DE102021132312A1

DE102021132312A1 - Trägerplatte

Info

Publication number: DE102021132312A1
Application number: DE102021132312.6A
Authority: DE
Inventors: Ingo Zell
Original assignee: Zell Systemtechnik GmbH
Current assignee: Zell Systemtechnik GmbH
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-06-15
Also published as: EP4291499A1; WO2023104981A1

Abstract

Trägerplatte (1) eines Werkstückträgersystems mit einem Trägerplattenkörper (7) aus Kunststoff und zumindest einem metallenen Einlegeteil (11), das in gegenüberliegenden Randbereichen im Inneren des Trägerplattenkörpers (7) verläuft und vom Trägerplattenkörper (7) umschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerplatte eines Werkstückträgersystems.
Ein Werkstückträgersystem dient dazu, ein oder mehrere Werkstücke bereitzustellen und zu halten, sodass die Werkstücke im Rahmen ihres Fertigungsprozesses einer oder mehreren Fertigungsstationen zugeführt und bearbeitet und/oder sie zwischen den Fertigungsstationen transportiert und/oder sie zwischen den Fertigungsschritten gelagert werden können. In den Fertigungsstationen können Fertigungsschritte wie Waschen, mechanische Bearbeitung oder thermisches Härten durchgeführt werden.
Das Werkstückträgersystem kann eine oder mehrere Trägerplatten umfassen, auf denen Werkstückhalter angeordnet sind oder lösbar festlegbar sind. Durch die Werkstückhalter können die Werkstücke in einer gewünschten Position gehalten werden und gruppiert werden. Lösbar festlegbare Werkstückhalter sind hinsichtlich ihrer Position auf der Trägerplatte veränderbar, sodass die Werkstückhalter an die zu bearbeitenden Werkstücke und/oder die Fertigungsstation, in der die Trägerplatte mit den Werkstückhaltern verwendet wird, angepasst werden kann. Die DE 202012103711 U1 beschreibt solch ein Werkstückträgersystem mit lösbar festlegbaren Werkstückhaltern.
Die Trägerplatte kann vielfältig innerhalb eines Werkstückträgersystems einsetzbar sein. Sie kann Bodenplatte eines Trägerkorbs sein. Alternativerweise oder zusätzlich ist die Trägerplatte mit anderen Trägerplatten stapelbar und/oder kann mit weiteren Trägerplatten zu einer größeren Platte zusammensetzbar sein.
Die Trägerplatte kann beispielsweise aus Metall gefertigt sein oder als Kunststoffspritzteil ausgebildet sein, was zwar mit einem geringeren Gewicht aber auch geringerer Stabilität einhergeht. Es stellt sich die Aufgabe, eine verbesserte Trägerplatte bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Trägerplatte eines Werkstückträgersystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Trägerplatte eines Werkstückträgersystems umfasst einen Trägerplattenkörper aus Kunststoff und zumindest ein metallenes Einlegeteil, das in gegenüberliegenden Randbereichen des Trägerplattenkörpers im Inneren des Trägerplattenkörpers verläuft und vom Trägerplattenkörper umschlossen ist. Bis auf vom Herstellungsprozess herrührenden Ansatzstellen umschließt der Trägerplattenkörper das Einlegeteil vorteilhafterweise gänzlich.
Der Trägerplattenkörper hat eine Hauptseite, welche eine Auflagefläche für Werkstückhalter bildet und vorteilhafterweise zumindest annähernd rechteckig ist. Die Rechteckform hat Längs- und Breitseiten. Insbesondere in den Eckbereichen kann der Trägerplattenkörper durch Ausbuchtungen der Breitseiten von der Rechteckform abweichen. In diesen Ausbuchtungen können beispielsweise Griffe oder Abstandshalter für aufgestapelte weitere Trägerplatten positionierbar sein. Die Randbereiche sind benachbart zur umlaufenden Begrenzung der Auflagefläche durch die von der Auflagefläche weglaufenden Seitenflächen und umschließen rahmenförmig einen zentralen Bereich.
Das Einlegeteil ist eine Verstärkung des Randbereiches, das heißt der Längs- und/oder Breitseiten der Auflagefläche durch zumindest ein metallenes Einlegeteil im Trägerplattenkörperinneren. Bei der Stabilisierung lediglich zweier gegenüberliegenden Randbereiche, die entweder an den Längsseiten oder den Breitseiten verlaufen, sind vorteilhafterweise zwei stabförmige Einlegeteile vorgesehen.
Eine Verstärkung des gesamten Randbereichs an den Längs- und Breitseiten wird durch ein Einlegeteil erzielt, das rahmenförmig um den zentralen Bereich des Trägerplattenkörpers umlaufend ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist das Einlegeteil einteilig ausgebildet und es ist nur eines vorgesehen. Die Enden des Einlegeteils können durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sein. Solch ein Rahmen als Einlegeteil kann beispielsweise durch einen in eine rechteckige Form gebogenen Metalldraht ausgebildet sein. Der Draht kann einen runden oder rechteckigen Querschnitt haben. Die rechteckige Form des Rahmens korrespondiert vorteilhafterweise mit der rechteckigen Grundform des Trägerplattenkörpers, ist jedoch geringfügig kleiner, sodass der Trägerplattenkörper den Rahmen gänzlich umschließen kann.
