525A1
Application number: DE102004047525A
Authority: DE
Inventors: Michael Scheff
Original assignee: DYNEXA GmbH
Current assignee: DYNEXA GmbH
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-04-06

Abstract

A reduced inertial gantry crane system, e.g. for fast processing cycles for machining large workpieces, has the gantry (4) made of a framework of lightweight struts (7) which define the outline of the gantry. The spaces between some of the framework are filled by panels (8) which reinforce the framework without undue increase in weight. A lightweight panel is obtained by sandwiching a hard foam inner between carbon fibre reinforced outer panels. The struts can be hollow and made of a carbon fibre reinforced material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragrahmenanordnung, insbesondere für ein mehrachsiges Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum im Portalbauweise, mit mindestens einem Paar parallel beabstandet voneinander und ortsfest zum Boden angeordneter Führungsschienen, auf welchen eine Gantry in X-Richtung verfahrbar angeordnet ist, welche eine in Y-Richtung bewegbare Traverse führt, an der eine in Z-Richtung bewegbare Pinole zur Aufnahme von Werkzeugen angeordnet ist, wobei die Gantry mehrere Stangenelemente als Verstrebung aufweist.The The present invention relates to a support frame arrangement, in particular for a multi-axis high-speed machining center in gantry construction, with at least one pair spaced parallel from each other and stationary to the floor arranged guide rails, on which a gantry is arranged movable in the X direction, which a movable in the Y direction traverse leads to the one movable in the Z direction Quill is arranged for holding tools, the gantry has several rod elements as a strut.

Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren zählen zu der Gruppe der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen und zeichnen sich durch die Möglichkeit der Komplettbearbeitung großvolumiger Werkstücke von mehreren Seiten her aus. Dafür verfügen derartige Bearbeitungszentren über wenigstens drei translatorische Achsen die mit einer numerischen Steuerung versehen sind. Zu dem werden diese meistens durch eine oder zwei rotatorisch, numerisch gesteuerte Achsen ergänzt. Mit einem solchen Bearbeitungszentrum werden gewöhnlich Zerspannungsarbeiten, wie Fräsen, Bohren, Senken, Reiben, Ausdrehen und dergleichen durchgeführt. Die Verteilung der einzelnen Bewegungsachsen auf die verschiedenen Baugruppen, wie Ständerbaugruppe, Traverse oder Pinole, ist ein zusätzliches Unterscheidungsmerkmal. Denn hierdurch wird im entscheidenden Maße der Aufbau der Tragrahmenanordnung bestimmt.High speed machining centers counting to the group of numerically controlled machine tools and drawing through the possibility Complete machining of large-volume workpieces from several pages ago. Therefore feature such machining centers over at least three translational axes with a numeric Control are provided. These are usually through a or two rotary, numerically controlled axes added. With such machining centers are usually machining work, like milling, Drilling, lowering, rubbing, boring and the like carried out. The Distribution of the individual axes of motion on the various assemblies, like stand assembly, Traverse or quill, is an additional distinguishing feature. Because this is the decisive extent the structure of the support frame assembly certainly.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tragrahmenanordnung in Portalbauweise. Mit der Portalbauweise sind translatorische Achsen in X-, Y- sowie Z-Richtung in Verbindung mit besonders großvolumigen Werkstücken möglich.The The present invention relates to a support frame assembly in portal construction. The gantry design translates into translatory axes in X-, Y- and Z-direction in connection with particularly large volume workpieces possible.

Um die Bearbeitungszeiten eines Werkstücks zu minimieren setzen sich zunehmend sogenannte Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren am Markt durch. Eine Minimierung der Bearbeitungszeit wird hier erreicht, indem die bewegten translatorischen Achsen möglichst leichtbauend ausgeführt werden.Around to minimize the processing times of a workpiece increasingly called high-speed machining centers on Market through. A minimization of the processing time is achieved here, in that the moving translatory axes are made as light as possible.

