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Balkenanordnung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Balkenanordnung gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
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Eine solche Balkenanordnung ist bekannt. Sie dient dazu, eine in hohem
Maße ebene Oberseite zur Verfügung zu stellen, auf der Vorrichtungen, Einrichtungen
und Werkstücke beliebiger Art angeordnet und befestigt werden können, für die es
auf genaue Ausrichtuno zueinander ankommt. Beispiele dafür sind Richtlineale und
optische Bänke für optische Versuchsaufbauten und optische Prüfeinrichtungen. Ein
weiteres Anwendungsbeispiel stellen Hantierungssysteme für empfindliche, hochwertige
Produkte
dar, beispielsweise gerade Rohre oder Stäbe, deren Geradheit nicht verlorengehen
darf. Für solche Rohre oder Stäbe kann mit Hilfe einer solchen Balkenanordnung eine
Förderstraße zusammengestellt werde wobei auf der ebenen Oberseite bispielsweise
zahlreiche Rollenträger für die Rohre und Stäbe festgespannt werden.
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Bekannte Balkenanordnung weisen zwei Füße und eine Dreipunktlagerung
des Balkens auf, wozu drei höheneinstellbare Stützvorrichtungen vorgesehen sind,
nämlich eine Stützvorrichtung an einem der zwei Füße und zwei Stützvorrichtungen
am anderen der zwei Füße. Die drei Stützvorrichtungen stützen den Balken von unten.
Der Abstand zwischen den beiden Stützvorrichtung an einem Fuß ist aufgrund der Balkenbreite
verhältnismäßig gering, so daß der Balken durch die drei Stützvorrichtungen nur
wenig gegen kippen gesichert ist und ausschlleßlich derart belastet werden darf,
daß das kippmoment am Balken niedrig ist. Die Ausrichtung der ebenen Oberseite des
Balkens in eine horizontale Ebene erfolgt durch Höheneinstellung der drei Stützvorrichtung.
Dies ist in Längsrichtung des Balkens mit verhältnismäßig großer Genaulgkeit möglich,
in Querricht-ung jedoch nicht, w('.
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wegen des geringen Abstandes der beiden höheneinstellbaren Stützvorrichtungen
am einen Fuß schon k 1 ei ne Höhenänderungen einer dieser Stützvorrichtungen eine
verhältnismaßig große Änderung der Neigung der ebenen Oberselte in Querrichtung
des Balkens zur Folge haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die gallungsgemäß Balkenanordnung
derart auszubilden, daß sole besser gegen kippen gesichert ist. Zudem soll möglichst
d Ausrichten des Balkens erleichtert sein, d.h. mit höherer Genauigkeit möglich
sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden
Teil von Patentanspruch 1 gelöst.
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1 der er erfindungsgemäßen Balkenanordnung ist. der Balken nicht lediglich
von unten in vertikaler Richtung abgestüzt, sondern auch seitlich, d.h. in der Weise,
daß horizontal quer zum Balken auf diesen einwirkende Kräfte unmittelbar über die
Vorder- oder Rückseite des Balkens und die Spannvorricht:ung in die Füße eingeleit.et:
werden und nicht durch von den vertikal und lediglich auf Druck wirkenden Stützvorrichtungen
durch e in Gegenmomenl aufgenommen zu werden brauchen. Dadurch ist bei der erfindungsgemäßen
Balkenanordnung der Balken wesentlich besser gegen kippen gesichert. Zugleich ist
das Justieren erleichtert, weil eine Längenänderung der Spannvorrichtung, die den
Balken seitlich abstütz, nur eine geringe Neiqung der ebenen Oberseite des Balkens
in dessert Querricht.ung zur Folge hat, sofern nur die Spannvorrichtung ausreichend
weit. oben am Balken angreift.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
die Wangen jeweils von der oberen Stützfläche des Fußes aus nach oben verlaufen
und daß ein Fuß jeweils nur eine Stützvorrichtung, die horizontale Querkräfle nicht
aufnehmen kann, sowie zwei in unterschiedlichen Höhen angeordnete Spanrivor richtungen
aufweist, die sowoh i Zugals auch Druckkräfte aufnehmen können. Auf diese Weise
ist der Balken gegen horizontale Querkräfte in hei der möglichen Richtungen abgestüt:zt
und somit. optimal gegen Kippen gesichert. Die beiden in unterschiedlichen Höhen
angeordneten Spannvorr ichtungen ermöglichen eine Feinjust-.ierung der Neigung der
ebenen Oberseite des Balkens in Querrichtung, ohne daß hieran die vertikal wirkende
Stützvorrichtung überhaupt beteiligt ist
Die kippsichere Abstützung
und Fest:halt-ung des Balkens erhöht nicht nur die Betriebssicherheit bei Arbeiten
mit der erfindungsgemäßen Balkenanordnunq, sondern ermöglicht es zudem, am Balken
Teile anzuordnen, die ein erhebliches Moment. um die Längsachse des Balkens erzeugen,
so daß beispielsweise auch auf der Vorderseite und der Rückseite des Balkens Vorrichtungen
und Einricht:ungen angebracht werden können.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransp
rüchen sowie der folgenden Beschreibung eiries bevorzugten Ausführungsbeisplels
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansi cht einer
Bal kenariordriung; Fig. 2 eine Ansicht der Balkenanordnung vore links in Figur
1, wobei der Balken im Schnitt gemäß A-B dargestellt ist-; Fig. 3 eine Einzelheit
C gemäß Figur 2 iri vergrößertem Maßstab und im Schnitt; Fig. 4 eine Einzelheit
D gemäß Figur 2 Im vergrößerten Maßstab und im Schnitt; Fig. 5 eine Vorderansicht
eines in Figur 2 in Seitenansicht erkennbaren Fußes; und d Fig. 6 eine Draufsicht:
auf den Fuß gemaß Figur 5.
