-
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.