Aus der EP 1 344 600 B1 geht ein solches Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum hervor, welches gattungsgemäß in Portalbauweise ausgeführt ist. Das bekannte Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum besteht im Wesentlichen aus einer Tragrahmenanordnung mit einem Paar von Führungsschienen, welche über mehrere Ständer ortsfest zum Boden angeordnet sind. Über die beiden Führungsschienen verläuft eine Gantry, die hierauf in X-Richtung bewegbar ist. Die Gantry wiederum bildet den Rahmen für eine in Y-Richtung relativ hierzu bewegbare Traverse, die eine in Z-Richtung auf und nieder bewegbare Pinole trägt. Endseitig der Pinole befindet sich das Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks.From the EP 1 344 600 B1 goes out such a high-speed machining center, which is designed in generic gantry design. The known high-speed machining center consists essentially of a support frame assembly with a pair of guide rails, which are arranged on several stands stationary to the ground. A gantry runs along the two guide rails, which can then be moved in the X direction. The gantry, in turn, forms the frame for a traverse movable in the Y direction relative thereto, which carries a quill which can be moved up and down in the Z direction. End of the quill is the tool for machining the workpiece.

Um eine leichte und möglichst steife Tragrahmenanordnung zu erhalten wird hier vorgeschlagen, die Gantry aus Kohlefaser-Stangenelementen zu bilden, die sich fächerförmig von je einem mittigen Zentrallager oberhalb der Gantry herab erstrecken. Im Prinzip handelt es sich hierbei also um eine Art Fachwerkstruktur, welcher der Gantry eine hohe Steifigkeit verleiht. Denn es werden ausschließlich Stangenelemente zum Aufbau der Gantry eingesetzt.Around a light and possible To obtain rigid support frame assembly is proposed here, The gantry is made of carbon fiber rod elements that fan out from each other each extend down a central central warehouse above the gantry. in the Principle, this is a kind of framework structure, which gives the gantry a high rigidity. Because it will be exclusively Rod elements used to build the gantry.

Untersuchungen des statischen und dynamischen Verhaltens der bekannten Tragrahmenanordnung haben ergeben, dass sich diese in erheblichem Maße bereits unter dem Eigengewicht verformt. Dieses Verhalten wirkt sich nachteilig auf die Genauigkeit des Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrums aus. Insbesondere ist ein Senken der Pinole zu beobachten. Einzelne Stangenelemente, welche im Bereich der Führungsschienen platziert sind verformen sich zum Teil stärker als die Gesamtstruktur. Im Hinblick auf die Dynamik ist bei Beschleunigungen in Fahrrichtung der Gantry (X-Richtung) eine Verformung an der Pinolenspitze zu beobachten. All diese Schwachpunkte in der Steifigkeit der bekannten Tragrahmenanordnung gehen zu Lasten einer präzisen Bearbeitung des Werkstücks, so dass dort Maßtoleranzen als Abweichung zwischen Ist- und Sollmaß entstehen, welche oftmals nicht dem aktuellen Anforderungen entsprechen.investigations the static and dynamic behavior of the known support frame assembly have shown that they are already significantly below their own weight deformed. This behavior is detrimental to accuracy of the high-speed machining center. Especially is a lowering of the quill to watch. Individual rod elements, which in the area of the guide rails Some of them are deformed more heavily than the entire structure. With regard to the dynamics is in accelerations in the direction of travel the gantry (X-direction) to a deformation at the Pinolenspitze too observe. All these weaknesses in the stiffness of the known Support frame arrangement are at the expense of a precise machining of the workpiece, so that there dimensional tolerances arise as a deviation between actual and nominal dimensions, which often do not meet the current requirements.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Tragrahmenanordnung für ein mehrachsiges Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum in Portalbauweise zu schaffen, welche sich insbesondere durch eine höhere Steifigkeit bei möglichst geringem Gewicht und möglichst einfacher Herstellung auszeichnet.It Therefore, the object of the present invention is a support frame assembly for a Multi-axis high-speed machining center in gantry design to create, which in particular by a higher rigidity if possible low weight and possible simple production distinguishes.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer Tragrahmenanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit diesem kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The Task is based on a support frame assembly according to the preamble of claim 1 in conjunction with this characterizing feature solved. The following dependent claims give advantageous developments of the invention again.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass Stangenelemente bei der Gantry lediglich zur Bildung äußerer Körperkanten der Gantry dienen, wogegen mehrere durch diese Stangenelemente eingerahmte Flächenabschnitte der Gantry durch Plattenelemente als versteifende Füllkörper gebildet sind.The invention includes the technical teaching that rod elements in the gantry only serve to form outer body edges of the gantry, whereas several framed by these rod elements surface portions of the gantry formed by plate elements as stiffening packing are.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, das unter Beibehaltung einer geringen Masse eine besonders hohe Steifigkeit erzielt wird. Untersuchungen haben ergeben, dass die erfindungsgemäß ausgebildete Gantry um ca. 25% in horizontaler sowie in vertikaler Richtung steifer ist als die eingangs beschriebene Lösung des Standes der Technik. Es lassen sich mit der erfindungsgemäßen Lösung bezogen auf das Gesamtgewicht höhere Steifigkeiten bezüglich Verformungen aufgrund von Beschleunigungen in Z-Richtung und in X-Richtung erreichen. Gegenüber der eingangs diskutierten Tragrahmenanordnung sind zu dem wesentlich weniger Verbindungsmuffen für die Stangenelement erforderlich, da entsprechend weniger Knotenpunkte existieren. Hieraus resultiert ein vergleichsweise geringerer Montageaufwand. Denn die Plattenelemente verbinden die einzelnen Stangenelemente.Of the Advantage of the invention is solution in particular, while maintaining a low mass a particularly high rigidity is achieved. Have investigations show that the inventively designed Gantry stiffer by about 25% in both horizontal and vertical directions is as the solution described at the outset of the prior art. It can be with the inventive solution based on the total weight higher Stiffnesses regarding Deformations due to accelerations in the Z direction and in the X direction to reach. Across from The initially discussed support frame assembly are essential to that less connecting sleeves for the rod element required because correspondingly fewer nodes exist. This results in a relatively lower installation costs. Because the plate elements connect the individual rod elements.

