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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sandwichplatte mit einer Grundplatte und einer parallel und unter Belassung eines Zwischenraumes zu der Grundplatte angeordneten Deckplatte und mit in dem Zwischenraum angeordneten, die Grund- und die Deckplatte verbindenden Versteifungselementen.
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Derartige Sandwichplatten sind hinreichend bekannt. Sie werden typischerweise verwendet, um auf diesen Werkstückaufnahmen bzw. Werkstückaufspannvorrichtungen aufzubauen, wobei derartige Sandwichplatten sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Aufstellung als Basis für derartige Aufbauten dienen. Entsprechende Verwendungen solcher Sandwichplatten finden sich zum Beispiel im Bereich des Automobilbaus, wo komplex geformte Bauteile eines Kraftfahrzeuges an entsprechenden, auf solchen Sandwichplatten gebildeten Werkstückaufnahmen bzw. Aufspannvorrichtungen festgelegt werden, wie zum Beispiel Fahrzeugtüren, Kotflügeln, Motorraumabdeckungen, Heckklappen oder auch ganze Baugruppen, zum Beispiel eine Seitenfront eines Fahrzeuges.
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Häufig sind derartige Sandwichplatten mobil gebildet, d.h. sie können innerhalb einer Werksumgebung mit einem darauf aufgebauten Aufbau und einer aufgenommenen Last bewegt werden, zum Beispiel über Luftkissen, Rollen (passiv oder motorisch angetrieben) oder dergleichen. Insbesondere dann, wenn die Sandwichplatten als Basis für Messaufbauten, zum Beispiel in Form von Werkstückaufnahmen oder Aufspannvorrichtungen für Werkstücke, die dann, in der Aufnahme aufgenommen bzw. auf der Aufspannvorrichtung aufgespannt, exakt vermessen werden sollen, dienen, ist eine exakte Maßhaltigkeit der Sandwichplatten und eine Steifigkeit gegen Torsion und Durchbiegung von höchster Relevanz. Zugleich sollen die Sandwichplatten aber auch leicht und mit möglichst geringem Materialeinsatz gebildet sein. Häufig werden in sich zwischen den Versteifungselementen ergebende Zwischenräume mit Einbauten bestückt, die weitere Funktionen der Sandwichplatte ermöglichen, z.B. Drucktanks, Pumpen, Leitungen für verschiedene Medien, Batterien, (versenkbare) Fahrwerke für Rollen, Räder oder dergleichen, Antriebe, Steuerungen oder dergleichen. Entsprechend sind ausreichende und hinreichend geräumige Zwischenräume erwünscht.
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Entsprechend sind bereits verschiedentlich Überlegungen angestellt worden, um hier die für die Torsionssteifigkeit und Biegefestigkeit wesentlich verantwortlichen Versteifungselemente im Zwischenraum zwischen der Grund- und der Deckplatte zu gestalten und anzuordnen. Beispiele für solche Überlegungen finden sich in den veröffentlichten Gebrauchsmusterschriften
DE 202 02 108 U1 ,
DE 202 02 109 U1 und
DE 20 2006 003 100 U1 .
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In den bekannten Konstruktionen sind senkrecht zu den Plattenebenen verlaufende leistenartige Stützen oder in dieser Richtung orientierte stift- bzw. säulenartige Versteifungselemente beschrieben. Bekannt sind darüber hinaus auch solche Verbindungen mit in Längsrichtung senkrecht zu der Plattenebene verlaufenden Rundrohrabschnitten als Versteifungselementen. Bei den bekannten Konzeptionen sind Versteifungselemente in großer Dichte vorhanden, so dass nur vergleichsweise geringer Bauraum zwischen den Versteifungselementen zur Verfügung steht.
