DE10232939B3 - Machine base for laser machining device, with embedded metallic earthing body and earth lines extending between earthing body and earthing terminations at surface of base - Google Patents

Machine base for laser machining device, with embedded metallic earthing body and earth lines extending between earthing body and earthing terminations at surface of base Download PDF

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Abstract

The machine base (1) is made of a non-conductive mineral concrete, e.g. a polymer concrete, on which electrical component groups and housing parts of the machine are mounted at different points. A metallic earthing body (2) is anchored in the base, from which a number of earth lines (4) project, each provided with an earth termination for a machine component group at the surface of the base, adjacent the mounting location for the component group.

Description

Die Erfindung betrifft einen Maschinen-Sockel aus elektrisch nicht leitendem Mineralbeton, wobei auf dem Sockel an unterschiedlichen Befestigungsstellen elektrische Baugruppen und Gehäuseteile der Maschine montierbar sind.The invention relates to a machine base made of electrically non-conductive mineral concrete, with on the base electrical assemblies at different attachment points and housing parts the machine can be assembled.

Bearbeitungsmaschinen in Fertigungsanlagen, beispielsweise Lasermaschinen zur Bearbeitung von Leiterplatten, besitzen vielfach Unterbauten aus Stahl. Es ist aber auch bekannt, derartige Maschinengestelle aus Mineralbeton zu fertigen, da dieses Material schwingungsarm ist und eine günstigere Steifigkeit und Festigkeit aufweist, zudem auch günstiger in der Herstellung ist als eine Stahlkonstruktion. Ein Maschinengestell aus Mineralbeton ist beispielsweise in der DE 19905002 A1 beschrieben.Processing machines in production plants, for example laser machines for processing printed circuit boards, often have steel substructures. However, it is also known to manufacture such machine frames from mineral concrete, since this material is low-vibration and has a more favorable rigidity and strength, and is also more economical to manufacture than a steel structure. A machine frame made of mineral concrete is, for example, in the DE 19905002 A1 described.

Da der für derartige Maschinen-Sockel verwendete Mineralbeton elektrisch nicht leitfähig ist, müssen für den notwendigen Potentialausgleich zwischen den einzelnen Baugruppen und Gehäuseteilen der Maschine zusätzliche Kabelverbindungen vorgesehen werden. Diese Leitungen erfordern zusätzlichen Platz und zusätzlichen Montageaufwand für die Verdrahtung, und sie stören zudem den Gesamteindruck der Maschine.As the base for such machines Mineral concrete used is not electrically conductive, must be necessary for the necessary equipotential bonding additional between the individual assemblies and housing parts of the machine Cable connections are provided. These lines require additional ones Space and additional Assembly effort for the wiring and they interfere also the overall impression of the machine.

In der DE 94 07 532 U1 ist ein Grundelement bzw. ein Maschinensockel aus Polymerbeton beschrieben, bei dem die Außenkontur zumindest im Bereich einer Aufspannfläche weitgehend von einem Metallprofil gebildet ist, in das der Polymerbeton direkt eingegossen ist. Dieses Metallprofil bedeutet einen nicht unerheblichen Aufwand. Weiterhin ist dort auch vorgesehen, daß Leitungen beispielsweise für ein Hydraulikversorgungssystem oder für eine Spannungsversorgung direkt in den Polymerbeton eingegossen sind. Eine spezielle Anordnung zum Potentialausgleich zwischen einzelnen Maschinen-Baugruppen ist jedoch dort nicht vorgesehen.In the DE 94 07 532 U1 describes a basic element or a machine base made of polymer concrete, in which the outer contour, at least in the area of a clamping surface, is largely formed by a metal profile into which the polymer concrete is cast directly. This metal profile means a considerable effort. It is also provided there that lines, for example for a hydraulic supply system or for a voltage supply, are cast directly into the polymer concrete. However, there is no special arrangement for equipotential bonding between individual machine assemblies.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Maschinen-Sockel der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Potentialausgleich zwischen den einzelnen Baugruppen der darauf montierten Maschine auf einfache, raumsparende und kostengünstige Weise erreichbar ist.The aim of the present invention is therefore, a machine base of the type mentioned at the beginning create a potential equalization between the individual Assemblies of the machine mounted on it on simple, space-saving and inexpensive Way is achievable.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem gattungsgemäßen Maschinen-Sockel dadurch erreicht, daß in dem Sockel ein metallischer, von außen kontaktierbarer Erdungskörper verankert ist und daß mit dem Erdungskörper eine Mehrzahl von sternförmig abgehenden Masseleitungen verbunden ist, welche alle in dem Mineralbeton des Sockels eingebettet sind und jeweils an der Oberfläche des Sockels im Bereich einer Befestigungsstelle für eine Baugruppe der Maschine enden, wo sie jeweils ein von außen kontaktierbares Masse-Anschlußelement für die betreffende Baugruppe bilden.According to the invention, this goal is achieved with a generic machine base achieved in that a metallic grounding body that can be contacted from the outside is anchored to the base is and that with the earth body a plurality of star-shaped outgoing ground lines connected  which is all in the mineral concrete of the base are embedded and each on the surface of the Base in the area of a fastening point for an assembly of the machine ends where they each have an externally contactable ground connection element for the form the relevant assembly.

