DE19907926C1 - Verfahren zum Herstellen eines geschweißten dreidimensionalen Straßenfertigerchassis und Straßenfertigerchassis - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Schweißkonstruktionen, bei dem zugeschnittene Plattenformteile, insbesondere Strukturplattenformteile großer Stärke, relativ zueinander positioniert und anschließend durch entlang von Stoßbereichen verlaufende Schweißnähte fest verbunden werden, werden zuvor an den Plattenformteilen Eingriffselemente und dazu passende Ausschnitte geschnitten und die Plattenformteile durch Ineinanderstecken der Eingriffselemente und der Ausschnitte positioniert. In einer solchen Schweißkonstruktion sind die aneinandergeschweißten Plattenformteile zusätzlich in den Stoßbereichen in Positions-Steckverbindungen formschlüssig miteinander verbunden, die jeweils aus einem geschnittenen Eingriffselement und einem zu diesem passgenau geschnittenen Ausschnitt bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Straßenfertigerchassis gemäß Oberbegriff des Anspruchs 3.

Das Chassis eines Straßenfertigers besteht aus ebenen oder gekanteten, einzeln zugeschnittenen, relativ starken Plattenformteilen. Die Plattenformteile aus zwi­ schen ca. 5 und 25 mm dicken Blechen werden üblicherweise auf Blechscheren oder autogen zugeschnitten, wobei das letztgenannte Verfahren eine aufwendige Nachbearbeitung der Schneidränder erfordern kann. Es hat sich auch durchge­ setzt, solche Plattenformteile auf Laserschneidemaschinen zuzuschneiden, die sehr maßgenaue Randbereiche herstellen lassen, und z. B. computergesteuert mit hoher Präzision hohe Schneidleistungen ermöglichen. Jeweils zwei in einem Stoßbereich aneinander stoßende Plattenformteile werden in der Schweißposition durch Anreißen, mit Schablonen, Schweißpositionier- und -spannvorrichtungen und dgl. einjustiert, festgespannt und meist mit Schweißheftpunkten gesichert. Erst dann werden in den Stoßbereichen die Schweißnähte gesetzt. Dieses Verfah­ ren ist zeitaufwendig und mühsam, bedingt die Verwendung teurer Hilfseinrichtun­ gen, und erfordert besonderes Geschick und viele Arbeitskräfte.

Aus DE-A-44 12 005 ist bekannt, Maschinenteile, insbesondere teleskopierbare Stützen oder Teleskoparme in Schweißkonstruktion aus Wänden, Böden, Seiten­ teilen bzw. Abschlussteilen zu erstellen. Dabei werden vor dem Schweißen laser­ strahlgeschnittene Vorsprünge und Ausnehmungen ineinandergepasst, um auch ohne die Schweißverbindung hohe Festigkeit oder Formstabilität der Maschinen­ teile zu erzielen. Hilfskonstruktionen und Maßnahmen nur für das Schweißen wer­ den dadurch entbehrlich. Es kann oftmals die Schweißverbindung nur noch zum Sichern der Teile aneinander dienen, wobei Dank der Vorsprünge und Ausneh­ mungen Schweißnähte oder Punktschweißstellen versenkt angeordnet werden, was für teleskopierbare Maschinenteile bedeutsam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie nach diesem Verfahren hergestellte, dickwandige Straßenfertigerchassis anzugeben, mit denen bei der Herstellung eines Straßenfertigers Arbeitszeit und Arbeitsaufwand für das Chassis bei mindestens gleicher Endqualität reduzierbar sind.

Die gestellte Aufgabe wir mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 und dem Straßen­ fertigerchassis gemäß Anspruch 4 gelöst.

Verfahrensgemäß werden für das Straßenfertigerchassis die Ausschnitte und Ein­ griffselemente bereits beim Laserstrahl-Zuschneiden der Plattenformteile zusätz­ lich gebildet, obwohl sie wegen der ohnedies für die Festigkeit und Formstabilität danach zu bildenden Schweißverbindungen nicht oder kaum gebraucht würden, und zwar um die Plattenformteile ohne Hilfsmittel vor dem Schweißen genau zu positionieren. Es werden die Plattenformteile in Laserstrahl-Schneidautomaten computergeführt und praktisch unter Verwendung der CAD-Konstruktionszeich­ nungen mit hoher Schneidleistung und beliebigem Zuschnitt präzise geformt. Die ineinander gesteckten Eingriffselemente und Ausschnitte ergeben wegen der gro­ ßen Wandstärke der Plattenformteile sehr stabile Steckverbindungen, die die Plattenformteile genau in ihren relativen Schweißpositionen halten, bis die Schweißungen vorgenommen sind. Dabei werden keine Schablonen oder auf­ wendige Hilfsvorrichtungen gebraucht und können zeitaufwendiges Anreißen und Heftschweißen entfallen. Es ist beim Positionieren keine besondere Sorgfalt erfor­ derlich, und auch kein besonderes Geschick. Der Mehraufwand zum Bilden der Eingriffselemente und Ausschnitte ist vernachlässigbar und wird bei weitem kom­ pensiert durch Einsparungen beim Arbeitsaufwand und den Arbeitszeiten. Im Straßenfertigerchassis werden die Gestaltfestigkeit und die Formtreue verbessert, da im statischen Verbund nicht nur die Schweißnähte wirken, sondern auch die Steckverbindungen zwischen den Eingriffselementen und den Ausschnitten. Dazu kommt, dass mit Entfallen aufwendiger Anreißvorgänge, Schablonen, Spannvor­ richtungen und Heftschweißungen Kosten gespart werden und der Arbeits- und Personalaufwand und die Arbeitszeit zum herstellen der Schweißkonstruktionen spürbar verringert sind.

