DE102005015416A1

DE102005015416A1 - Klemmblock zur Verbindung von sich kreuzenden Rohren und damit hergestellter Tragrahmen

Info

Publication number: DE102005015416A1
Application number: DE200510015416
Authority: DE
Inventors: Alfred Bilsing
Original assignee: Bilsing Automation GmbH
Current assignee: Bilsing Automation GmbH
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Der Klemmblock dient zur Verbindung von sich kreuzenden Rohren von mit Vakuumgreifern bestückten Tragrahmen zum Transport und Halten von Blechteilen in der Automobilindustrie. Er hat einen Mittelteil (10) mit halbzylindrischen Aussparungen zur Aufnahme der Rohre sowie halbschalenartige, durch Schrauben (28, 28', 30, 30') mit diesem zu verbindende Klemmbügel (12, 14). Das Mittelteil (10) ist ein aus CFK bestehender Rohrabschnitt, an dem jeweils für ein Rohr an einem stirnseitigen Ende diametral gegenüberliegende, im wesentlichen halbzylindrische Aussparungen (20, 20', 22, 22') vorhanden sind. Die Klemmbügel (12, 14) bestehen ebenfalls aus CFK. Die Schrauben (28, 28', 30, 30') sind in mit Gewindebohrungen versehene Metallblöcke (24, 24', 26, 26') einschraubbar, die im Mittelteil (10) jeweils seitlich neben dem einen Rohr und axial neben dem anderen Rohr angeordnet und formschlüssig mit dem Mittelteil (10) verbunden sind. In die Aussparungen (20, 20', 22, 22') ist jeweils eine Halbschale (16, 18) aus CFK eingeklebt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Klemmblock zur Verbindung von sich kreuzend aneinander vorbeigeführten Rohren mit einem Mittelteil mit im wesentlichen halbzylindrischen Aussparungen zur Aufnahme der Rohre sowie im wesentlichen halbschalenartigen, durch Schrauben mit dem Mittelteil zu verbindenden Klemmbügeln, durch welche die Rohre in den Aussparungen festklemmbar sind, insbesondere zur Verwendung bei mit Vakuumgreifern bestückten Tragrahmen zum Transport und Halten von Blechteilen in der Automobilindustrie.
Es ist festzustellen, daß in diesem Bereich die Tragrahmen für die Vakuumgreifer immer komplexer und schwerer werden, z. B. mit über 20 Spannstellen mehr als 400 kg wiegen. Ein verhältnismäßig hoher Anteil des Gewichts entfällt dabei auf die üblichen, die Rohre außen umfassenden Klemmstücke, die im Hinblick auf die zu übertragenden Lasten und das Eigengewicht von vornherein als massive Blöcke aus Leichtmetall geformt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, leichtere, aber ebenfalls stabile Klemmblöcke und Tragrahmen zu schaffen, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mittelteil ein aus CFK bestehender Rohrabschnitt ist, an dem jeweils für ein Rohr an einem stirnseitigen Ende diametral gegenüberliegende, im wesentlichen halbzylindrische Aussparungen vorhanden sind, die Klemmbügel ebenfalls aus CFK bestehen und die durch sie hindurchgeführten Schrauben in mit Gewindebohrungen versehene Metallblöcke einschraubbar sind, die im Innenraum des Mittelteils jeweils seitlich neben dem zur Aufnahme des damit einzuspannenden Rohrs vorgesehenen Raum und axial neben dem zur Aufnahme des anderen Rohrs vorgesehenen Raum angeordnet und formschlüssig mit dem Mittelteil verbunden sind, und daß jeweils in die diametral gegenüberliegenden Aussparungen eine rinnenförmige, zum Außendurchmesser des aufzunehmenden Rohrs passende Halbschale aus CFK eingeklebt ist.

Die Erfindung stellt damit eine grundsätzliche Abkehr von der bisherigen Bauweise der Klemmblöcke dar. Soweit wie möglich, kommt als Material CFK (carbonfaserverstärkter Kunststoff) zur Anwendung, was jedoch den vorgeschlagenen, verklebten Aufbau erfordert, und nur das notwendige Minimum an Material im Bereich der Gewinde besteht noch aus Metall, vorzugsweise Stahl. Das Ergebnis der vorgeschlagenen Verbundkonstruktion ist, daß der neue Klemmblock die geforderte feste Einspannung der Rohre gewährleistet, aber wesentlich leichter sein kann als die bekannten Klemmblöcke.