Durch die erfindungsgemäße Verlegung von Masseleitungen in dem Mineralbeton des Sockels erfordern diese keinen zusätzlichen Platz und keine nachträglichen Verdrahtungsarbeiten. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Masse-Anschlußelemente gleichzeitig Befestigungselemente für die Maschinenbaugruppen, nämlich elektrische Baugruppen und metallische Gehäuseteile, sind. Mit der Befestigung dieser Teile wird damit auch gleichzeitig ein Masseanschluß hergestellt.By laying the invention of ground lines in the mineral concrete of the base require this no additional Space and no subsequent Wiring. It is particularly favorable if the Earth terminal elements at the same time fastening elements for the machine assemblies, namely electrical assemblies and metallic housing parts. With the attachment these parts are thus also connected to a ground connection.

Durch die sternförmige Anordnung der Masseleitungen, die alle von dem zentralen Erdungskörper ausgehen, wird auch eine schädliche Schleifenbildung mit Antennenwirkung vermieden. Die sternförmige Anordnung kann auch dahingehend erweitert werden, daß einzelne Masseleitungen einen weiteren Verzweigungspunkt aufweisen, von dem aus mehrere Zweigleitungen wiederum sternförmig abgehen und an der Oberfläche des Sockels im Bereich einer Befestigungsstelle enden.Due to the star-shaped arrangement of the ground lines, all of which emanate from the central earth body also becomes one harmful Avoiding loops with antenna effect. The star-shaped arrangement can also be expanded in such a way that individual ground lines unite have another branch point, from which several branch lines again star-shaped come off and on the surface of the base end in the area of a fastening point.

Die Masseleitungen selbst können entsprechend Anspruch 4 und 5 durch flexible Drähte, Litzen bzw. Kabel oder auch durch Metallbänder gebildet sein. Die Masse-Anschlußelemente können entsprechend Anspruch 6 als Steckerelemente in Form von Buchsen oder Stiften ausgebildet sein. Vorzugsweise sind sie jedoch mit einem Gewinde als Gewindebuchsen oder Gewindebolzen versehen, insbesondere dann, wenn sie zugleich als Befestigungselemente für eine Baugruppe oder ein Gehäuseelement dienen. The ground lines themselves can accordingly Claims 4 and 5 through flexible wires, strands or cables or also with metal straps be educated. The ground connection elements can claim accordingly 6 designed as plug elements in the form of sockets or pins his. However, they are preferably threaded as threaded bushings or threaded bolts, especially if they are at the same time as fasteners for an assembly or a housing element serve.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantageous configurations of the object according to claim 1 result from the further subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention will follow embodiments based on the drawing explained. It shows

1 den Prinzipaufbau eines Maschinensockels in erfindungsgemäßer Ausgestaltung, 1 the basic structure of a machine base in a configuration according to the invention,

2 einen erfindungsgemäßen Maschinensockel für eine Laserbearbeitungsmaschine, 2 a machine base according to the invention for a laser processing machine,

3 und 4 ein in einem Sockel gemäß 1 oder 2 verwendetes Masse-Anschlußelement. 3 and 4 one in a socket according to 1 or 2 Ground connection element used.