Vorzugsweise sind die die Stangenelemente verbindenden Plattenelemente als Sandwichplatten ausgebildet. Die Sandwichplatten bestehen je aus zwei Deckplatten aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff, welche einen Hartschaumkern einschließen. Derartige Sandwichplatten wurden bisher im Automobilbau, im Flugzeugbau und besonders zur Konstruktion von Rennjachten eingesetzt. Die Sandwichplatten zeichnen sich durch eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen Verformung in Verbindung mit einer besonders geringen Masse aus.Preferably the plate elements connecting the rod elements are designed as sandwich plates. The sandwich panels each consist of two cover plates made of a carbon fiber composite material, which include a hard foam core. Such sandwich panels were previously in the automotive industry, in aircraft and especially for the construction used by racing yachts. The sandwich panels are characterized by a particularly high resistance against deformation in conjunction with a particularly low mass out.

Dem gegenüber sind die Stangenelemente bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Gantry hohlzylinderförmig ausgebildet und bestehen ebenfalls aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff. Diese Materialwahl in Verbindung mit dem hohlzylinderförmigen Querschnitt verleihen auch den Stangenelementen eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen Verformung in Verbindung mit einer geringen Masse.the across from are the rod elements in the inventively designed gantry hollow cylinder-shaped and also made of a carbon fiber composite material. This material choice in conjunction with the hollow cylindrical cross section also the rod elements a particularly high resistance against deformation in conjunction with a low mass.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernde Maßnahme ist die Gantry aus zwei im Querschnitt gesehen spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Gantryteilen aufgebaut, die über als Querstreben dienende Stangenelemente miteinander in Verbindung stehen. Diese Konstruktion verleiht der Gantry bei den verwendeten – vorstehend beschriebenen – Bauteilen eine funktionsgerechte Gestalt. Denn die in Y-Richtung bewegbare Traverse lässt sich besonders günstig in den zwischen beiden Gantryteilen gebildeten Freiraum anordnen.According to one Another measure improving the invention is the gantry of two Seen in cross section mirror symmetry to each other Gantry parts built over serving as cross struts rod elements with each other stand. This construction gives the gantry the used - above described - components a functional shape. Because the movable in the Y direction Traverse leaves especially cheap Arrange in the space formed between the two gantry parts.

