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Die Erfindung betrifft eine Arbeitszelle für Produktion, Handling und/oder Prüfung von Werkstücken, wobei die Arbeitszelle eine rechteckige, horizontal angeordnete Tischplatte umfasst.
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Derartige Arbeitszellen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitszelle bereitzustellen, welche variabel einsetzbar und individuell ausstattbar ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer Arbeitszelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Arbeitszelle für Produktion, Handling und/oder Prüfung von Werkstücken umfasst eine rechteckige, horizontal angeordnete Tischplatte und zeichnet sich dadurch aus, dass die Tischplatte ein Raster von durchgehenden Löchern aufweist.
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Eine solche Arbeitszelle ist vorteilhaft variabel einsetzbar und individuell ausstattbar.
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Die mit einem Lochraster ausgebildete Tischplatte ermöglicht eine flexible und Material bearbeitungsfreie Platzierung und Montage von Arbeitsstationen, insbesondere von Bearbeitungs-, Prüf,- und/oder Produktionskomponenten, beispielsweise von Bildverarbeitungssystemen, Förderern, Vereinzellern, Portalsystemen, Prüfeinheiten sowie Robotern oder Linearachssystemen. Die erfindungsgemäße Arbeitszelle lässt sich mit anderen Worten ohne mechanische Bearbeitung, also insbesondere ohne Bohren, Schleifen oder Schweißen, mit verschiedenen Arbeitsstationen individuell ausstatten und jederzeit neu konfigurieren, also neu ausstatten oder anpassen.
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Die Löcher können hierbei zur Aufnahme von Befestigungsmitteln zur Festlegung der Arbeitsstationen dienen. Wo erwünscht lassen sich die Arbeitsstationen zudem auf einfache Weise mit einer Systemsteuerung verkabeln. Dabei werden entsprechende Kabel von unten durch die Löcher an die Arbeitsstationen herangefü h rt.
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Vorteilhaft ermöglicht die erfindungsgemäße Arbeitszelle die freie Anordnung von verschiedenen Arbeitsstationen, insbesondere von Aktoren, im geometrischen Bauraum. Die Grundfläche des geometrischen Bauraums, also die Grundfläche der Tischplatte, setzt sich aus mehreren Flächen, die jeweils 100 mm x 100 mm groß sind und jeweils ein Loch aufweisen, zusammen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Tischplatte vorzugsweise eine Länge von 1200 mm bis 2500 mm, besonders bevorzugt von 1800 mm, und vorzugsweise eine Breite von 800 mm bis 1800 mm, besonders bevorzugt von 1200 mm aufweist.
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Eine derart große Tischfläche hat sich als besonders geeignet erwiesen, um die Arbeitszelle einerseits als Stand-alone-Lösung einzusetzen und andererseits in einem Produktionsprozess einzubinden.
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Die optimale Grundfläche der Tischplatte von 1200 mm x 1800 mm ermöglicht vorteilhaft die Verwendung von Boden stehenden als auch überkopfarbeitenden Mehrachsroboter, beispielsweise von Tripods, Scara oder 4 - 6 Achs-Roboter.
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Die erfindungsgemäße Arbeitszelle ist auch aufgrund der vorgenannten als auch nachfolgend genannten Bemaßung für komplexe Automatisierungsanwendungen im Umfeld der industriellen Produktion einsetzbar.
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Es kann von Vorteil sein, wenn das Lochraster der Tischplatte 12 x 18 Löcher aufweist, wobei die einzelnen Reihen über die Breite der Tischplatte jeweils 12 Löcher und über die Länge der Tischplatte jeweils 18 Löcher aufweisen. Ein solches Lochraster hat sich als optimal für die individuelle Anordnung von Arbeitsstationen auf der Tischplatte herausgestellt.
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Es kann von Vorteil sein, wenn wenigstens eine Längsseite und/oder wenigstens eine Breitseite der Tischplatte zumindest teilweise mit jeweils wenigstens einer rechteckigen, orthogonal zur Tischplatte ausgerichteten Seitenplatte, welche ein Raster von durchgehenden Löchern aufweist, verbunden ist, wobei die Seitenplatte vorzugsweise nicht über die Oberseite der Tischplatte hinausragt.