Das Gewicht des gesamten Tragrahmens kann dann über die infolge der leichteren Klemmblöcke erzielte Gewichtsreduzierung hinaus in Fortbildung der Erfindung noch weiter verkleinert werden, wenn wenigstens ein Teil der Rohre aus CFK besteht.

Obgleich auch andere Rohrquerschnitte möglich sind, ist in der bevorzugten Ausführung der Erfindung das Mittelteil ein Abschnitt eines Rundrohrs. Er braucht nicht oder nur wenig länger zu sein als die Summe der äußeren Rohrradien und der Dicken der in die Aussparungen eingeklebten rinnenförmigen Halbschalen. Die bevorzugte Form des Mittelteils erlaubt eine materialgerechte, kostengünstige Herstellung und bietet hohe Festigkeitswerte auch bei verhältnismäßig dünner Wandstärke.

Um eine raumsparende, feste Verbindung zwischen dem aus CFK bestehenden Hauptkörper des Mittelteils und den Stahlblöcken mit Gewindebohrung zu erhalten, sind diese jeweils mit einem sich an dem vom Kopf der zugeordneten Schraube entfernten Ende radial erstreckenden Vorsprung versehen, der formschlüssig in eine sich vom tiefsten Punkt einer auf der der zugeordneten Schraube entgegengesetzten Seite des Mittelteils vorhandenen Aussparung axial erstreckenden Nut eingreift. Auf diese Weise sind die Stahlblöcke jeweils unmittelbar hinter den eingeklebten rinnenförmigen Halbschalen in den Rohrabschnitt des Mittelteils eingeklinkt. Außerdem sind zweckmäßigerweise die Stahlblöcke mit dem Rohrabschnitt des Mittelteils verklebt.

