DE202004019862U1 - Portalrahmen mit struktureller Verbesserung - Google Patents

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Chiang Hsuan-Tan Tanzih
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B23Q1/012Portals

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Abstract

Portalrahmen mit einer strukturellen Verbesserung, mit einem hohlen Hauptkörper (10) mit Verstärkungsrippen im Inneren, wobei die U-förmigen Verstärkungsrippen in einer divergierenden Art angeordnet sind mit einer vorbestimmten Position als Achse und mit einer sich im Innenraum des hohlen Hauptkörpers (10) nach außen gerichtet erstreckenden Öffnung zur Bildung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung und zur Verringerung des Gewichts des Hauptkörpers (10) sowie einem sicheren Belastungsaufnahmevermögen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Portalrahmen mit einer strukturellen Verbesserung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine bekannte Maschine, die zur Bearbeitung großer Werkstücke verwendet wird, ist üblicherweise in der Form einer Portalmaschine ausgebildet und, da die zu bearbeiteten Werkstücke üblicherweise schwer und großformatig sind, sind diese Portalmaschinen üblicherweise groß und schwer und die Ausgestaltung fällt üblicherweise sperrig und unhandlich aus. Zur Verringerung des Gewichts des Hauptkörpers 20 (siehe 2 der Zeichnung) der Portalmaschine, wird der Innenraum des Portalrahmens üblicherweise hohl ausgebildet mit einer kreuzförmig verlaufenden Spannungsverstrebungsplatte 21 zur Verstärkung, wie es in 2 gezeigt ist. Diese Art der Verstärkung mit kreuzförmigen Spannungsverstrebungsplatten 21, die entlang ihrer mittigen Achse massenbehaftet sind, kann aber nicht zu einer gleichmäßigen, direkten und effektiven Widerstandskraft gegen Spannung an jedem Punkt ihrer Oberseite führen, wenn die Breite relativ groß ist, da die Ausgestaltung der kreuzförmigen Platten nur für eine lokal relativ eng begrenzte Kraftaufnahme sorgen kann.
  • Während des Bearbeitungsverfahrens führt die Ausdehnungsdifferenz zwischen dem inneren und äußeren Rahmen oft zu einigen Rissen oder Verformungen und selbst wenn ein weiterer Bearbeitungsschritt nicht notwendig ist, kann die Ausgestaltung und der tatsächliche Kraftverlauf direkt die Sicherheit während des Einsatzes der Maschine und ihre Werthaltigkeit beeinflussen.
  • Bezüglich des Gesamtgewichts kann aufgrund der Ausgestaltung der kreuzförmig verlaufenden Spannungsversteifungsplatten der tatsächliche Prozentsatz der Verringerung des Gewichts kaum die Zielsetzung der Wirtschaftlichkeit, der einfachen Montage und eines geringen Gewichts gerecht werden. Die Ausgestaltung derartiger Portalrahmen verlangt daher nach Verbesserungen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Portalrahmen mit strukturellen Verbesserungen zu schaffen.
  • Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Erfindung weist die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Eine vorteilhafte Ausgestaltung hiervon ist im weiteren Anspruch beschrieben.
  • Aufgrund der Nachteile beim praktischen Einsatz des Hauptkörpers von bekannten Portalrahmen hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung, der auch ein Designer und Hersteller professioneller Maschinen mit Portalrahmen ist, seine Aufmerksamkeit diesen Nachteilen zugewandt und schließlich die vorliegende Erfindung eines Portalrahmens mit struktureller Verbesserung geschaffen. Danach ist es vorgesehen, den Innenraum des hohlen Hauptkörpers in mehrere gleiche Räume zu unterteilen und U- förmige Rippen in einer divergierenden Art in dem unterteilten Raum einzubauen, um eine gleichmäßige Spannungsverteilung beziehungsweise gleichmäßiges Belastungasaufnahmevermögen zu schaffen und in effektiver Weise das Gesamtgewicht zu verringern. Dadurch wird einerseits das Gesamtgewicht beträchtlich verringert und auch Verformungen beim Bearbeiten der Werkstücke werden beträchtlich verringert und die Nachteile, die während der Bearbeitungsschritte mit dem bekannten Portalrahmen auftraten, werden effektiv beseitigt.
  • Mit der nach der vorliegenden Erfindung vorgesehenen gleichmäßigen Unterteilung des Innenraums des hohlen Hauptkörpers in mehrere gleiche Räume und dem Vorsehen der U-förmigen Rippen in einer divergierenden Art in den unterteilten Räumen wird der Vorteil einer gleichmäßigen Gesamtverstärkung der Struktur erreicht, um eine gleichmäßige Spannungsverteilung am Rahmen zu erreichen und Sicherheit beim Einsatz. Die Verstärkungsstruktur unter Verwendung von U-förmigen Rippen kann das Gesamtgewicht des Rahmens deutlich verringern und dadurch wird auch der Anforderung nach einer schonenden Ressourcenverwendung, der Praktikabilität und Sicherheit Rechnung getragen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
  • 1 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, die die Struktur des Portalrahmens zeigt; und
  • 2 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht des Hauptkörpers eines bekannten Portalrahmens.
  • Nachfolgend wird zum Zwecke eines besseren Verständnisses der strukturellen Eigenschaften eines Portalrahmens nach der vorliegenden Erfindung und seines prak tischen Einsatzes auf die in der Zeichnung dargestellte bevorzugte Ausführungsform Bezug genommen.
