DE20313551U1

DE20313551U1 - Bausatz zur Bildung eines räumlichen Gestänges für das Positionieren von Arbeitselementen

Info

Publication number: DE20313551U1
Application number: DE20313551U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Schweissanlagen GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2013-08-30
Also published as: WO2005028167A1; US20070023235A1; EP1677952A1

Abstract

Bausatz zur Bildung eines räumlichen Gestänges (1) für das Positionieren einzelner oder mehrerer Arbeitselemente, insbesondere Spanner oder anderer Funktionselemente, bestehend aus einem zentralen Tragkörper (2), der mit einem Roboter oder dergleichen verbindbar ist, einem oder mehreren vornehmlich rohrförmigen, die Arbeitselemente tragenden Gerüststangen (3), die mit dem Tragkörper (2) zentriert verbindbar sind, und aus die Gerüststangen (3) passend umgreifenden Klemmelementen, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (2) aus einem Leichtbauwerkstoff, zum Beispiel Leichtmetall-Gussteil mit daran angeformten oder angebrachten, der Versteifung dienenden Stegen (5) besteht, die als Grundkörper für die Klemmelemente (4) an wählbarer Stelle ausgebildet sind, wobei jeweils zwei Stege (5) parallel und benachbart zueinander für die Befestigung einer Gerüststange (3) angeordnet sind und nur einer dieser Stege (5) mit formschlüssigen Verbindungsmitteln (6,7) für die Aufnahme der Gerüststange (3) ausgerüstet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bausatz zur Bildung eines räumlichen Gestänges für das Positionieren einzelner oder mehrerer Arbeitselemente, insbesondere Spanner oder anderer Funktionselemente, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein solches Positioniergerüst ist aus der DE 200 00 645 U1 der Anmelderin bekannt. Es besteht aus einem zentralen Tragkörper, der mit einem Roboter oder dergleichen verbindbar ist, einem oder mehreren vornehmlich rohrförmigen, die Arbeitselemente tragenden Gerüststangen, die mit dem Tragkörper zentriert verbindbar sind, und aus die Gerüststangen passend umgreifenden Klemmelementen.
Bei dieser vorbekannten Einrichtung besteht die Problematik darin, dass bei einem Crash des Roboters die durchgehenden Rohre für die Halterung der Greifer oder dergleichen komplett zerlegt werden müssen und dass häufig bei großer Ausladung der Gerüststangen eine sogenannte Doppelrohrtechnik eingesetzt werden muss, bei der zu einem das Arbeitselement tragenden Rohr ein zweites parallel dazu sich erstreckendes Rohr zur Stabilisierung des ersten verwendet werden muss. Daraus ergeben sich lange Reparaturzeiten beim Austausch der durchgehenden Rohre.
Die DE 11 14 749 B befasst sich mit einer Spannvorrichtung zum Festspannen großer Werkstücke zum Zwecke der anschließenden Bearbeitung. Die Spannvorrichtung besitzt ein räumliches Gestänge zur Positionierung von verschiedenen Spannern und ist mit Stützfüßen versehen, mit denen sie auf einem geeigneten Untergrund steht. Die Spannvorrichtung kann für eine drehbare Anordnung auch eine zentrale Nabe mit radial angeordneten rohrförmigen Aussparungen im Nabenkörper zum Einstecken von Gerüstrohren ausgebildet sein.
Die DE 203 17 208 U1 und die US 2003/0034602A1 zeigen einfache Rohrgerüste zur Aufnahme von Spannern, welche auf Stützplatten verankert werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, die Steifigkeit des Tragkörpers zu erhöhen und das Austauschen durchgehender Greiferrohre bei Schadensfällen zu vermeiden.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht aus den Merkmalen des Kennzeichenteiles des Anspruches 1.
Danach wird als Tragkörper ein Element aus einem Leichtbauwerkstoff, zum Beispiel ein Leichtmetall-Gussteil, mit daran angeformten oder angebrachten, der Versteifung dienenden Stegen verwendet.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass jeweils zwei parallele und benachbart zueinander angeordnete Stege für die Befestigung einer Gerüststange angeordnet sind und nur einer dieser Stege mit formschlüssigen Verbindungsmitteln für die Aufnahme und axiale Positionierung der Gerüststange ausgerüstet ist.