1 zeigt in schematischer Darstellung die prinzipielle Gestaltung eines erfindungsgemäßen Maschinensockels. Gezeigt ist ein Sockel 1 aus Mineralbeton mit beispielsweise quaderförmigen Umrissen. In diesem Sockel 1 ist eine Erdungsplatte 2 verankert, die jedoch mit Anschlußelementen, beispielsweise Gewindelöchern 3 von der Oberfläche des Sockels 1 her zugänglich ist. Mit der Erdungsplatte 2 sind Masseleitungen 4, beispielsweise in Form von Drähten, Drahtseilen oder Metallbändern, verbunden, derart, daß sie sternförmig von der Erdungsplatte 2 ausgehen und sich innerhalb des Sockels 1 bis zu einer zugeordneten Austritts-Stelle an der Oberfläche erstrecken, wo sie aus dem Material des Sockels 1 austreten und jeweils einen von außen kontaktierbaren Erdungspunkt 5 bilden. Einzelne Masseleitungen 4 können auch innerhalb des den Sockel 1 bildenden Mineralbetons einen weiteren Verzweigungspunkt 6 bilden, von dem aus wiederum sternförmig Zweigleitungen 7 abgehen. Auch diese Zweigleitungen 7 enden jeweils an einem Erdungspunkt 5 an der Oberfläche des Sockels 1. Auf dem Sockel 1 können dann nicht dargestellte Teile einer Maschine befestigt und über die Erdun,gspunkte 5 geerdet werden. 1 shows a schematic representation of the basic design of a machine base according to the invention. A base is shown 1 made of mineral concrete with, for example, cuboid outlines. In this base 1 is a grounding plate 2 anchored, but with connection elements, such as threaded holes 3 from the surface of the base 1 is accessible from here. With the grounding plate 2 are ground lines 4 , for example in the form of wires, wire ropes or metal strips, connected such that they are star-shaped from the grounding plate 2 go out and get inside the pedestal 1 up to an assigned exit point extend the surface where it is made of the material of the base 1 emerge and each have a grounding point that can be contacted from the outside 5 form. Individual ground lines 4 can also be inside the the base 1 mineral concrete forms another branch point 6 form, from which in turn star-shaped branch lines 7 depart. These branch lines too 7 each end at an earthing point 5 on the surface of the base 1 , On the base 1 parts of a machine, not shown, can then be fastened and grounded via the grounding points 5.

2 zeigt eine Ausführungsform eines Maschinensockels, wie sie beispielsweise für eine Lasermaschine zur Bearbeitung von Leiterplatten geeignet ist. Hierbei ist ein Sockel 11 gezeigt, der zur Aufnahme einer größeren Zahl von Maschinenbaugruppen strukturiert ist und dementsprechend eine Mittelwand 12, Querwände 13 und verschiedene Ausnehmungen und Querstreben besitzt. Dieser Sockel 11 besitzt Metallfüße 10 und an einer Vielzahl von Stellen jeweils Befestigungspunkte 15 in Form von Gewindebohrungen, in denen die jeweiligen Baugruppen, Schaltschränke, Steuereinheiten und Gehäuseelemente befestigt werden können. Da bei einem derart komplexen Maschi nenaufbau alle Baugruppen und metallischen Gehäuseteile zum Potentialausgleich geerdet werden müssen, würde eine nachträgliche Verdrahtung mit Erdleitungen einen erheblichen Aufwand an Montagearbeit und Platz, abgesehen von dem entstehenden Verdrahtungsgewirr, verursachen. 2 shows an embodiment of a machine base, as is suitable for example for a laser machine for processing printed circuit boards. Here is a base 11 shown, which is structured to accommodate a larger number of machine assemblies and accordingly a middle wall 12 , Cross walls 13 and has different recesses and cross struts. This pedestal 11 has metal feet 10 and attachment points at a variety of locations 15 in the form of threaded holes in which the respective assemblies, control cabinets, control units and housing elements can be attached. Since with such a complex machine structure all assemblies and metallic housing parts must be grounded for equipotential bonding, subsequent wiring with earth wires would cause considerable assembly work and space, apart from the resulting tangle of wiring.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Sockels 11 sind die einzelnen Befestigungselemente 15 jeweils zugleich als Erdungspunkte ausgelegt und im Inneren des Sockels 11 jeweils in nicht sichtbarer Weise mit dem Ende einer Masseleitung 4 gemäß 1 verbunden. Grundsätzlich wäre es zwar möglich, die Erdungspunkte neben den Befestigungspunkten 15 vorzusehen, doch bringt gerade die Zusammenlegung von Befestigungsstellen und Erdungspunkten den wesentlichen Vorteil der Ersparnis von Platz und Montagearbeit.Due to the design of the base according to the invention 11 are the individual fasteners 15 both designed as grounding points and inside the base 11 each in an invisible manner with the end of a ground line 4 according to 1 connected. In principle, it would be possible to have the earthing points next to the fastening points 15 to be provided, but the merging of fastening points and earthing points brings the essential advantage of saving space and assembly work.