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Durch die wenigstens eine Seitenplatte lässt sich die Arbeitszelle sehr schnell mit einer oder mehr als einer weiteren erfindungsmäßen Arbeitszelle verbinden, ohne dass die Arbeitszelle in eine andere Form gebracht werden muss. So lassen sich vorteilhaft komplexe Bearbeitungs-, Fertigungs- und/oder Prüflinien aus mehreren Arbeitszellen aufbauen. Zudem ist die Arbeitszelle in verschiedenen Produktionsprozessen einsetzbar und mit anderen Vorrichtungen bzw. Maschinen der Fördertechnik und Bearbeitung koppelbar. Dadurch wird eine schnelle und zuverlässige Integration in Produktionsprozesse erreicht.
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Die Kopplung erfolgt hierbei vorzugsweise über das Lochraster. Bevorzugt ist hierbei ein Loch pro 100 mm x 100 mm vorgesehen.
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Die erfindungsgemäße Arbeitszelle kann somit sowohl als Stand-alone-Lösung als auch verkettet mit anderen Arbeitszellen oder integriert in bestehende Produktionsanlagen eingesetzt werden.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Löcher einen Durchmesser von 20 bis 30 mm, vorzugsweise von 28,5 mm aufweisen. Bei den Löchern handelt es sich vorzugsweise um Rundlöcher.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Längsseitenplatte eine Länge von 1200 mm bis 2500 mm, besonders bevorzugt von 1800 mm, und vorzugsweise eine Breite von 150 mm bis 200 mm, besonders bevorzugt von 185 mm aufweist.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Breitseitenplatte eine Länge von 800 mm bis 1800 mm, besonders bevorzugt von 1200 mm, und vorzugsweise eine Breite von 150 mm bis 200 mm, besonders bevorzugt von 185 mm aufweist.
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Es kann von Vorteil sein, wenn das Lochraster der Längsseitenplatte 3 x 18 Löcher aufweist, wobei die einzelnen Reihen über die Breite der Längsseitenplatte jeweils 3 Löcher und über die Länge der Längsseitenplatte jeweils 18 Löcher aufweisen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn das Lochraster der Breitseitenplatte 3 x 12 Löcher aufweist, wobei die einzelnen Reihen über die Breite der Breitseitenplatte jeweils 3 Löcher und über die Länge der Breitseitenplatte jeweils 12 Löcher aufweisen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Seitenplatte mit Tischplatte stoff-, kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Als besonders vorteilhaft hat sich eine stoffschlüssige Schweißverbindung erwiesen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Tischplatte und/oder Seitenplatte aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, besteht.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Tischplatte eine Dicke von 10 bis 20 mm, vorzugsweise von 15 mm aufweist. Es kann von Vorteil sein, wenn die Seitenplatte eine Dicke von 10 bis 20 mm, vorzugsweise von 15 mm aufweist.
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Es kann von Vorteil sein, wenn unterhalb der Tischplatte zumindest ein Querträger angeordnet ist, der zur Versteifung vorzugsweise mit der Tischplatte und/oder mit zwei sich gegenüberliegenden Seitenplatten form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden ist, bevorzugt in einem Bereich der Tischplatte und der Seitenplatten, welcher keine Löcher aufweist.
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Es kann von Vorteil sein, wenn der Querträger aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, besteht. Eine Verbindung zur Tischplatte und zu den Seitenteilen erfolgt vorzugsweise durch Schweißen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Tischplatte mit einer Haube verbunden ist, die einen horizontal ausgerichteten viereckigen der Länge und Breite der Tischplatte entsprechenden Rahmen, der durch vier Profile aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, gebildet ist, und vier senkrecht nach unten ausgerichteten Beinen, die voneinander beabstandet in den Ecken des Rahmens angeordnet und jeweils durch ein Profil aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium gebildet sind, umfasst, wobei die Beine der Haube auf den Ecken der Tischplatte stehen und mit dieser verbunden sind. Als besonders vorteilhaft haben sich Aluminiumprofile herausgestellt, die in ihren Seitenflächen geradlinige vorzugsweise mit Hinterschneidungen versehene Nuten aufweisen. Derartige Profile lassen sich untereinander und mit der erfindungsgemäßen Tischplatte besonders einfach verbinden. Sie sind sehr stabil und eignen sich als Träger für eine Verkleidung der Haube beispielsweise mit öffenbaren Sichtfenstern, aber auch für andere Elemente, beispielsweise für Beleuchtungselemente, Kameraelemente oder dergleichen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Beine der Haube eine Länge von 1000 mm bis 2000 mm, vorzugsweise von etwa 1200 mm aufweisen. Dadurch wird ein Raum oberhalb der Tischplatte aufgespannt, in welchem üblicherweise in Arbeitszellen verwendete Arbeitsstationen, beispielsweise Roboter, ausreichend Platz haben. Es kann von Vorteil sein, wenn die Haube aus Rahmen und Beinen eine Höhe von 1000 mm bis 1400 mm aufweist.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Tischplatte direkt und/oder über die Seitenplatten auf einem Tischgestell aufliegt und mit diesem verbunden ist.