Die formschlüssigen Verbindungsmittel sind aus der DE 200 00 645 bekannt. Sie bestehen aus einem Zentrierbolzen, der in passende Zentrierbohrungen der miteinander zu verbindenden Teile eingesetzt wird, wobei funktionsmäßig notwendig ist, dass nur einer dieser Stege mit diesen formschlüssigen Verbindungsmitteln verbunden ist.
Es ergibt sich somit eine Konstellation, dass eine einzelne Gerüststange in zwei benachbarten Stegen des Tragkörpers verankert ist, wobei einer dieser Stege die formschlüssigen Verbindungsmittel aufweist und der andere lediglich die Formstabilität der Gerüststange sichert. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die einzelne Gerüststange fliegend am Tragkörper befestigt werden kann.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Stege des Tragkörpers mit vorzugsweise hohlkreisförmigen Ausnehmungen versehen sind, in welchen die Gerüststangen geführt und durch die Klemmelemente fixiert sind. Ein einzelner Tragkörper, der vorzugsweise aus einem Leichtmetall-Gussteil besteht, kann somit modular eingesetzt werden, indem man von Fall zu Fall die Aufnahme für die Gerüststange ausfräst, wobei es im Einzelfall vorbehalten bleibt, ob die Ausfräsung entsprechend dem Querschnitt der Gerüststange halbkreisförmig oder prismatisch erfolgt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass die einzelnen Gerüststangen fliegend am Tragkörper angeordnet werden können, so dass bei einem Graste des Roboters immer nur die einzelne fliegend angeordnete Gerüststange repariert oder ersetzt gebraucht zu werden, was bei der erfindungsgemäßen Verbindung der einzelnen Gerüststange mit dem Tragkörper besonders leicht erfolgen kann.
Im Rahmen der Erfindung sind natürlich zahlreiche Ausgestaltungen denkbar. So ist es beispielsweise möglich, dass der einzelne Steg rahmenartig nur an einer Oberseite des Tragkörper angeordnet ist, woraus folgt, dass die Lage der Gerüststangen parallel zur Oberseite des Tragkörpers sich befindet. Andererseits ist es aber auch möglich, dass mindestens zwei Stege rahmenartig an beiden gegenüberliegenden Oberseiten des Tragkörpers angeordnet sind, was zur Folge hat, dass eine doppelstöckige Anordnung der Gerüststangen möglich ist.
Diese Maßnahme bietet aber auch die Möglichkeit, auf der einen Oberseite des Tragkörpers eine sogenannte Gerüststange anzuordnen, welche dazu bestimmt ist, die auf der Unterseite des Tragkörpers befindliche Gerüststange zu stabilisieren, was besonders bei weit ausladenden Konstruktionen der Fall sein kann. Auf der anderen Seite bietet diese Möglichkeit der beiderseitigen Anordnungen von Stegen an den Oberseiten des Tragkörpers die Möglichkeit, Gerüststangen nach entgegengesetzten Richtungen anzuordnen.
Wenn es die Stabilität des Tragkörpers zulässt, können zwischen den außenliegenden Stegpaaren Aussparungen in der Grundplatte des Tragkörpers vorgesehen sein. Dies hilft zur Gewichtsersparnis des Tragkörpers.
Es können erfindungsgemäß aber auch am Umfang des Tragkörpers nach außen sich erstreckende Stegpaare vorgesehen sein, denen die Aufgabe zukommt, Gerüststangen quer zu den eingangs erwähnten Gerüststangen anzuordnen.
Im allgemeinen sieht die Erfindung vor, dass die Stege untereinander mit Rippen versteift sind, was die Stabilität des Tragkörpers fördert.
Im zentralen Bereich des Tragkörpers ist vorzugsweise eine Flanschplatte zur Verbindung mit einem Roboter vorgesehen. Es empfiehlt sich, die Flanschplatte an der Grundplatte des Tragkörpers verdickt auszubilden, um einen erhöhte Steifigkeit der Verbindung herbeizuführen. Zugleich empfiehlt es sich, die Flanschplatte durch radiale Rippen gegen die innenliegenden Stege zu versteifen.
Auch wenn eine solche Flanschplatte nicht vorhanden ist, empfiehlt sich die Queranordnung von Rippen gegenüber den Stegen.