Eine besonders stabile Konstruktion für jedes Gantryteil kann erreicht werden, in dem dieses in etwa den Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks besitzt, dessen horizontale Kathete parallel zur Führungsschiene angeordnet ist, wogegen dessen vertikale Kathete nach innen gerichtet ist und parallel zur vertikalen Kathete des gegenüberliegenden Gantryteils verläuft, wobei die Hypotenuse nach außen gerichtet ist. Dabei ist je ein Plattenelement vorzugsweise dem Bereich der horizontalen Kathete, der vertikalen Kathete sowie der Hypotenuse zugeordnet.A very stable construction for every gantry part can be reached, in which this approximately the Cross-section of a right-angled triangle, whose horizontal Catheter parallel to the guide rail is arranged, whereas its vertical catheters directed inward is and parallel to the vertical catheter of the opposite Gantryteil runs, taking the hypotenuse outward is directed. In this case, a plate element is preferably the Area of the horizontal catheter, the vertical catheter and the Associated with hypotenuse.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme können in den von den Plattenelementen jedes Gantryteils eingeschlossenen Raum mehrere, je die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisende Verstärkungsplatten beabstandet voneinander angeordnet sein. Vorzugsweise sind diese Verstärkungsplatten ebenfalls als Sandwichplatten entsprechend dem Aufbau der Plattenelemente ausgebildet. Es ist auch denkbar, die Plattenelemente sowie die Verstärkungsplatten mit Aussparungen zur weiteren Gewichtseinsparung zu versehen, sofern solche Aussparungen nicht die Steifigkeit der Gantry beeinträchtigt.According to one Further measure improving the invention may be in the of the plate elements each gantry part enclosed space several, depending on the shape of a right triangle having reinforcing plates be spaced apart from each other. Preferably, these are reinforcement plates also as sandwich panels according to the structure of the plate elements educated. It is also conceivable, the plate elements and the reinforcement plates provided with recesses for further weight saving, provided such recesses do not affect the rigidity of the gantry.

Bei Ausbildung der Gantryteile mit einem rechtwinkligen Dreiecksquerschnitt wird ein in etwa quaderförmiger Freiraum geschaffen. Denn die vertikalen Katheten jedes Gantryteils sind senkrecht zu den Führungsschienen ausgerichtet. Dies schafft die Voraussetzung dafür, dass die Traverse aus einer in einem unteren Führungsschienenpaar der Gantry verlaufenden Traversenunterteil ausgebildet werden kann, das mit einem in einem oberen Führungsschienenpaar der Gantry verlaufenden Traversenoberteil über ein rohrförmiges Pinolengehäuse in Verbindung steht. Durch diesen speziellen konstruktiven Aufbau der Traverse kann in Verbindung mit dem speziellen Aufbau der Gantry eine Zweiebenenführung für die Traverse geschaffen, welche eine besonders genaue und stabile Führung der Traverse entlang der Y-Richtung an der Gantry ermöglicht.at Formation of the gantry parts with a right-angled triangular cross-section becomes a roughly cuboid Freedom created. Because the vertical catheters of each gantry part are perpendicular to the guide rails aligned. This creates the condition for the traverse from a in a lower guide rail pair the gantry extending truss bottom can be formed, with one in an upper pair of guide rails the gantry extending truss upper part is connected via a tubular sleeve housing. Due to this special construction of the traverse can in Connection with the special construction of the gantry a two-level guide for the crossbeam created, which is a particularly accurate and stable leadership of the Traverse along the Y-direction at the gantry allows.

Gemäß einer weitern die Erfindung verbessernde Maßnahme sind die Plattenelemente vorzugsweise an den die Kanten bildenden Stangenelementen durch anlaminieren verbunden. Diese Verbindungsart gestattet eine feste und dauerhafte Verbindung beider Bauteile entlang der gesamten Verbindungsstrecke. Gegenüber einer punktuellen Verbindung wird damit ein sogenannter Gardineneffekt vermieden, welcher ansonsten aufgrund der Belastungen der Tragrahmenanordnung an dieser Stelle entstehen könnte. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, die Plattenelemente mit den Stangenelementen durch Verkleben oder dergleichen zu verbinden. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die Verbindungsstelle ausreichend haltbar ist.According to one weiter the invention improving measure are the plate elements preferably at the edge forming rod elements laminated. This connection type allows a fixed and permanent connection of both components along the entire connecting path. Across from a punctual connection thus a so-called curtain effect is avoided which otherwise due to the loads of the support frame assembly could arise at this point. Alternatively, it is also conceivable, the plate elements with the Rod members by gluing or the like to connect. in this connection However, make sure that the connection point is sufficient is durable.

Dem gegenüber können die Stangenelemente untereinander an den Knotenpunkten über Verbindungsmuffen aus Leichtmetall miteinander verbunden werden. Zusätzlich sollte diese Verbindung durch Kleben gesichert werden.On the other hand, the rod elements can be connected to each other at the nodes via connecting sleeves made of light metal. In addition, this verbin should be secured by gluing.