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Dies führt mithin einerseits zu einem hohen Verbrauch an Material für die Versteifungselemente und somit zu einer Erhöhung des Gewichts der Sandwichplatte, die typischerweise aus Metall, häufig aus Leichtmetall, wie zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gebildet ist. Andererseits bestehen, insbesondere dann, wenn die Sandwichplatten mit einer größeren Zahl von zusätzlichen Funktionen versehen werden sollen, Schwierigkeiten, entsprechende Elemente in dem beschränkten Bauraum anzuordnen.
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An dieser Stelle greifen die dieser Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen an, die darauf abzielen, eine Reduzierung der Masse, bzw. Anzahl der eingesetzten Versteifungselemente und zugleich eine Vergrößerung des zwischen den Versteifungselementen gegebenen Bauraumes zu erzielen unter Beibehaltung der von vergleichbaren Sandwichplatten aus dem Stand der Technik bekannten Torsionsteifigkeit und Festigkeit gegen Durchbiegungen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sandwichplatte mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Schutzansprüchen 2 bis 10 angegeben.
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Erfindungsgemäß sind bei einer lastaufnehmenden Sandwichplatte mit einer Grundplatte und einer parallel und unter Belassung eines Zwischenraumes zu der Grundplatte angeordneten Deckplatte und mit in dem Zwischenraum angeordneten, die Grund- und die Deckplatte verbindenden Versteifungselementen die Versteifungselemente mit einer Längsachse senkrecht zu der Grundplatte und der Deckplatte verlaufend angeordnete Rechteckrohrabschnitte.
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Das Besondere an der erfindungsgemäß gebildeten Sandwichplatte besteht also in der Auswahl von Rechteckrohrabschnitten als Versteifungselemente. Rechteckrohrabschnitte sind dabei solche, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, der insbesondere auch quadratisch sein kann.
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Es hat sich nämlich gezeigt, dass mit solchen Elementen als Versteifungselementen die Bestückungsdichte deutlich reduziert werden kann im Vergleich zu anderen Bauformen, z.B. solchen mit Rundrohrabschnitten als Versteifungselementen. Ein Grund hierfür ist nach Auffassung des Erfinders auch darin zu sehen, dass im Querschnitt rechteckige Rohrabschnitte bei vergleichbaren Durchmessern wesentlich größere Kantenlängen haben als Rundrohrabschnitte und damit eine deutliche größere Verbindungsfläche bei der stirnseitigen Verbindung, z.B. im Falle einer Verklebung eine deutlich größere Klebefläche, aufweisen.
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Dies erlaubt einerseits eine Material- und damit letztlich auch Gewichtsersparnis bei den so gebildeten Sandwichplatten und schafft zugleich mehr und/oder größere (geräumigere) Zwischenräume, in denen Einbauteile angeordnet werden können. Hinzu kommt, dass die Zwischenräume, insbesondere dann, wenn die Rechteckrohrabschnitte in regelmäßiger Anordnung, insbesondere in zueinander rechtwinkeligen Zeilen und Spalten matrixartig angeordnet werden, von geradlinig begrenzter Geometrie und damit sehr effizient und unter guter Raumausnutzung zu bestücken sind.
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Es hat sich dabei auch gezeigt, dass mit solchen Versteifungselementen gebildete Sandwichplatten auch bei im Vergleich zu bekannten Bauformen geringerer Bestückungsdichte weiterhin in hohem Maße Torsionslasten und Biegemomente aufnehmen und so für die erforderliche Formstabilität der Sandwichplatte sorgen.
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Es hat sich insbesondere gezeigt, dass eine gute Festigkeit der Sandwichplatte gegen Verformungen (Durchbiegungen, Torsionen) einerseits und eine geringe Bestückungsdichte / ein hohes Maß an nutzbarem Einbauraum zwischen den Versteifungselementen erreicht werden kann, wenn ein Flächenverhältnis einer durch die Summe der Querschnittsflächen aller die Versteifungselemente bildenden Rechteckrohrabschnitte zu einer durch die Fläche der Grund- bzw. Deckplatte, die nicht von den Rechteckrohrquerschnitten überdeckt ist, gebildeten zweiten Fläche von 0,7 bis 1,5, insbesondere von 0,8 bis 1,2, beträgt.