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Es kann von Vorteil sein, wenn das Tischgestell vier Tischbeine aufweist, wobei jeweils ein Tischbein mit einer Ecke der Tischplatte und/oder mit den in einer Ecke der Tischplatte befindlichen Seitenplatten form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Tischbeine durch horizontal ausgerichtete Querverstrebungen miteinander verbunden und stabilisiert sind. Das Tischgestell selbst kann verkleidet sein.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Tischbeine eine Länge von 500 mm bis 800 mm, vorzugsweise von 590 - 600 mm aufweisen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Tischbeine jeweils an ihrem zum Boden weisenden Ende einen in der Höhe um bis zu 100 mm verstellbaren Fuß aufweisen. So lassen sich Unebenheiten des Bodens leicht ausgleichen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn an den Breitseiten und/oder vorzugsweise an den Längsseiten unterhalb der Tischplatte und/oder den Seitenplatten Staplerlaschen angeordnet sind, die vorzugsweise aus Metall, besonders bevorzugt aus Stahl, bestehen. Solcher Staplerlaschen ermöglichen auf einfache Weise den Transport einer Arbeitszelle an ihren bestimmungsgemäßen Aufstellort.
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Es kann von Vorteil sein, wenn ausgewählte oder alle Löcher mit reversibel entfernbaren Verschlusskappen, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, versehen sind.
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Es kann von Vorteil sein, wenn ausgewählte Löcher mit LEDs versehen sind, wobei die LEDs vorzugsweise in vorgegebenen Verschlusskappen, die transparent ausgebildet sind, angeordnet sind. Alternativ könnten die LEDs auch in oder auf Adapterplatten angeordnet sein. Solche Adapterplatten sind dann vorteilhaft an vorgegebenen Positionen auf der Tischplatte angeordnet und bilden jeweils die Basis zum Aufbau einer Arbeitsstation.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die LEDs Funktionszustände einzelner oder mehrerer in der Arbeitszelle angeordneter Funktionselemente, insbesondere von Aktuatoren anzeigen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Arbeitszelle mit einer oder mehr als einer weiteren Arbeitszelle der erfindungsgemäßen Art verbunden ist.
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Zusammenfassend zeichnet sich die erfindungsgemäße Arbeitszelle durch ein so genannte „Configure To Order“-Konzept aus. Dadurch, dass die Arbeitszelle individuell ausstattbar bzw. bestückbar ist, ohne dass eine mechanische Bearbeitung der Arbeitszelle erforderlich ist, kann die vorrätig gehalten werden und kurzfristig zum Anwender geliefert werden. Änderungen, die sich beim Anwender aufgrund geänderter Projektanforderungen ergeben, können einfach umgesetzt werden, ohne dass die Arbeitszelle mechanisch bearbeitet werden muss. Der Grundaufbau und die vorgesehenen Platten ändern sich nicht.
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Die erfindungsgemäße Arbeitszelle ermöglicht die effiziente Umsetzung kundenspezifischer Anforderungen. So lässt sich eine Produktionskette mit einer oder mehr als einer erfindungsgemäßen Arbeitszelle quasi nach dem Baukastensystem an jede Anforderung anpassen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen:
- 1 in perspektivischer Ansicht eine erfindungsmäße Arbeitszelle mit Verkleidung,
- 2 eine Draufsicht auf die Tischplatte und die Seitenplatten der erfindungsgemäßen Arbeitszelle,
- 3 eine Seitenansicht auf einen Ausschnitt der Längsseite der erfindungsgemäßen Arbeitszelle,
- 4 eine Seitenansicht eines unterhalb der Tischplatte anzuordnenden Querträgers,
- 5 eine perspektivische Ansicht der Haube der erfindungsgemäßen Arbeitszelle und
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Werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche Teile, so dass zwecks Vermeidung von Wiederholungen nicht bei jeder Figurenbeschreibung auf ein bereits beschriebenes Element erneut eingegangen werden muss.
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1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine erfindungsmäße Arbeitszelle 10 mit Verkleidung 34.
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Die erfindungsmäße Arbeitszelle 10 ist geeignet für die Produktion, das Handling und/oder die Prüfung von Werkstücken und umfasst eine rechteckige, horizontal angeordnete Tischplatte 12, die in 1 erkennbar, in 2, die eine Draufsicht auf die Tischplatte 12 und die Seitenplatten 16, 18 der erfindungsgemäßen Arbeitszelle 10 zeigt, aber im Detail dargestellt ist.