Weiter die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred Embodiment of Invention with reference to the figures shown. It shows:

1 eine perspektivische Ansicht eines mehrachsigen Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum in Portalbauweise, 1 a perspective view of a multi-axis high-speed machining center in gantry design,

2 eine Seitenansicht des Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrums nach 2, und 2 a side view of the high-speed machining center after 2 , and

3 eine Schnittdarstellung als Detail Z aus 2 im Verbindungsbereich zwischen Stangenelement und Plattenelement. 3 a sectional view as a detail Z from 2 in the connection area between rod element and plate element.

Gemäß 1 besteht die Tragrahmenanordnung eines mehrachsigen Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrums in Portalbauweise aus einem Paar parallel beabstandet voneinander angeordneter Führungsschienen 1a, 1b. Die Führungsschienen 1a, 1b sind jeweils über zugeordnete Ständerreihen 2a bzw. 2b ortsfest zum Boden 3 platziert. Das Paar von Führungsschienen 1a, 1b bildet hierbei eine Fahrbahn für eine Gantry 4, welche in X-Richtung hierauf verfahrbar angeordnet ist. Der Antrieb der Gantry 4 erfolgt über an sich bekannte – hier nicht weiter im Detail dargestellte – Antriebsmittel.According to 1 For example, the gantry assembly of a multi-axis gantry type high-speed machining center consists of a pair of parallel spaced guide rails 1a . 1b , The guide rails 1a . 1b are each about assigned stand rows 2a respectively. 2 B stationary to the ground 3 placed. The pair of guide rails 1a . 1b This forms a lane for a gantry 4 , Which is arranged movable in the X direction thereto. The drive of the gantry 4 via known per se - not shown here in detail - drive means.

Die Gantry 4 wiederum bildet eine Führung für eine in Y-Richtung relativ hierzu bewegbare Traverse 5. Die Traverse 5 ihrerseits ist eine Aufnahme für eine in Z-Richtung bewegbare Pinole 6. Die Pinole 6 dient der Aufnahme von – nicht weiter dargestellten – Werkzeugen mit welchen das – ebenfalls hier nicht weiter dargestellte – Werkstück spannend in an sich bekannter Weise bearbeitbar ist.The gantry 4 in turn forms a guide for a relative to this movable in the Y direction traverse 5 , The traverse 5 in turn, is a receptacle for a moveable quill in the Z direction 6 , The quill 6 is used to hold - not shown - tools with which the - also not shown here - workpiece is machined exciting manner known per se.

Zur Erzielung einer möglichst hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit sind die bewegbaren Bestandteile des Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrums, hier insbesondere die Gantry 4 mit Traverse 5 und Pinole 6, besonders leichtbauend ausgeführt. Die Gantry 4 besteht im Wesentlichen aus einzelnen Stangenelementen 7a, 7b, 7c, u.s.w., welche erfindungsgemäß jedoch lediglich zur Bildung äußerer Körperkanten der Gantry 4 dienen. Die durch mehrere solcher Stangenelemente 7 eingerahmten Flächenabschnitte der Gantry 4 werden dagegen durch Plattenelemente 8 als versteifende Füllkörper gebildet.To achieve the highest possible processing speed are the movable components of the high-speed machining center, in particular the gantry 4 with traverse 5 and quill 6 , especially light-weight construction. The gantry 4 consists essentially of individual rod elements 7a . 7b . 7c , etc., which according to the invention, however, only for the formation of outer body edges of the gantry 4 serve. The through several such rod elements 7 framed surface sections of the gantry 4 in contrast by plate elements 8th formed as stiffening filler.