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Die Rechteckrohrabschnitte können mit ihren Enden (also endseitig) mit den Platten, der Grundplatte und der Deckplatte, auf unterschiedlichste Art und Weise verbunden sein, zum Beispiel verschraubt, verschweißt, vernietet oder dergleichen. Insbesondere wird hier aber eine Verklebung bevorzugt, da eine solche Verbindung schnell, spannungsfrei und zugleich mit großer Festigkeit gebildet werden kann. Dabei können die Enden der Rechteckrohrabschnitte flanschartig umgebogen sein, um eine große Kontaktfläche mit der Oberfläche der jeweiligen Platte, an der sie anliegen, zu bilden. Es können aber auch, und dies wird derzeit bevorzugt, in die entsprechenden Oberflächen der Platten (Grundplatte bzw. Deckplatte) Aufnahmen (z.B. Aufnahmenuten oder Aufnahmetaschen) eingearbeitet, zum Beispiel eingefräst, sein, in welchen die Enden der Rechteckrohrabschnitte eingesetzt und darin festgelegt, insbesondere verklebt werden können.
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Wenngleich neben den Rechteckrohrabschnitten, wenn dies erforderlich oder wünschenswert ist, auch noch Versteifungselemente anderer Geometrie oder Bauart in einer erfindungsgemäßen Sandwichplatte verwendet werden können, wird klar bevorzugt, dass alle Versteifungselemente durch Rechteckrohrabschnitte gebildet sind. Die einzelnen Rechteckrohrabschnitte können mit identischem Querschnitt gebildet sein. Es können aber auch Rechteckrohrabschnitte mit unterschiedlichen Querschnittsformen und/oder -maßen in einer Sandwichplatte Verwendung finden.
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Bei der erfindungsgemäßen Sandwichplatte werden die Elemente Grundplatte, Deckplatte und Versteifungselemente bevorzugt aus Metall gebildet sein, da dieses Material sich leicht bearbeiten lässt, zugleich eine hohe Stabilität und Eigensteifigkeit mitbringt. Aus Gründen der Gewichtsersparnis wird hier bevorzugt ein Leichtmetall gewählt, insbesondere Aluminium, da dieses zu vergleichsweise günstigen Kosten zu erhalten ist. Es können auch Legierungen gewählt werden, zum Beispiel eine Leichtmetalllegierung, insbesondere eine Aluminiumlegierung.
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Wie bereits erwähnt, können bei der erfindungsgemäßen Sandwichplatte in den Zwischenraum und zwischen den Versteifungselementen Funktionen der Sandwichplatte ermöglichende Einbauten angeordnet werden. Dies können zum Beispiel Druckbehälter für das Speichern von Druckluft zum Ausbilden von Luftkissen für die Verlagerung der Sandwichplatte sein, durch die Grundplatte vorstehende oder ausstellbare, zum Beispiel an Fahrwerkkomponenten befestigte, Rollen oder Walzen, Antriebseinheiten für das Antreiben derartiger Rollen oder Walzen oder anderer Vortriebsmittel zum Fortbewegen der Sandwichplatte, insbesondere im horizontal gelagerten Zustand, Druck- oder Vakuumpumpen, Steuerungskomponenten, elektrische oder Mediumsleitungen oder dergleichen.
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Wie auch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Sandwichplatten kann auch bei der erfindungsgemäßen Sandwichplatte die Grundplatte und/oder die Deckplatte mit Befestigungsstrukturen, z.B. Befestigungsbohrungen, zum Festlegen von Anbauteilen versehen sein. An solchen Befestigungsstrukturen können dann Anbauteile, aus denen zum Beispiel eine Vorrichtung zum Festlegen bzw. Aufspannen von Werkstücken gebildet wird, befestigt werden. Diese Befestigungsstrukturen können dabei insbesondere in einer gerasterten Anordnung vorgesehen sein, so dass mit einer entsprechenden Variabilität Anbauteile in entsprechend dem Rastermaß vorgegebenen Abständen beziehungsweise Positionen festgelegt werden können.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 eine schematische isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sandwichplatte in einer möglichen Gestaltungsform;
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2 eine Vorderansicht der in 1 gezeigten Sandwichplatte von einer Stirnseite her;
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3 eine vergrößerte Darstellung des in 2 mit I bezeichneten Ausschnitts; und
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4 eine Aufsicht auf die Sandwichplatte gemäß 1 mit teilweise weggeschnittener Deckplatte.