  • 1 zeigt die Ausgestaltung der strukturellen Verbesserung eines Portalrahmens einer Maschine. Der Hauptkörper 10 ist hohl ausgebildet und der hohle Innenraum ist in mehrere gleiche Räume unterteilt entlang der Länge des gesamten Rahmens. In jedem gleich unterteilten Raum wird eine Achse für die Spannungsaufnahme beziehungsweise Belastungsaufnahme vordefiniert und die U-förmigen Rippen sind in einer divergierenden Art angeordnet, wobei ihre nach außen gerichtete Öffnung die vordefinierte Achse als Mittelpunkt im Innenraum des Hauptkörpers benutzt. Die Spannungsverteilung an jedem Punkt des Rahmens ist daher gleich und auf diese Weise wird der Anforderung einer sicheren und gleichförmigen Spannungsverteilung Rechnung getragen. Die Ausgestaltung der U-förmigen Verstärkungsrippen nach der vorliegenden Erfindung kann das Gesamtvolumen verringern und das Gewicht der gesamten Rahmenstruktur deutlich absenken. Nicht nur die Herstellungskosten des Gesamtrahmens können beträchtlich verringert werden, sondern auch der Anforderung nach einer einfachen Montage, Praktikabilität und Sicherheit kann Rechnung getragen werden.
  • Ein wesentlicher Punkt nach der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung durch das Vorsehen U-förmiger Verstärkungsrippen im Innenraum des Hauptkörpers 10. Durch die Anordnung der Rippen in einer divergierenden Art mit einer Mittenachse, kann die Dicke des Hauptkörpers 10 des Portalrahmens in entsprechender Weise verringert werden und das Herstellungsgewicht des Portalrahmens kann abgesenkt werden und trotzdem kann eine hohe Spannungsbelastbarkeit erreicht werden. Aufgrund der hohlen Ausbildung der U-förmigen Rippen wird die Verformung während beispielweise eines Schmiedevorgangs deutlich verringert und die Kosten der Fertigbearbeitung des Hauptkörpers 10 des Portalrahmens können auf diese Weise abgesenkt werden und die Gefahr eines fehlerhaften Produkts kann beseitigt werden.
  • Diese Versteifungsstruktur des Portalrahmens im Innenraum hat nicht nur den Vorteil eines einfachen Herstellungsverfahrens, niedriger Kosten, Sicherheit und Praktikabilität beim Einsatz, sondern es wird durch die strukturelle Verbesserung auch dem Aspekt eines praxisgerechten und ökonomischen Einsatzes an Ressourcen Rechnung getragen. Mit der Erfindung wird daher ein neu gestaltetes Design des Portalrahmens geschaffen.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird durch die Anordnung der U-förmigen Rippen in einer divergierenden Art im Innenraum des Hauptkörpers als Verstärkungsstruktur die Möglichkeit geschaffen, die Spannungsverteilung im Hauptkörper den jeweiligen Anforderungen beim Einsatz entsprechend anzupassen. Es wird dadurch nicht nur der Vorteil einer leichteren Struktur des gesamten Portalrahmens und niedrigerer Herstellungskosten erreicht, sondern es kann dadurch auch der Anforderung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung Rechnung getragen werden. Mit der Erfindung wird daher eine innovative und ausgesprochen brauchbare strukturelle Verbesserung erzielt und die Erfindung schafft eine Möglichkeit der Versteifung dieser Art von Portalrahmen. Die Sicherheit beim Einsatz der so ausgebildeten Maschine wird erhöht und die Effizienz bei der Herstellung verbessert, sodass ein wesentlicher Fortschritt erreicht wurde.
  • Zusammenfassend befasst sich die Erfindung mit einem Portalrahmen mit einer strukturellen Verbesserung, insbesondere einem neuartigen Portalrahmen mit einer Verbesserung bezüglich des Belastungsaufnahmevermögens des Portalrahmens und zwar insbesondere durch das Vorsehen mehrerer verstärkter Versteifungsrippen in unterschiedlichen Abschnitten des hohlen Innenraumes des beispielsweise geschmiedeten Portalrahmens. Es werden getrennte Räume vorgesehen durch eine Unterteilung entlang der Länge der Breitseite und in jedem getrennten Raum sind die U-förmigen Abstützrippen in einer divergierenden Art angeordnet, wobei die Öffnung nach außen gerichtet verläuft und eine Achse in der Mitte ausgebildet wird, die eine sichere und gleichmäßige Spannungsverteilung ermöglicht. Und durch das deutlich verbesserte Belastungsaufnahmevermögen in jedem Punkt werden die Verformungen während beispielsweise eines Schmiedevorgangs deutlich verringert und die Herstellungskosten können auf diese Weise ebenfalls abgesenkt werden und es wird den Anforderungen einer sicheren, praktischen und ökonomischen Fertigung gerecht.
  • Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnungen verwiesen.

Claims (2)

  1. Portalrahmen mit einer strukturellen Verbesserung, mit einem hohlen Hauptkörper (10) mit Verstärkungsrippen im Inneren, wobei die U-förmigen Verstärkungsrippen in einer divergierenden Art angeordnet sind mit einer vorbestimmten Position als Achse und mit einer sich im Innenraum des hohlen Hauptkörpers (10) nach außen gerichtet erstreckenden Öffnung zur Bildung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung und zur Verringerung des Gewichts des Hauptkörpers (10) sowie einem sicheren Belastungsaufnahmevermögen.
  2. Portalrahmen mit struktureller Verbesserung nach Anspruch 1, wobei der Innenraum des Hauptkörpers (10) seiner Länge nach in mehrere gleich beabstandete hohle Innenräume unterteilt ist.
DE200420019862 2004-12-23 2004-12-23 Portalrahmen mit struktureller Verbesserung Expired - Lifetime DE202004019862U1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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