Vorteilhafterweise ist das Einlegeteil im Trägerplattenkörper vergossen, sodass der Trägerplattenkörper als Kunststoffspritzgusskörper ausgebildet ist, der das Einlegeteil umschließt. Bis auf Ansatzstellen, an denen das Einlegeteile beim Vergießen in der Gussform gehalten und positioniert worden ist, ist das Einlegeteil vollständig vom Vergussmaterial umschlossen. An den Ansatzstellen sind jedoch bis auf das Einlegeteil reichende, als Aussparungen ausgebildete Ansatzstellen im Spritzgusskörper, in die das Werkzeug beim Vergießen an das Einlegeteil gegriffen hat. Es ist möglich, diese Aussparungen zu schließen und das Einlegeteil auch in diesen Bereichen mit Kunststoff zu bedecken, jedoch aufwändig und nicht erforderlich.
Das Einlegeteil ist vorteilhafterweise aus Edelstahl ausgebildet. Die Trägerplatte kann nicht nur einfach hergestellt werden, sondern der Trägerplattenkörper und das Einlegeteil bilden auch einen festen Verbund. Diese Verbindung kann durch eine geeignete Oberflächenbeschaffenheit und/oder Beschichtung des metallenen Einlegeteils unterstützt werden.
Eine von der Auflagefläche abgewandte Unterseite des Trägerplattenkörpers weist eine stegförmige Struktur auf, die von der Unterseite weg ragt und dennoch integraler Bestandteil des Trägerplattenkörpers ist. Im Steg verläuft das Einlegeteil. Es können weitere Strukturen vorgesehen sein, die der zusätzlichen Stabilisierung dienen, beispielsweise ein umlaufender Seitenwandsteg, der die Seitenränder des Trägerplattenkörpers formt und dessen Seitenwandfläche sich quer zur Auflagefläche von dieser weg erstreckt. Vorteilhafterweise verläuft das Einlegeteil in einem Eckbereich zwischen dem Seitenwandsteg und der von der Auflagefläche abgewandten Unterseite, wobei der Eckbereich als stufenförmiger oder gerundeter Übergang zwischen dem Seitenwandsteg und der Unterseite ausgebildet sein kann. Alternativ kann der Steg, in dem das Einlegeteil verläuft, eine Seitenwand des Trägerplattenkörpers sein, deren Dicke ausreichend Platz für das Einlegeteil bietet.
In einer Ausführung der Trägerplatte sind darauf Werkstückhalter lösbar befestigbar. Solch eine Trägerplatte hat einen Trägerplattenkörper mit einer Mehrzahl von Durchbrüchen durch die Auflagefläche. Die Werkstückhalter sind in die Durchbrüche einsetzbar, sodass sie eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung formen. Das Einlegeteil ist in den Randbereichen an den Längs- und/oder Breitseiten jenseits der Durchbrüche angeordnet, sodass ohne Beeinflussung der Befestigung der Werkstückhalter die Auflagefläche stabilisiert wird.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Trägerplatte eines Werkstückträgersystems in der Draufsicht und
2 einen Ausschnitt einer Schnittansicht durch die Trägerplatte quer zur Auflagefläche.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Trägerplatte 1 eines Werkstückträgersystems in der Draufsicht. Zusätzlich eingezeichnet ist ein rechtwinkliges xyz-Koordinatensystem, dessen x- und y-Richtung eine in typischer Betriebsstellung horizontale, zur Oberseite der Trägerplatte 1 parallele Ebene aufspannen und dessen z-Richtung dabei vertikal verläuft.
Die Trägerplatte 1 hat eine Hauptseite, welche eine Auflagefläche 3 für Werkstückhalter bildet und vorteilhafterweise zumindest annähernd rechteckig ist. Die Rechteckform hat Längs- und Breitseiten, wobei in den Eckbereichen die Breitseiten von der Rechteckform durch Ausbuchtungen abweichen.
Im Einsatz ist die Hauptfläche der Trägerplatte 1 typischerweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtet mit der nach oben weisenden Auflagefläche 3, auf die Werkstückhalter aufsetzbar sind. Die Werkstückhalter, welche eine Vielzahl unterschiedlicher Formen für unterschiedliche Werkstücke haben können, dienen zum Halten von Werkstücken auf der Trägerplatte 1, um eine Oberflächenbehandlung der Werkstücke durchzuführen. Solche Werkstückhalter sind auf der Trägerplatte 1 festlegbar, indem deren unterseitige Befestigungsstruktur in Durchbrüche 5 der Trägerplatte 1 eingreift.
Die Trägerplatte 1 umfasst einen Trägerplattenkörper 7, der als einteiliger Kunststoffspritzgusskörper ausgebildet ist und dessen äußere Abmessungen mit den Abmessungen der Trägerplatte 1 übereinstimmen. In der Auflagefläche 3 sind in regelmäßigem Raster in zu x- und y-Richtung parallelen Zeilen und Spalten Durchbrüche 5 durch den Trägerplattenkörper 7 ausgebildet. Diese matrixförmig angeordneten Durchbrüche 5 weisen eine annähernd kreisförmige Grundstruktur auf. Vom kreisförmigen Verlauf dieser Grundstruktur sind radiale Erweiterungen in Form einer Stecköffnung und in Form einer Segmentaussparung vorgesehen. An einer Unterseite des Trägerplattenkörpers 7 sind zwischen benachbarten Durchbrüchen 5 Wandstege 9 ausgebildet, deren Wandflächen sich quer zur Auflagefläche 3 von dieser weg erstrecken und welche integraler Bestandteil des Trägerplattenkörpers 7 sind.