Gemäß 2 besteht die Gantry 4 aus zwei im Querschnitt gesehen spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Gantryteilen 9a und 9b. Beide Gantryteile 9a und 9b sind über als Querstreben dienende Stangenelemente 7d und 7f an beiden Seiten miteinander verbunden. Jedes Gantryteil 9a oder 9b besitzt in etwa den Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks. Die horizontale Kathete 10 dieses rechtwinkeligen Dreiecks verläuft parallel zur benachbarten Führungsschiene 1a bzw. 1b. Die vertikale Kathete 11 des rechtwinkeligen Dreiecks eines jeden Gantryteils 9a oder 9b ist jeweils nach innen gerichtet und parallel zur vertikalen Kathete 11' des gegenüberliegenden Gantryteils ausgerichtet. Schließlich ist die Hypotenuse 12 eines jeden Gantryteils 9a bzw. 9b nach außen gerichtet, so dass die Hypotenusen 12, 12' beider Gantryteile 9a bzw. 9b der Gantry 4 eine dachförmige Gestalt verleihen. Hierbei ist je ein Plattenelement 8a bis 8c dem Bereich der horizontalen Kathete 10, der vertikalen Kathete 11 sowie der Hypotenuse 12 des Gantryteils 9a zugeordnet. (Dasselbe gilt analog auch hinsichtlich des anderen, spiegelsymmetrisch hierzu angeordneten Gantryteils 9b.) In den von den Plattenelementen jedes Gantryteils 9a und 9b eingeschlossenen Innenraum sind mehrere, hier die Form eines rechtwinkeligen Dreiecks aufweisende Verstärkungsplatten 13 beanstandet voneinander angeordnet. Die längs zur Gantry 4 bewegbare Traverse 5 ist in einem zwischen beiden Gantryteilen 9a und 9b gebildeten Freiraum 14 angeordnet. Die Traverse 5 besteht im Wesentlichen aus einem Traversenoberteil 15a und einem Traversenunterteil 15b, welches über ein hohlzylinderförmiges Pinolengehäuse 16 dem Traversenoberteil 15a fest in Verbindung steht. Verschiedene Stangenelemente 7 sind am Knotenpunkt und über Verbindungsmuffen 17 aus Leichtmetall miteinander verbunden, wobei zusätzliche Verklebungen als Sicherung vorhanden sind.According to 2 is the gantry 4 from two seen in cross section mirror symmetry arranged gantry parts 9a and 9b , Both gantry parts 9a and 9b are about serving as cross struts rod elements 7d and 7f connected on both sides. Every gantry part 9a or 9b has approximately the cross section of a right triangle. The horizontal catheter 10 This right-angled triangle runs parallel to the adjacent guide rail 1a respectively. 1b , The vertical catheter 11 the right triangle of each gantry part 9a or 9b is in each case directed inwards and parallel to the vertical catheter 11 ' aligned opposite the gantry part. Finally, the hypotenuse 12 every gantry part 9a respectively. 9b directed outwards, leaving the hypotenuses 12 . 12 ' both gantry parts 9a respectively. 9b the gantry 4 give a roof-shaped shape. Here is ever a plate element 8a to 8c the area of the horizontal catheters 10 , the vertical catheter 11 as well as the hypotenuse 12 of the gantry part 9a assigned. (The same applies analogously also with regard to the other, mirror-symmetrically arranged gantry part 9b .) In the plate elements of each gantry part 9a and 9b enclosed interior are several, here in the form of a right triangle having reinforcing plates 13 objected to each other. The lengthways to the gantry 4 movable crossbar 5 is in between one of the two gantry parts 9a and 9b formed free space 14 arranged. The traverse 5 consists essentially of a truss top 15a and a truss bottom 15b , which has a hollow-cylindrical sleeve housing 16 the crosspiece top 15a firmly connected. Various rod elements 7 are at the junction and over connection joints 17 made of light metal with each other, with additional bonds are available as a backup.

Wie aus dem in der 3 dargestellten Detail Z hervorgeht, sind Platenelemente 8a, 8b an den die kantenbildenden Stangenelementen 7 durch Anlaminieren verbunden. Jedes Plattenelement 8a oder 8b ist als sogenannte Sandwichplatte ausgebildet und besteht aus je zwei Deckplatten 18a und 18b aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff, welche einen Hartschaumkern 19 einschließen. Die Stangenelemente 7 sind zur Gewichtseinsparung hohlzylinderförmig ausgebildet und bestehen ebenfalls aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff.Like in the 3 shown detail Z are plate elements 8a . 8b at the edge-forming rod elements 7 connected by lamination. Each plate element 8a or 8b is designed as a so-called sandwich plate and consists of two cover plates 18a and 18b made of a carbon fiber composite material, which is a hard foam core 19 lock in. The rod elements 7 are designed to be hollow cylindrical in weight and also consist of a carbon fiber composite material.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind auch Abwandlungen hiervon geschützt, welche von den nachfolgenden Ansprüchen umfasst sind. So beschränkt sich die Erfindung nicht auf eine Ausbildung von Plattenelementen als Sandwichplatten. Plattenelemente können auch anders aufgebaut sein, sofern dieser sich durch ein geringes Eigengewicht bei gleichzeitig hoher Formstabilität auszeichnen.The Restricted invention not to the preferred embodiment described above. There are also modifications thereof protected, which of the following Claims are. So limited The invention is not limited to a formation of plate elements as sandwich panels. Plate elements can also be constructed differently be, provided that this by a low weight at the same time characterized by high dimensional stability.