Um die vielfältige Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Bausatzes zu fördern, besitzt der Tragkörper im Sinne einer selbstständigen Erfindung spantechnisch ausgebildete Flanschflächen zur Befestigung von Klemmelementen, die eine Anordnung von Gerüststangen quer zur Lage der in den Stegen verankerten Gerüststangen ermöglicht. Solche Klemmelemente sind an sich aus der DE 200 00 645 bekannt. Im Sinne einer erfindungsgemäßen Ausweitung besteht das erfindungsgemäße Klemmelement aus einem Formkörper, der eine Grundplatte zur Befestigung am Tragkörper sowie zwei parallel mit Abstand zueinander angeordnete Stege aufweist, in denen einseitig offene Aussparungen zur Aufnahme einer Gerüststange vorhanden sind, wobei die Verbindung des Formkörpers mit der Gerüststange durch Schellenbefestigung in Verbindung mit einer formschlüssigen Zentrierstelle an einem der Stege erfolgt.
Eine solche Anordnung kann die Stabilität des Tragkörpers verstärken, so dass dieser lediglich als Metallplatte ausgebildet zu sein braucht.
Im übrigen ist ein Hinweis darauf zu geben, dass die formschlüssigen Verbindungsmittel aus Passstift und Passbohrung bestehen, wobei der Passstift die Grundplatte, gegebenenfalls den Steg des Unterteils des Klemmelementes sowie die zugeordnete Gerüststange zur Bildung der formschlüssigen Verbindung mindestens teilweise durchdringt.
Weitere Einzelheiten sind den Zeichnungen und der Beschreibung zu entnehmen. Die Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch und beispielsweise dargestellt, wie folgt:
1: einen Querschnitt durch einen Tragkörper mit einseitig sich erstreckenden Stegen zur Aufnahme einer Gerüststange,
2: einen Querschnitt längs der Linie II–II durch den Tragkörper gemäß 1,
3: einen Vertikalschnitt durch einen Tragkörper mit beidseitig angeordneten Stegen,
4: eine Draufsicht auf einen Tragkörper mit parallel zueinander angeordneten Stegen,
5: einen Querschnitt durch ein am Tragkörper angeflanschtes Klemmelement entlang der Linie V–V gemäß 4,
6: einen Längsschnitt durch einen Tragkörper mit einem einseitig angeformten Formkörper,
7: eine Draufsicht auf einen Tragkörper mit wahlweise längs und quer sich erstreckenden Stegen und einer Flanschplatte
8: Querschnitt durch den Tragkörper gemäß 7 entlang der Linie VIII–VIII,
9: Draufsicht auf einen Flanschkörper mit sich kreuzenden Stegen und diagonalen Rippen und
10: einen Teilschnitt durch einen Tragkörper mit zueinander quer angeordneten Stegen.
Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ergibt sich aus der Offenbarung der vorveröffentlichten DE 200 00 645 . Was in der nachfolgenden Offenbarung nicht dargestellt ist, ergibt sich aus der vorgenannten Gebrauchsmusterschrift.
Danach ist ein räumliches Gestänge (1) bekannt, das aus sich kreuzenden oder längeren Gerüststangen (3) besteht, die mit einem zentralen Tragkörper (2) verbunden sind.
Im Gegensatz zum Stand der Technik sind die erfindungsgemäßen Gerüststangen (3) fliegend an Stegen (5) verankert, die sich am zentralen Tragkörper (2) befinden. Deshalb ist der zentrale Tragkörper (2) aus Leichtbauwerkstoff gebildet, insbesondere aus Leichtmetall-Gussteil hergestellt.
Die Stege (5) erstrecken sich beim Ausführungsbeispiel der 1 einseitig von einer Grundplatte (9) des Tragkörpers (2). Wie 2 deutlich zeigt, weisen die Stege (5) Stangenaufnahmen (8) auf, deren Umfang dem Querschnitt der zu verbindenden Gerüststange angepasst ist. Damit bilden die Stege (5) den unteren ortsfesten Teil eines Klemmelementes (4), dass aus dem besagten Unterteil und einer Schelle (11) besteht, zwischen denen die Gerüststange (3) festgeklemmt wird.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass für jede Gerüststange (3) zwei parallel und im Abstand zueinander angeordnete Stege (5) vorgesehen sind, von denen nur in einem Steg (5) formschlüssige Zentriermittel in Form einer Zentrierbohrung (7) und eines Zentrierstiftes (6) vorgesehen sind. Der benachbarte Steg (5) ist nur dazu bestimmt, die Lageposition der Gerüststange (3) zu sichern.