Ebenfalls unter Berücksichtigung des Materials der Hauptteile des neuen Klemmblocks wird vorgeschlagen, daß die Köpfe der Schrauben jeweils über eine metallische Unterlage auf einen Klemmbügel drücken. Weiterhin kann die mittels der Schrauben aufzubringende Spannkraft und daraus resultierende Flächenpressung auch dadurch verringert werden, daß die Innenseite der Klemmbügel und/oder der rinnenförmigen Halbschalen mit einer die Reibung an den Rohren vergrößernden Beschichtung, z. B. aus gummiartigem Material, versehen ist. Die Vergrößerung der Reibung kann im Einzelfall eine Verringerung der Wandstärken des Mittelteils und der Klemmbügel erlauben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines im wesentlichen aus CFK gefertigten Klemmblocks und
2 eine Explosionsdarstellung des Klemmblocks nach 1.
Der in der Zeichnung gezeigte Klemmblock besteht hauptsächlich aus einem Mittelteil 10 in Form eines bearbeiteten Abschnitts eines Rundrohrs sowie zwei an den Stirnseiten dieses Rohrabschnitts zu befestigenden Klemmbügeln 12 und 14. Die beiden halbschalenartigen Klemmbügel 12, 14 überdecken jeweils eine rinnenförmige Halbschale 16 bzw. 18, die jeweils in diametral gegenüberliegende, im wesentlichen halbkreisförmige bzw. halbzylindrische Aussparungen 20, 20' bzw. 22, 22' der stirnseitigen Endkanten des Rohrabschnitts des Mittelteils 10 eingeklebt sind. Der Radius der inneren Umfangsfläche des Klemmbügels 12 und der rinnenförmigen Halbschale 16 stimmen überein und passen zum äußeren Durchmesser eines in der Halbschale 16 aufzunehmenden und mittels des Klemmbügels 12 festzuklemmenden Rohrs. Dasselbe gilt für den Klemmbügel 14 und die Halbschale 18. Die beiden in den Halbschalen 16 und 18 mittels der Klemmbügel 12 bzw. 14 einzuspannenden Rohre können denselben oder unterschiedliche Außendurchmesser haben. Der Radius der diametral gegenüberliegenden, fluchtenden, im wesentlichen halbkreisförmigen Aussparungen 20, 20' ist um die Dicke der rinnenförmigen Halbschale 16 größer als der Radius der inneren Umfangsfläche des Klemmbügels 12. Dasselbe gilt entsprechend für den Radius der im wesentlichen halbkreisförmigen Aussparungen 22, 22' im Hinblick auf die Halbschale 18 und den Klemmbügel 14.
Die Länge der Halbschalen 16, 18 ist so bemessen, daß sie bündig mit der äußeren Umfangsfläche des Mittelteils 10 enden.
Die bisher beschriebenen Teile 10–18 des gezeigten Klemmblocks bestehen aus CFK.
Die Aussparungen 20, 20' sind um 90° versetzt zu den Aussparungen 22, 22' am Umfang des rohrabschnittförmigen Mittelteils 10 angeordnet. Die in den Aussparungen, d. h. den darin eingeklebten Halbschalen 16 bzw. 18 und den sie überdeckenden Klemmbügeln 12 bzw. 14 aufgenommenen Rohre kreuzen sich also unter einem Winkel von 90°. Der Durchmesser des rohrabschnittförmigen Mittelteils 10 ist um soviel größer als die Durchmesser der in den Halbschalen 16, 18 aufgenommenen Rohre, daß jeweils seitlich neben den Halbschalen 16, 18 im Innenraum des rohrabschnittförmigen Mittelteils 10 noch ausreichend Platz ist für zwei Stahlblöcke 24, 24' bzw. 26, 26'. In jeden dieser Stahlblöcke ist eine Gewindebohrung eingearbeitet, in die einerseits den Klemmbügel 12 anziehende Schrauben 28, 28' bzw. andererseits den Klemmbügel 14 anziehende Schrauben 30, 30' einschraubbar sind.
Zur Verbindung der vier Stahlblöcke mit dem Mittelteil 10 haben sie jeweils auf ihrer radial äußeren Seite ein Vorsprung 32, der sich jeweils an dem vom Kopf der zugeordneten Schraube, z. B. der Schraube 28', am weitesten entfernten Ende des jeweiligen Stahlblocks, z. B. des Stahlblocks 24', befindet. Die Vorsprünge 32 werden jeweils in eine passende Nut 34 eingeklinkt, die sich jeweils am tiefsten Punkt einer halbkreisförmigen Aussparung, z. B. der Aussparung 22', auf der der zugeordneten Schraube, z. B. der Schraube 28', entgegenge setzten Stirnseite des Mittelteils 10 befindet. Somit sind die dem Klemmbügel 12 zugeordneten Stahlblöcke 24, 24' unmittelbar hinter der Halbschale 18 mit dem rohrabschnittförmigen Mittelteil 10 formschlüssig verhakt, und gleiches gilt entsprechend für die unmittelbar hinter der eingeklebten Halbschale 16 mit dem Mittelteil 10 verhakten Stahlblöcke 26, 26'. Zusätzlich sind die vier Stahlblöcke mit dem rohrabschnittförmigen Mittelteil verklebt.
Die Klemmbügel 12, 14 haben jeweils einen bogenförmigen Bügelteil mit angeformten Flanschenden, in denen sich Befestigungslöcher 36 zum Durchstecken der Schrauben 28, 28' bzw. 30, 30' befinden. Die Befestigungslöcher 36 befinden sich bei ausgerichteten Klemmbügeln 12, 14 in Flucht mit den Gewindebohrungen der jeweils zugehörigen Stahlblöcke 24, 24' bzw. 26, 26'. Wie am besten aus 1 hervorgeht, erstrecken sich die Schrauben und Stahlblöcke jeweils seitlich neben den Halbschalen 16 bzw. 18.
In ihrer Form der Oberseite der Flanschenden der Klemmbügel 12 und 14 angepaßte metallische Unterlagen 38, z. B. aus einer Aluminiumlegierung, mit einem Durchgangsloch 40 zum Durchstecken der Schraube verhindern eine zu starke Flächenpressung und Reibung zwischen dem Schraubenkopf und dem jeweiligen Klemmbügel 12 bzw. 14.
In der Zeichnung nicht gezeigt ist eine wahlweise auf der inneren Mantelfläche der Klemmbügel 12, 14 und/oder der Halbschalen 16, 18 aufzubringenden, dünnen Reibschicht, z. B. aus einem gummiartigen Material, durch die bei gleicher Einspannkraft die Verdrehfestigkeit der eingespannten Rohre vergrößert werden kann.
Es versteht sich, daß in der Praxis der innere Kreisbogen der Halbschalen 16, 18 und/oder der Klemmbügel 12, 14 etwas kleiner als 180° sein sollte, um trotz Durchmessertoleranzen die Rohre fest einspannen zu können. Wegen solcher Abweichungen von 180°-Bögen ist die Ausdrucksweise "im wesentlichen" halbzylindrisch bzw. halbschalenartig gewählt worden.