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Die Tischplatte 12 weist ein Raster von durchgehenden Löchern 14 auf. Die Löcher 14 ermöglichen hierbei die flexible und damit individuelle Ausstattung der Arbeitszelle 10 mit Arbeitsstationen bzw. Funktionselementen, beispielsweise mit Aktuatoren, Robotern 40, Aufnahme- und Abgabestationen 42. Die erfindungsgemäße Arbeitszelle 10 lässt sich einfach umrüsten und an neue oder geänderte Prozesse anpassen. Dabei ist es nicht erforderlich, die Tischplatte in irgendeiner Weise mechanisch zu bearbeiten. Die Löcher 14 dienen zur Anbringung von Befestigungsmitteln, insbesondere zur Festlegung vorgegebener Arbeitsstationen und/oder zur Durchführung von Kabeln, die mit vorgegebenen Arbeitsstationen auf der einen Seite und mit einem Steuerungssystem auf der anderen Seite in Kontakt stehen. Löcher 14, die beispielsweise nicht benutzt werden, können mit hier nicht dargestellten reversibel entfernbaren Verschlusskappen, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, versehen sein. Ausgewählte Löcher 14 können zudem mit hier nicht dargestellten LEDs versehen sind, wobei die LEDs vorzugsweise in vorgegebenen Verschlusskappen, die transparent ausgebildet sind, angeordnet sind. Die LEDs zeigen vorzugsweise verschiedene Funktionszustände einzelner oder mehrerer in der Arbeitszelle angeordneter Funktionselemente an. Ein rot leuchtendes LED-Licht steht beispielsweise für eine Funktionsstörung, ein gelb leuchtendes LED-Licht steht beispielsweise für eine bald zur Verfügung stehende Funktion und ein grün leuchtendes LED-Licht steht beispielsweise für eine zur Verfügung stehende Funktion. Die Verkabelung der LEDs mit der Systemsteuerung erfolgt unterhalb der Tischplatte.
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Als optimal hat sich eine Tischplatte 12 mit einer Länge von 1800 mm und einer Breite von 1200 mm herausgestellt. Wie in 2 dargestellt weist das Lochraster der Tischplatte 12 12 x 18 kreisrunde Löcher 14 auf, wobei die einzelnen Reihen über die Breite der Tischplatte 12 jeweils 12 Löcher 14 und über die Länge der Tischplatte 12 jeweils 18 Löcher 14 aufweisen.
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Die beiden Längsseiten und die beiden Breitseiten der Tischplatte 12 sind jeweils mit einer rechteckigen, orthogonal zur Tischplatte 12 ausgerichteten Seitenplatte 16, 18 verbunden. Die Seitenplatten 16, 18 sind in 2 noch nicht mit der Tischplatte verbunden und dementsprechend noch nicht senkrecht zur Tischplatte angeordnet. In 3, die eine Seitenansicht auf einen Ausschnitt der Längsseite der erfindungsgemäßen Arbeitszelle 10 zeigt, ist die orthogonale Ausrichtung zur Tischplatte 12 besser zu erkennen. Die Seitenplatten 16, 18 ragen hierbei nicht über die Oberseite der Tischplatte 12 hinaus. Dadurch können auch mehrere Arbeitszellen nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden werden, wobei deren Tischplatten 12 eine Ebene bilden, ohne dass die aneinander grenzenden Seitenplatten 16, 18 ein unerwünschtes Hindernis zwischen den Tischplatten 12 ausbildet. Bei einer Arbeitszelle 10, wie sie in 1 dargestellt ist, lässt sich der Bauraum sehr einfach erweitern, indem diese 10 mit einer weiteren Arbeitszelle 10 verbunden wird, wobei an den Verbindungsseiten die jeweiligen Seitenverkleidungen der Arbeitszellen 10 ohne großen Aufwand abgenommen werden.
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Jede Seitenplatte 16, 18 weist erfindungsgemäß ebenfalls ein Raster von durchgehenden Löchern 14 auf. Dadurch lassen sich auf einfache Weise mehrere Arbeitszellen 10 miteinander verbinden, um so einen größeren Arbeitsbereich zu schaffen.
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Die Löcher 14 der Tischplatte 12 und der Seitenplatten 16, 18 weisen einen Durchmesser von 28,5 mm auf.
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Ausgehend von einer Länge der Tischplatte 12 von 1800 mm weist die Längsseitenplatte 16 eine entsprechende Länge von 1800 mm auf. Als optimale Breite der Längsseitenplatte 16 hat sich eine Breite von 185 mm herausgestellt.