11: Führungsschieneguide rail
22: Ständerreihestand series
33: Bodenground
44: Gantrygantry
55: Traversetraverse
66: PinolePinole
77: Stangenelementbar member
88th: Plattenelementpanel member
99: Gantryteilgantry
1010: horizontale Kathetehorizontal cathetus
1111: vertikale Kathetevertical cathetus
1212: Hypotenusehypotenuse
1313: Verstärkungsplattereinforcing plate
1414: Freiraumfree space
1515: Traversenober(unter)teilTravers upper (as) part
1616: Pinolengehäusequill
1717: Verbindungsmuffecoupling sleeve
1818: Deckplattecover plate
1919: HartschaumkernRigid foam core

Claims

Supporting frame arrangement, in particular for a multi-axis, high-speed, gantry-type machining center, with at least one pair spaced parallel from one another and fixed to the ground ( 3 ) arranged guide rails ( 1a . 16 ) on which a gantry ( 4 ) is arranged such that it can move in the X-direction, which traverses a traverse which can be moved in the Y direction (FIG. 5 ), at which a quill movable in the Z-direction ( 6 ) is arranged for receiving tools, wherein the gantry ( 4 ) several rod elements ( 7a . 7b . 7c ) as a strut, characterized in that the rod elements ( 7 ) for forming outer body edges of the gantry ( 4 ), whereas several by the rod elements ( 7 ) framed surface sections of the gantry ( 4 ) by plate elements ( 8th ) are formed as stiffening filler.

Supporting frame arrangement according to claim 1, characterized in that the plate elements ( 8th ) are formed as sandwich panels, each having two cover plates made of a carbon fiber composite material, which include a hard foam core.

Supporting frame arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the rod elements ( 7 ) are hollow cylindrical and made of a carbon fiber composite material.

Supporting frame arrangement according to claim 1, characterized in that the gantry ( 4 ) of two seen in cross-section mirror symmetry arranged gantry parts ( 9a . 9b ) is constructed, which via serving as cross struts rod elements ( 7e . 7f ) communicate with each other.

Supporting frame arrangement according to claim 4, characterized in that each gantry part ( 9a ; 9b ) has approximately the cross-section of a right-angled triangle whose horizontal ( 10 ) parallel to the guide rail ( 1a respectively. 16 ), whereas its vertical ( 11 ) is directed inwards and parallel to the vertical catheter ( 11 ' ) of the opposite gantry part ( 9a respectively. 9b ), the hypotenuse ( 12 ) is directed outwards.

Supporting frame arrangement according to claim 5, characterized in that a respective plate element ( 8a . 8b . 8c ,) the area of the horizontal catheter ( 10 ), the vertical catheter ( 11 ) as well as the hypotenuse ( 12 ) assigned.

Supporting frame arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that in the of the plate elements ( 8th ) of each gantry part ( 9a . 9b ) enclosed interior several, depending on the shape of a right triangle reinforcing plates ( 13 ) are spaced from each other.

Supporting frame arrangement according to claim 7, characterized in that the reinforcing plates ( 13 ) are also formed as sandwich panels.

Supporting frame arrangement according to claim 4, characterized in that the movable in the Y direction traverse ( 5 ) in a free space ( 14 ) between both gantry parts ( 9a . 9b ) is arranged.

Supporting frame arrangement according to claim 1, characterized in that the traverse ( 5 ) essentially consists of one in a lower guide rail pair of the gantry ( 4 ) extending truss bottom ( 15b ), with one in an upper guide rail pair of the gantry ( 4 ) extending truss top ( 15a ) via a tubular sleeve housing ( 16 ) is connected to a two-level guide for the crossbar ( 5 ) to accomplish.

Supporting frame arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rod elements ( 7b . 7d ) at junctions via connecting sleeves ( 17 ) are made of light metal, wherein the compound is configured in the manner of an adhesive connection.

Supporting frame arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the plate elements ( 8a . 8b ) at the edge forming rod elements ( 7 ) are connected by lamination.