Parallel dazu kann im Sinne der 1 eine weitere Gerüststange (3) angeordnet werden, bei der ein Steg (5) als Grundlage für die schraubenmäßige Befestigung einer Schelle (11) zum Verspannen einer Gerüststange (3) verwendet werden. Auch in diesem Fall sind zwei parallel zueinander angeordnete Stege (5) vorgesehen, von denen nur einer die Zentrierung (6,7) aufweist.
Im Beispiel der 3 sind an beiden Aussenseiten (12,13) des zentralen Tragkörpers (2) nach außen vorragende Stege (5,14) vorgesehen. Die nach außen ragenden Stege (14) sind zur Aufnahme einer Verbindungsstange (15) vorgesehen, welche ursächlich die Aufgabe hat, eine ausladende Gerüststange (3) lagemäßig zu fixieren. Was in 3 nicht dargestellt ist, zeigt, dass die Verbindungsstange (15) an dem nicht dargestellten rechten Teil der Figur durch einen außenliegenden Steg (14) fixiert ist.
Diese Anordnung schließt nicht aus, dass die außenliegenden Stege (14) auch zur Aufnahme von fliegenden Gerüststangen (3) vorgesehen werden können, ohne dass diese zur Stabilisierung der ursprünglichen Gerüststange (3) verwendet werden müssen.
Auch in diesem Beispiel ist dargestellt, dass quer zur Gerüststange (3) ein Klemmelement (4) zur Aufnahme einer querliegenden Gerüststange (3) angeordnet werden kann.
Im Ausführungsbeispiel der 4 ist weiterhin dargestellt, dass der Grundriss eines zentralen Tragkörpers (2) aus parallel zueinander stehenden Stegen (5) bestehen kann und dass mit dem Tragkörper (2) dreidimensional angeordnete Gerüststangen (3) verbunden werden können.
Zwischen den einzelnen Stegen (5) können Durchbrüche (21) vorhanden sein, um das Gewicht des einzelnen Tragkörpers (2) zu reduzieren.
Im Beispiel der 5 ist ein Klemmelement (4) dargestellt, dessen Grundplatte (22) an einer spantechnisch bearbeiteten Fläche (26) des Tragkörpers (2) schraubtechnisch (25) befestigt ist. Die Grundplatte (22) des Klemmelementes (4) weist eine zentrale Zentrierbohrung (7) auf, durch welche ein Zentrierstift (6) reicht, der einerseits die Grundplatte (9) des Tragkörpers (2) über die Grundplatte (22) des Klemmelementes (4) mit der Gerüststange (3) verbindet. Damit ist eine Zentrierung für die axiale Lagerung der Gerüststange (3) am Tragkörper (2) gegeben.
Die 6 zeigt zusätzlich zur 3 eine Anordnung des zentralen Tragkörpers (2), an dessen spantechnisch bearbeiteter Fläche (26) ein Formkörper (24) über die Verschraubung (25) befestigt ist, der aufrechte Stege (5) aufweist. In diesen Stegen (5) ist in eingangs beschriebener Form eine einzelne Gerüststange (3) befestigt. Der Formkörper (24) besteht beim Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus einem Leichtmetall-Gusskörper, in den die Stangenaufnahmen (8) gemäß 2 eingebracht sind. Der Formkörper (24) kann aber auch spantechnisch hergestellt werden.
Im Beispiel der 7 ist die Draufsicht auf einen Tragkörper (2) dargestellt, in dessen Zentrum sich eine Flanschplatte (19) mit den Verschraubungen (20) zur Befestigung an einem Industrieroboter befindet. Die 8 zeigt im Querschnitt hierzu, dass die Flanschplatte (19) verdickt und gegenüber den Stegen (5) mit Rippen (27) versteift werden kann.
Aus dem Teilschnitt eines Tragkörpers (2) gemäß 10 ist eine Queranordnung verschiedener Stege (5) mit ihren Stangenaufnahmen (8) erkennbar, was eine weitere Variante zur Anordnung eines räumlichen Gestänges darstellt.