Claims

Klemmblock zur Verbindung von sich kreuzend aneinander vorbeigeführten Rohren mit einem Mittelteil (10) mit im wesentlichen halbzylindrischen Aussparungen zur Aufnahme der Rohre sowie im wesentlichen halbschalenartigen, durch Schrauben (28, 28', 30, 30') mit dem Mittelteil (10) zu verbindenden Klemmbügeln (12, 14), durch welche die Rohre in den Aussparungen festklemmbar sind, insbesondere zur Verwendung bei mit Vakuumgreifern bestückten Tragrahmen zum Transport und Halten von Blechteilen in der Automobilindustrie, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (10) ein aus CFK bestehender Rohrabschnitt ist, an dem jeweils für ein Rohr an einem stirnseitigen Ende diametral gegenüberliegende, im wesentlichen halbzylindrische Aussparungen (20, 20', 22, 22') vorhanden sind, die Klemmbügel (12, 14) ebenfalls aus CFK bestehen und die durch sie hindurch geführten Schrauben (28, 28', 30, 30') in mit Gewindebohrungen versehene Metallblöcke (24, 24', 26, 26') einschraubbar sind, die im Innenraum des Mittelteils (10) jeweils seitlich neben dem zur Aufnahme des damit einzuspannenden Rohrs vorgesehenen Raum und axial neben dem zur Aufnahme des anderen Rohrs vorgesehenen Raum angeordnet und formschlüssig mit dem Mittelteil (10) verbunden sind, und daß jeweils in die diametral gegenüberliegenden Aussparungen (20, 20', 22, 22') eine rinnenförmige, zum Außendurchmesser des aufzunehmenden Rohrs passende Halbschale (16, 18) aus CFK eingeklebt ist.
Klemmblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallblöcke (24, 24', 26, 26') mit einem sich an dem vom Kopf der zugeordneten Schraube (28, 28', 30, 30') entfernten Ende radial erstreckenden Vorsprung (32) in eine sich vom tiefsten Punkt einer auf der der zugeordneten Schraube (28, 28', 30, 30') entgegengesetzten Seite des Mittelteils (10) vorhandenen Aussparung (20, 20', 22, 22') axial erstreckenden Nut (34) eingreifen.
Klemmblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallblöcke (24, 24', 26, 26') aus Stahl bestehen und mit dem Mittelteil (10) verklebt sind.
Klemmblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der rinnenförmigen Halbschalen (16, 18) der äußeren Umfangsfläche des Mittelteils (10) angepaßt sind.
Klemmblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe der Schrauben (28, 28', 30, 30') jeweils über eine metallische Unterlage (38) auf einen Klemmbügel (12, 14) drücken.
Klemmblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (10) ein Abschnitt eines Rundrohrs ist.
Klemmblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Mittelteils (10) nur etwa um die Summe der Dicken der rinnenförmigen Halbschalen (16, 18) größer ist als die Summe der äußeren Rohrradien.
Klemmblock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Klemmbügel (12, 14) und/oder der rinnenförmigen Halbschalen (16, 18) mit einer die Reibung an den Rohren vergrößernden Beschichtung, z. B. aus gummiartigem Material, versehen ist.
Mit Vakuumgreifern bestückter Tragrahmen, bestehend aus durch Klemmblöcke verbundenen Rohren, zum Transport und Halten von Blechteilen, dadurch gekennzeichnet, daß Rohre aus CFK und/oder Rohre aus einer Aluminiumlegierung wenigstens teilweise durch Klemmblöcke nach einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden sind.