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Ausgehend von einer Breite der Tischplatte 12 von 1200 mm weist die Breitseitenplatte 16 eine entsprechende Länge von 1200 mm aus. Als optimale Breite der Breitseitenplatte 16 hat sich eine Breite von 185 mm herausgestellt.
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Das Lochraster der Längsseitenplatte 16 weist, wie in 2 dargestellt, 3 x 18 Löcher aufweist, wobei die einzelnen Reihen über die Breite der Längsseitenplatte 16 jeweils 3 Löcher 14 und über die Länge der Längsseitenplatte 16 jeweils 18 Löcher 14 aufweisen.
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Das Lochraster der Breitseitenplatte 18 weist, wie in 2 dargestellt, 3 x 12 Löcher 14 auf, wobei die einzelnen Reihen über die Breite der Breitseitenplatte 18 jeweils 3 Löcher 14 und über die Länge der Breitseitenplatte 18 jeweils 12 Löcher 14 aufweisen.
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Die Tischplatte 12 und die Seitenplatten 16, 18 bestehen vorteilhaft aus Metall, wobei die Tischplatte 12 und die Seitenplatten 16, 18 stoffschlüssig durch Schweißen miteinander verbunden ist.
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Zur Versteifung der Konstruktion aus Tischplatte 12 und Seitenplatten 16, 18 sind unterhalb der Tischplatte 12 mehrere Querträger 20 aus Stahl angeordnet, die untereinander, mit der Tischplatte 12 und mit den sich gegenüberliegenden Seitenplatten 16, 18 stoffschlüssig durch Schweißen verbunden ist. Die Querträger sind in einem Bereich der Tischplatte 12 und der Seitenplatten 16, 18 angeordnet, welcher keine Löcher 14 aufweist. 4 zeigt einen Querträger in Seitenansicht der mittig zwischen den Breitseitenplatten 18 angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß weist die Arbeitszelle 10 zudem eine Haube 22 auf, die mit der Tischplatte 12 verbunden ist. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Haube 22 bzw. dessen Grundgerüst, das selbstverständlich noch beispielsweise durch öffenbare Scheiben verkleidet werden kann. Eine Verkleidung ist in 1 dargestellt. Das Grundgerüst der Haube 22 weist einen horizontal ausgerichteten viereckigen der Länge und Breite der Tischplatte 12 entsprechend etwas kleineren Rahmen 24, der durch vier Aluminiumprofile 24a, 24b, 24c und 24d gebildet ist, und vier senkrecht nach unten ausgerichteten Beinen 26, die voneinander beabstandet in den Ecken des Rahmens 24 angeordnet und jeweils durch ein Aluminiumprofil gebildet sind, auf. Die Beine 26 der Haube 22 stehen, wie in 1 erkennbar, auf den Ecken der Tischplatte 12 bzw. im Bereich der Ecken auf der Tischplatte 12 und sind mit dieser 12 verbunden.
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Die Beine 26 der in 5 dargestellten Haube 22 weisen eine Länge von 1220 mm auf.
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Wie in 3 dargestellt liegt die Tischplatte 12 über die Seitenplatten 16, 18 auf einem Tischgestell 28 aus vier Tischbeinen 30 auf, wobei jeweils ein Tischbein 30 mit den insbesondere in einer Ecke der Tischplatte 12 befindlichen Seitenplatten 16, 18 über jeweils eine hier nicht dargestellte Zwischenplatte verbunden sind, wobei die Tischbeine 30 durch horizontal ausgerichtete Querverstrebungen 36 miteinander verbunden und stabilisiert sind.
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An wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Querverstrebungen 36 sind Staplerlaschen 40 zum Transport der Arbeitszelle 10 angeordnet.
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Die Tischbeine 30 weisen eine Länge von 590 - 600 mm auf.
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Zum Ausgleich von Unebenheiten weisen die Tischbeine 30 jeweils an ihrem zum Boden 38 weisenden Ende einen in der Höhe um bis zu 100 mm verstellbaren Fuß 32 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Arbeitszelle
- 12
- Tischplatte
- 14
- Loch
- 16
- Längsseitenplatte
- 18
- Breitseitenplatte
- 20
- Querträger
- 22
- Haube
- 24
- Rahmen
- 26
- Bein
- 28
- Tischgestell
- 30
- Tischbein
- 32
- Fuß
- 34
- Verkleidung
- 36
- Querverstrebung
- 38
- Boden
- 40
- Staplerlasche