Gemäß Anspruch 2 bietet sich das Verfahren der Anwendung bei Plattenformtei­ len mit Stärken zwischen 5 und 25 mm an, weil diese Blechstärken zu stabilen und präzisen Steckverbindungen führen.

Gemäß Anspruch 4 ist die Stecktiefe bei jeder Steckverbindung herstellungstech­ nisch einfach durch laserstrahlgeschnittene Begrenzungsanschläge definiert.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines dreidimensionalen Stra­ ßenfertigerchassis in einem Herstellungsschritt,

Fig. 2 das Straßenfertigerchassis von Fig. 1 im fertiggestellten Zustand, und

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung einer anderen Ausführungsform einer dreidi­ mensionalen Schweißkonstruktion in einem Herstellungsschritt.

Eine dreidimensionale Schweißkonstruktion S eines Straßenfertigerchassis ge­ mäß Fig. 2 ist ein kanalartiges, vierkantiges, hohles Gebilde, das aus im Bereich von gegenseitigen Stoßbereichen 3 durch Schweißnähte N verbundenen Platten­ formteilen P, P' hergestellt ist. Die Plattenformteile P, P' sind sogenannte Struktur­ plattenformteile, die in der Schweißkonstruktion zu höherer Gestaltfestigkeit und Formtreue beitragen, relativ dicke Wandstärken x von ca. 5 mm bis 25 mm, vor­ zugsweise bis 20 mm, haben, und beispielsweise aus Stahlblech bestehen. An ei­ ner solchen Schweißkonstruktion in einem tragfähigen und belastbaren Straßen­ fertigerchassis lassen sich weitere Komponenten fest oder beweglich anbringen.

Die Plattenformteile P, P' in Fig. 2 sind nicht nur durch die Schweißnähte N entlang der gegenseitigen Stoßbereiche 3 verbunden, sondern zusätzlich durch eine Viel­ zahl von Positionier-Steckverbindungen V, deren jede aus einem geschnittenen Ausschnitt A und einem in den Ausschnitt A eingesteckten Eingriffselement E be­ steht. Die Positionier-Steckverbindungen V haben die Aufgabe, die Plattenformtei­ le P, P' zum Setzen der Schweißnähte in den relativen Schweißpositionen präzise zu positionieren und zwar ohne vorher Anreißen oder Schweißhilfsvorrichtungen oder Punktheftschweißungen einsetzen zu müssen.

In Fig. 1 sind die Plattenformteile P, P' noch in Positionen angedeutet, wie sie vor dem Positionieren vorliegen. Es ist jeder Plattenformteil P innerhalb seiner freien, geschnittenen Randbereiche 1, 2 mit als durchgehende Öffnungen ausgebildeten Ausschnitten A rechteckiger oder quadratischer Form versehen, die zu den an den Plattenformteilen P an deren freien Randbereichen 4, 5 geschnittenen, würfel- oder blockförmigen Eingriffselementen E ausgerichtet sind und zu diesen passen. Duch die relativen Positionen der Ausschnitte A in den Plattenformteilen P sind die späteren Stoßbereiche 3 vorgegeben, in denen die Plattenformteile aneinan­ der stoßen.

Zweckmäßigerweise sind die Ausschnitte A und die Eingriffselemente E beim herstellen der Zuschnittsform jedes Plattenformteils gebildet, wobei Laserstrahl­ schneiden als Schneidverfahren angewendet wird.

Nach dem Zuschneiden der Plattenformteile P, P' werden diese durch Einstecken der Eingriffselemente E in die Ausschnitte A aneinander positioniert, ehe die Schweißnähte, z. B. wie bei 6 in Fig. 1 angedeutet und in Fig. 2 durch N gezeigt, gesetzt werden. Die Schweißnähte können über die Steckverbindungen V hinweg verlaufen. Es ist möglich, auch an den Außenseiten der Steckverbindungen zu schweißen, wie in Fig. 2 oben durch Kreuze angedeutet.