Die in 2 nicht sichtbaren Masseleitungen 4 sind alle sternförmig an eine Haupt-Erdungsplatte 16 gekoppelt, welche mehr oder weniger zentral, in jedem Fall aber von außen zugänglich in dem Sockel 11 verankert ist. Diese Erdungsplatte 16 weist Gewindebohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern auf, um je nach Bedarf Befestigungsschrauben für einen Haupterdanschluß aufnehmen zu können.In the 2 invisible ground lines 4 are all star-shaped on a main grounding plate 16 coupled, which is more or less central, but in any case accessible from the outside in the base 11 is anchored. This grounding plate 16 has threaded holes with different diameters to accommodate mounting screws for a main earth connection as required.

Die einzelnen Befestigungsstellen 15, die zugleich als Erdungspunkte dienen, können verschiedene Formen von Verbindungselementen annehmen, beispielsweise als Steckbuchsen, Steckbolzen oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind sie jedoch als Schraubbuchsen oder Schraubbolzen ausgeführt, weil sie in der Regel gleichzeitig auch als Befestigungselemente für die Maschinenteile oder Gehäuseelemente dienen.The individual attachment points 15 , which also serve as grounding points, can take various forms of connecting elements, for example, be designed as plug sockets, plug pins or the like. However, they are preferably designed as screw bushings or screw bolts because they generally also serve as fastening elements for the machine parts or housing elements.

Eine als Befestigungselement und Erdungspunkt dienende Schraubbuchse 17 ist in 3 in perspektivischer Ansicht bzw. in 4 im Schnitt gezeigt. Diese Schraubbuchse 17 besitzt an der zur Oberfläche des Sockels 11 bzw. 1 freiliegen den Seite eine offene Gewindebohrung 18 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben für Maschinenbaugruppen bzw. Gehäuseteile. Am inneren Ende besitzt die Schraubbuchse 17 ebenfalls eine Gewindebohrung 19, in welche eine Klemmschraube 20 eingesetzt wird, um das Ende einer seitlich durch eine Bohrung 21 eingeführten Masseleitung 4 bzw. Zweigleitung 7 festzuklemmen. Die Schraubbuchsen 17 werden zusammen mit den Masseleitungen 4 und gegebenenfalls den Zweigleitungen 7 beim Gießen des Sockels 1 bzw. 11 mit eingebettet und beim Aushärten des Mineralbetons fixiert.A screw socket serving as a fastening element and grounding point 17 is in 3 in perspective view or in 4 shown in section. This screw socket 17 possesses on the surface of the base 11 respectively. 1 an open threaded hole is exposed on the side 18 for mounting fastening screws for machine assemblies or housing parts. The screw bushing has at the inner end 17 also a threaded hole 19 , in which a clamping screw 20 is used to end the end of one side through a hole 21 introduced ground line 4 or branch line 7 clamp. The screw bushings 17 are together with the ground lines 4 and if necessary the branch lines 7 when casting the pedestal 1 respectively. 11 embedded and fixed when the mineral concrete hardens.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf diese Art von Schraub- , buchsen beschränkt. Vielmehr sind beliebige Abwandlungen möglich, wobei in Einzelfällen auch eine Trennung von Befestigungsstelle und Erdungspurtkt denkbar ist. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, von einem Erdungspunkt aus mittels oberflächlich aufgeschraubten Metallschienen 23 (2) eine Verlängerung einer Erdleitung von einem Erdungspunkt zu mehreren Befestigungsstellen vorzunehmen. Wesentlich bei der Gestaltung der Masseleitungen ist lediglich, daß alle Leitungen sternförmig geführt sind und daß keine geschlossenen Schleifen, die als Antennen wirken würden, entstehen.Of course, the invention is not limited to this type of screw bushings. Rather, any modifications are possible, and in individual cases it is also conceivable to separate the fastening point and grounding point. Furthermore, it can be expedient from a grounding point by means of metal rails screwed onto the surface 23 ( 2 ) extend an earth line from one earthing point to several fastening points. It is only essential in the design of the ground lines that all lines are guided in a star shape and that no closed loops, which would act as antennas, arise.