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In den Figuren ist in schematisierten Darstellungen eine mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Sandwichplatte gezeigt.
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In den Figuren ist eine erfindungsgemäß gestaltete Sandwichplatte mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Dieses Sandwichplatte 1 setzt sich wesentlich zusammen aus einer Grundplatte 2, einer parallel zu dieser und unter Belassung eines Zwischenraums angeordneten Deckplatte 3 und zwischen den beiden Platten 2 und 3 in dem Zwischenraum angeordneten Versteifungselementen. Die Versteifungselemente sind in erfindungsgemäßer Weise durch mit ihrer Längsrichtung senkrecht zu den Platten, Grundplatte 2, Deckplatte 3 orientierten Rechteckrohrabschnitten 4 realisiert. Die Rechteckrohrabschnitte 4 haben in diesem Ausführungsbeispiel einen quadratischen Querschnitt und sind insgesamt mit identischer Querschnittsform und -dimension gebildet.
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Wie insbesondere die Darstellung in 4 erkennen lässt, sind die Versteifungselemente in Form der Rechteckrohrabschnitte 4 matrixartig in Zeilen und Spalten angeordnet, die zueinander senkrecht und dabei auch parallel zu jeweils einer der Seitenkanten, Längskante bzw. Querkante, der Sandwichplatte orientiert verlaufen.
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Zwischen den Rechteckrohrabschnitten 4 sind geräumige Zwischenräume belassen, in denen bequem verschiedene Einbauten angeordnet werden können, die der Sandwichplatte weitere Funktionalität verschaffen, z.B. Druckgasbehälter, Steuerungselemente, Medienleitungen und dergleichen.
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Ein Verhältnis zwischen einer ersten Fläche, die durch die Summe aller Querschnittsflächen der Rechteckrohrabschnitte 4 und der nicht von solchen Querschnittsflächen überdeckten Grundfläche einer der beteiligten Platten (Grundplatte bzw. Deckplatte) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ???, was zeigt, dass hier ein großer Anteil an „Freiraum“ gegeben ist, der als Bauraum für Einbauten verwendet werden kann.
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Die erfindungsgemäße Sandwichplatte 1 ist, wie insbesondere die 1 und 4 erkennen lassen auf ihrer Deckplatte 3, kann dies aber auch auf ihrer Grundplatte 2 sein, mit Strukturen in Form von Rasterbohrungen 5 versehen, an denen Anbauteile festgelegt werden können. Diese sind rasterartig ebenfalls in einer Art Matrixanordnung nach Zeilen und Spalten angeordnet, die zueinander senkrecht und parallel zu je einer der Kantenverlaufsrichtungen der Sandwichplatte orientiert sind.
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Wenngleich in den Figuren die Sandwichplatte 1 stets mit ausschließlich in Form der Rechteckrohrabschnitte 4 mit identischer Querschnittsfläche gebildeten Versteifungselemente gezeigt ist, können auch Mischformen mit unterschiedlich geformten Rechteckrohrabschnitten und auch solche mit weiteren Versteifungselementen anderer Bauart (z.B. Rundrohrabschnitten) Anwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sandwichplatte
- 2
- Grundplatte
- 3
- Deckplatte
- 4
- Vierkantrohrabschnitt
- 5
- Rasterbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20202108 U1 [0004]
- DE 20202109 U1 [0004]
- DE 202006003100 U1 [0004]