Durch die Form der Durchbrüche 5 können die Werkstückhalter eingesteckt und dann durch eine Drehbewegung verriegelt werden. Solche Werkstückhalter haben einen kreisförmigen Befestigungssockel mit radial abstehenden Verriegelungsnocken. Beim Befestigen wird der Sockel so in den Durchbruch 5 gesetzt, dass die Verriegelungsnocken durch die Stecköffnung geschoben werden. Anschließend kann der Werkstückhalter durch eine Drehung verriegelt werden.
In den ausgebuchteten Eckbereichen des Trägerplattenkörpers 7 sind Löcher 19, mittels derer die Trägerplatte 1 mit anderen Komponenten des Werkstückträgersystems verbindbar sind. Solche Komponenten können beispielsweise Abstandshalter, Trägerrahmen oder Griffe sein.
Der Trägerplattenkörper 7 wird durch ein innenliegendes metallenes Einlegeteil 11 verstärkt. Der Trägerplattenkörper 7 und das Einlegeteil 11 bilden die Trägerplatte 1 aus. Das Einlegeteil 11 ist als rechteckiger Rahmen ausgebildet und verläuft in den Randbereichen im Inneren des Trägerplattenkörpers 7. Das Einlegeteil 11 ist bis auf Ansatzstellen 21, die vom Herstellungsprozess herrühren, gänzlich vom Trägerplattenkörper 7 umschlossen. Die Randbereiche, in denen das Einlegeteil 11 verläuft, sind jenseits eines zentralen Bereichs, in dem die Durchbrüche 5 angeordnet sind.
Das Einlegeteil 11 ist ein langgestreckter, einteiliger metallener Körper mit rundem oder eckigem Querschnitt, der so geformt ist, dass sein Verlauf den Längs- und Querseiten der rechteckigen Grundform des Trägerplattenkörpers 7 folgt. Die Ecken des einen rechteckigen Rahmen formenden Einlegeteils 11 sind gerundet. Um eine geschlossene Rahmenform zu bilden, sind die Enden des Einlegeteils 11 miteinander verschweißt. Die Schweißverbindung 17 kann beispielsweise in einer der Ecken angeordnet sein. Das Einlegeteil 11 kann beispielsweise durch einen gebogenen Draht mit rundem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein. Das Einlegeteil 11 kann beispielsweise aus einem Draht mit 5 mm Durchmesser geformt sein, der gebogen und geschweißt ist. Alternativ kann der rechteckige Rahmen durch vier gerade Stäbe geformt werden.
Die Trägerplatte 1 ist durch einen Kunststoffspritzgusskörper als Trägerplattenkörper 7 ausgebildet, in dem das Einlegeteil 11 vergossen ist. Das Einlegeteil eines Spritzgusskörpers wird auch als Insert bezeichnet. Es ist aus Metall, insbesondere Edelstahl, kann jedoch eine Beschichtung aufweisen, die nicht unbedingt aus Metall sein muss.
Bei der Herstellung wird das Einlegteile in einer Gussform positioniert und gehalten, indem es an einigen, in diesem Ausführungsbeispiel vier, Stellen auf einem Werkzeug, beispielweise die Gussform, aufliegt oder im Werkzeug eingeklemmt wird. Beim Vergießen wird das Einlegeteil vollständig vom Vergussmaterial umschlossen; lediglich an den Stellen, an denen das Werkzeug ansetzt, kann kein Vergussmaterial zum Einlegeteil 11 dringen, sodass in der Trägerplatte 1 bis auf das Einlegeteil 11 reichende, als Aussparungen ausgebildete Ansatzstellen 21 im Spritzgusskörper hat, an denen das Einlegeteil 11 freiliegt. Ansonsten ist es vollständig vom Vergussmaterial umschlossen. Die Ansatzstellen 21 können an Ober- und Unterseite der Trägerplatte 1 vorgesehen sein. Es ist möglich, diese Aussparungen zu schließen und das Einlegeteil 21 auch in diesen Bereichen mit dem Vergussmaterial oder einem anderen Kunststoff zu bedecken. Dies ist jedoch aufwändig und nicht erforderlich.
2 zeigt einen randseitigen Ausschnitt einer Schnittansicht quer zur Auflagefläche 3 durch die Trägerplatte 1. Der Schnitt verläuft durch die Durchbrüche 5 einer Spalte.
An einer Unterseite der Trägerplatte 1, die gegenüberliegend zur Auflagefläche 3 ist, sind zwischen benachbarten Durchbrüchen 5 Wandstege 9 ausgebildet, deren Wandflächen sich quer zur Auflagefläche 3 von dieser weg erstrecken. Die Wandstege 9 sind Stabilisierungen des Trägerplattenkörpers 7. Sie wirken einer Durchbiegung der Trägerplatte 1 durch das Gewicht der Werkstücke auf der Auflagefläche 3 entgegen. An den Seitenrändern des Trägerplattenkörpers 7 läuft ein Seitenwandsteg 13, dessen Seitenwandfläche sich quer zur Auflagefläche 3 von dieser weg erstreckt. Das Einlegeteil 11 verläuft in einem Eckbereich 15 zwischen dem Seitenwandsteg 13 und der von der Auflagefläche 3 abgewandten Seite. Der Eckbereich 15 ist als Steg ausgebildet, der einen gestuften Übergang zwischen dem Seitenwandsteg 13 und der Unterseite formt. Das Einlegeteil 11 ist im Steg, der integraler Bestandteil des Trägerplattenkörpers 7 ist, gänzlich von diesem umschlossen, sodass er den Trägerplattenkörper 7 sowohl versteift als auch von diesem durch äußere Einwirkungen geschützt ist.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
Bezugszeichenliste