Schließlich sei noch erwähnt, daß die Gesamtheit der Masseleitungen in den Sockel zusätzlich eine elektromagnetische Abschirmwirkung erzielen kann.Finally, it should be mentioned that the entirety the ground lines in the base also an electromagnetic Can achieve shielding effect.

Claims (7)

Maschinen-Sockel aus elektrisch nicht leitendem Mineralbeton, wobei auf dem Sockel an unterschiedlichen Befestigungsstellen elektrische Baugruppen und Gehäuseteile der Maschine montierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sokkel (1;11) ein metallischer, von außen kontaktierbarer Erdungskörper (2;16) verankert ist und daß mit dem Erdungskörper (2;16) eine Mehrzahl von sternförmig abgehenden Masseleitungen (4) verbunden ist, welche alle in dem Mineralbeton des Sockels (1;11) eingebettet sind und jeweils an der Oberfläche des Sockels im Bereich der Befestigungsstelle (15) für eine Baugruppe der Maschine enden, wo sie jeweils ein von außen kontaktierbares Masse-Anschlußelement (17) für die betreffende Baugruppe bilden.Machine base made of electrically non-conductive mineral concrete, electrical assemblies and housing parts of the machine being mountable on the base at different fastening points, characterized in that in the base ( 1 ; 11 ) a metallic grounding body that can be contacted from the outside ( 2 ; 16 ) is anchored and that with the grounding body ( 2 ; 16 ) a plurality of star-shaped outgoing ground lines ( 4 ), which are all in the mineral concrete of the base ( 1 ; 11 ) are embedded and in each case on the surface of the base in the area of the attachment point ( 15 ) for an assembly of the machine, where they each have an externally contactable ground connection element ( 17 ) for the relevant assembly. Sockel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse-Anschlußelemente (17) zumindest teilweise zugleich als Befestigungselemente für metallische Baugruppen und/oder Gehäuseteile dienen.Base according to claim 1, characterized in that the ground connection elements ( 17 ) serve at least partially as fasteners for metallic assemblies and / or housing parts. Sockel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Masseleitungen (4) innerhalb des Sockels (1) sternförmig verzweigt und mit einer Mehrzahl von Zweigleitungen (7) verbunden ist, wobei jede der Zweigleitungen (7) an der Oberfläche des Sockels (1) in einem Masseanschlußpunkt (5) im Bereich der Befestigungsstelle (15) einer Maschinenbaugruppe endet.Base according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the ground lines ( 4 ) inside the base ( 1 ) branched in a star shape and with a plurality of branch lines ( 7 ) is connected, each of the branch lines ( 7 ) on the surface of the base ( 1 ) in a ground connection point ( 5 ) in the area of the attachment point ( 15 ) of a machine assembly ends. Sockel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseleitungen (4;7) durch flexible Metallkabel bzw. Litzen gebildet sind.Base according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ground lines ( 4 ; 7 ) are formed by flexible metal cables or strands. Sockel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseleitungen (4;7) durch Metallbänder gebildet sind.Base according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ground lines ( 4 ; 7 ) are formed by metal strips. Sockel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse-Anschlußelemente (17) als Steck-Buchsen oder -Bolzen ausgebildet sind.Base according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ground connection elements ( 17 ) are designed as plug sockets or bolts. Sockel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse-Anschlußelemente (17) als Schraubbuchsen oder -Bolzen ausgebildet sind.Base according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ground connection elements ( 17 ) are designed as screw bushings or bolts.
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