Gemäß Fig. 3 sind mehrere Plattenformteile P, P' und ein weiterer Plattenformteil 11 durch Laserstrahlschneiden vorbereitet zum Herstellen eines dreidimensiona­ len Übertragungshebels für ein Straßenfertigerchassis. Die Plattenformteile sind in einem Endbereich mit Bohrungen und aufgeschweißten Verstärkungsringen 9 bestückt. Der Plattenformteil 11 ist ebenfalls mit einer Eingriffsbohrung vorge­ formt, die durch Laserstrahlschneiden gebildet sein kann. Die Umrisse aller Plat­ tenformteile sind durch Laserstrahlschneiden hergestellt, und zwar mit Eingriffs­ elementen E an den freien Randbereichen 1 und 2 und Ausschnitten A innerhalb der freien Randbereiche 4, 5. Zusätzlich sind in den Plattenformteilen P' Durch­ gänge 7, 10 durch Laserstrahlschneiden geschnitten, die zum Einführen und Be­ festigen des Plattenformteils 11 dienen. Der beim freien Randbereich 5 des unte­ ren Plattenformteils P' gezeigte Ausschnitt A ist zum freien Randbereich 5 hin of­ fen. Das dazu passende Eingriffselement E ist am freien Randbereich 2 des darü­ berliegenden Plattenformteils P durch den freien Randbereich selbst gebildet. An diesem Plattenformteil P ist auch eine Anschlagnase 8 geformt.

Zum Positionieren der Plattenformteile P, P', 11 vor dem Setzen der Schweißnähte werden die beiden Plattenformteile P in die Ausschnitte A der Plattenformteile P' eingesteckt. Zur Begrenzung der Einstecktiefe sind jeweils angrenzend an die Eingriffselemente E und/oder die Ausschnitte A Begrenzungsanschläge 12, 13 geformt. Sobald die Plattenformteile P, P' über die Steckverbindungen zu einem noch nicht fixierten Hohlkörper zusammengefügt sind, wird der Plattenformteil 11 durch die Ausschnitte 10, 7 hindurchgesteckt, bis er seine durch Schultern 14 de­ finierte Schweißposition erreicht hat. Dann werden entlang der gegenseitigen Stoßbereiche Schweißnähte gesetzt.

Speziell beim Laserstrahlschneiden, zweckmäßig durch einen Computer gesteu­ ert, ggfs. CAD-gestützt, werden die freien Randbereiche und die Ausschnitte A sowie die Eingriffselemente E nachbearbeitungsfrei mit hoher Präzision geformt. Das Laserstrahlschneiden ermöglicht es auch, die Schweißnähte ohne weitere Oberflächenbehandlung in den Stoßbereichen zu setzen. Bei den gezeigten Aus­ führungsformen sind die Ausschnitte und die Eingriffselemente jeweils durch zu­ einander senkrechte Flächen und zueinander parallele Flächen begrenzt. Durch Schrägstellen der Plattenformteile beim Zuschneiden in Bezug auf die Strahl­ schnittrichtung können jedoch auch schräge Randbereiche und schrägwinkelige Begrenzungen für die Ausschnitte und die Eingriffselemente geformt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen eines geschweißten dreidimensionalen Straßenferti­ gerchassis, bei dem zugeschnittene Plattenformteile, insbesondere Strukturplat­ tenformteile, relativ zueinander positioniert und anschließend durch entlang von Stoßbereichen verlaufende Schweißnähte fest verbunden werden, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Plattenformteile (P, P') durch CAD-gestütztes, computer­ geführtes Laserstrahlschneiden zugeschnitten und beim Zuschneiden an den Plattenformteilen-Eingriffselemente (E) und dazu passende Ausschnitte (A) gebil­ det werden, und dass die Plattenformteile durch Ineinanderstecken der Eingriffse­ lement (E) und der Ausschnitte (A) zum Schweißen positioniert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung auf Plat­ tenformteile (P, P') von ca. 5 bis 25 mm, vorzugsweise bis 20 mm, Stärke (x).

3. Dreidimensionales geschweißtes Straßenfertigerchassis aus einzeln zuge­ schnittenen Plattenformteilen (P, P', 11), insbesondere Strukturplattenformteile, die relativ zueinander positioniert und durch entlang von Stoßbereichen verlaufende Schweißnähte fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stoß­ bereichen (3) zusätzliche Positionssteckverbindungen (V) vorgesehen sind, die jeweils aus einem laserstrahlgeschnittenen Eingriffselement (E) an einem Platten­ formteil und einen zu diesem passgenau laserstrahlgeschnittenen Ausschnitt (A) im anderen Plattenformteil insgesamt mit den Eingriffselementen und den Aus­ schnitten durch Laserstrahlen zugeschnittener Plattenformteile bestehen.

4. Dreidimensionales geschweißtes Straßenfertigerchassis nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, dass angrenzend an jedes Eingriffselement (E) und/oder jeden Ausschnitt (A) ein Einsteckbegrenzungsanschlag (12, 13,) laserstrahlge­ schnitten ist.