1: Trägerplatte
3: Auflagefläche
5: Durchbruch
7: Trägerplattenkörper
9: Wandsteg
11: Einlegeteil
13: Seitenwandsteg
15: Eckbereich
17: Schweißverbindung
19: Loch
21: Ansatzstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202012103711 U1 [0003]

Claims

Trägerplatte (1) eines Werkstückträgersystems mit einem Trägerplattenkörper (7) aus Kunststoff und zumindest einem metallenen Einlegeteil (11), das in gegenüberliegenden Randbereichen im Inneren des Trägerplattenkörpers (7) verläuft und vom Trägerplattenkörper (7) umschlossen ist.
Trägerplatte (1) nach Anspruch 1, wobei das Einlegeteil (11) um einen zentralen Bereich des Trägerplattenkörpers umlaufend ausgebildet ist.
Trägerplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Einlegeteil (11) einteilig ausgebildet ist.
Trägerplatte (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Enden des Einlegeteils (11) durch eine Schweißverbindung (17) miteinander verbunden sind.
Trägerplatte (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Einlegeteil (11) einen runden Querschnitt hat.
Trägerplatte (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Einlegeteil (11) aus Edelstahl ausgebildet ist.
Trägerplatte (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Trägerplattenkörper (7) als Kunststoffspritzgusskörper ausgebildet ist und das Einlegeteil (11) im Trägerplattenkörper (7) vergossen ist.
Trägerplatte (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Trägerplattenkörper (7) eine Auflagefläche (3) aufweist und an einer von der Auflagefläche (3) abgewandten Seite zumindest einen Steg aufweist, in dem das Einlegeteil (11) verläuft.
Trägerplatte (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Seitenwandsteg (13), dessen Wandfläche sich quer zur Auflagefläche (3) von dieser weg erstreckt, wobei das Einlegeteil (11) sich in einem Eckbereich (15) zwischen dem Seitenwandsteg (13) und der von der Auflagefläche (3) abgewandten Seite erstreckt.
Trägerplatte (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Trägerplattenkörper (7) eine Mehrzahl von Durchbrüchen (5) durch die Auflagefläche (3) aufweist und das Einlegeteil (11) in den Randbereichen jenseits der Durchbrüche (5) angeordnet ist, wobei die Durchbrüche (5) ausgebildet sind, sodass Werkstückhalter in die Durchbrüche (5) einsetzbar sind.