1: räumliches Gestänge
2: zentraler Tragkörper
3: Gerüststange
4: Klemmelement
5: Steg
6: Zentrierstift, formschlüssiges Verbindungsmittel
7: Zentrierbohrung, formschlüssiges Verbindungsmittel
8: Stangenaufnahme
9: Grundplatte
10: Gewindebohrung
11: Schelle
12: Außenseite
13: Außenseite
l4: außenliegender Steg
15: Verbindungsstange
16: außenliegender Steg
17: innenliegender Steg
18: Randseite, spanabhebend bearbeitet
19: Flanschplatte
20: Verschraubung
21: Durchbruch
22: Grundplatte
23: Verschraubung
24: Formkörper
25: Verschraubung
26: spantechnisch bearbeitete Fläche
27: Rippe

Claims

Bausatz zur Bildung eines räumlichen Gestänges (1) für das Positionieren einzelner oder mehrerer Arbeitselemente, insbesondere Spanner oder anderer Funktionselemente, bestehend aus einem zentralen Tragkörper (2), der mit einem Roboter oder dergleichen verbindbar ist, einem oder mehreren vornehmlich rohrförmigen, die Arbeitselemente tragenden Gerüststangen (3), die mit dem Tragkörper (2) zentriert verbindbar sind, und aus die Gerüststangen (3) passend umgreifenden Klemmelementen, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (2) aus einem Leichtbauwerkstoff, zum Beispiel Leichtmetall-Gussteil mit daran angeformten oder angebrachten, der Versteifung dienenden Stegen (5) besteht, die als Grundkörper für die Klemmelemente (4) an wählbarer Stelle ausgebildet sind, wobei jeweils zwei Stege (5) parallel und benachbart zueinander für die Befestigung einer Gerüststange (3) angeordnet sind und nur einer dieser Stege (5) mit formschlüssigen Verbindungsmitteln (6,7) für die Aufnahme der Gerüststange (3) ausgerüstet ist.
Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Gerüststange (3) in den Stegen (5) fliegend befestigt ist.
Bausatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Steg (5) rahmenartig an einer Außenseite des Tragkörpers (2) angeordnet ist.
Bausatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stege (5) rahmenartig an beiden gegenüberliegenden Außenseiten (12,13) des Tragkörpers (2) angeordnet sind.
Bausatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (9) des Tragkörpers (2) zwischen den Stegpaaren (5) lokal ausgespart (21) ist.
Bausatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Tragkörpers (2) weitere Stege (5) paarweise und parallel zur Ebene der Grundplatte (9) des Tragkörpers (2) sich erstreckend angeordnet sind.
Bausatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (5) untereinander mit Rippen (27) versteift sind.
Bausatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (2) in seinem zentralen Bereich eine Flanschplatte (19) zur Verbindung mit einem Roboter aufweist.
Bausatz nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte (19) an der Grundplatte (9) des Tragkörpers (2) verdickt ausgebildet ist.
Bausatz nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte (19) durch radiale Rippen (27) gegen die innenliegenden Stege (5) versteift ist.
Bausatz, insbesondere nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (2) spantechnisch ausgebildete Flanschflächen (26) zur Befestigung von Klemmelementen (4) aufweist, die eine Anordnung von Gerüststangen (3) quer zur Lage der in den Stegen (5) verankerten Gerüststangen (3) ermöglicht.
Bausatz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (4) aus einem Formköper (24) besteht, der eine Grundplatte (9) zur Befestigung am Tragkörper (2) sowie zwei parallele mit Abstand zueinander angeordnete Stege (5) aufweist, in denen einseitig offene Aussparungen (8) zur Aufnahme einer Gerüststange (3) vorhanden sind, wobei die Verbindung des Formkörpers (24) mit der Gerüststange (3) durch Schellenbefestigung (11) in Verbindung mit einer formschlüssigen Zentrierstelle (6,7) an einem der Stege (5) erfolgt.
Bausatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssigen Verbindungsmittel aus Zentrierstift (6) und Zentrierbohrung (7) bestehen, wobei der Zentrierstift (6) die Grundplatte (9), gegebenenfalls den Steg (5) des Unterteils (22) des Klemmelementes (4) sowie die zugeordnete Gerüststange (3) zur Bildung der formschlüssigen Verbindung mindestens teilweise durchdringt.