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Die Balkenanordnung umfaßt einen geraden, 1 arigges t reckt er Balken
2, der als Metall-Gußteil ausgebildet ist urid ein Kastenprofil hat, wie dies in
Figur 2 erkennbar ist
Fi ri unterer Flansch des Balkens 2 bildet.
dessen tir 1 erseite 8, einer der beiden Stege des Balkens bildet. dessen Vorderseite
4, und der andere Steg des Balkens bildet dessen Rückseite 6. Ein oberer Flansch
10 des Balkens, der brei. 1er als der untere Flansch ist, weist eine ebene Oberseite
12 auf, die genau bearbeitet ist. und die Bezugs-und Aufspannfläche bei Benutzung
der Balkenanordnung bildet. Im Flansch 10 ist eine T-Nut 14 ausgebildet , die das
Aufspannen von Vorrichtungen, Einrichtungen oder Werkstücken auf der Oberseite 12
erleichtert.
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Das Kast.enprofil des Balkens 2 ist derart, daß der Kast-en (in Fig.
2) eine größere Höhe als Breite hat, damit der Balken 2 große Biegesteifigkeit gegen
Belastungen ir senkrechter Richtung hat.
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Auf der Vorderseite 4 sind zwei zusätzliche Montageflächen 16 ausgebildet.,
die mit geeigneten, nicht bezeichneten Befestigungslöchern versehen sind, damit
auch auf der Vorderseite des Balkens 2 Vorrichtungen oder Einrichtungen montiert
werden können. Entsprechende Moritagefl ächen können sich auf der Rückseite des
Balkens 2 befinden.
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Der Balken 2 wird von zwei Füßen 18 und 20 getragen. Die beiden Füße
sind mit gewissem Abstand voneinander rrahe den Enden des Balkens 2 angeordnet..
Die beiden Füße 18 und 20 sind identisch ausgebildet, so daß die folgerrde Beschreibung
des Fußes 18 auch für den Fuß 20 gilt.
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Der Fuß 18 ist als Metall-Gußt.eil ausgebildet und wo ist einen quaderförmigen
Hauptkörper 22 auf, von dessen linker und rechter Seite (in Fig. 5) am Boden des
Hauptkörpers 22 jeweils ein seitlicher Befest iqririgsflansch 24 vorsteht, der mit
geeigneten Durchgangslöchern
versehen ist. Die Befestigungsflansche
24 d erren 1 zur festen Verankerung des Fußes 18 an einem Fundament 26.
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Auf seiner Oberseite weist der Haupt körper 22 eine nbere Stützfläche
28 auf, auf der der Balken 2 mittels einer noch ausführlich zu beschreibenden Stützvorrichtung
30 abgestützt ist.
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Einstückig mit. dem Hauptkörper 22 ausgebildet ist eine quaderförmige
Wange 32, die von der Oberseite des Hauptkörpers 22 bzw. der Stützfläche 28 aus
nach oben verläuft, und zwar vorzugsweise derart, daß ihre Rückseite mit der Rückseite
des Hauptkörpers 22 bündig liegt wie dies in Figur 2 erkennbar ist, die der Fuß
1B irr Seitenansicht zeigt. In der Wange 32 sind zwei Langlricher 34 und 36 ausgebildet,
die in gewissem Abstand übereinder angeordnet-. sind und deren längere Achse ri
in serrkrechter Richtung verlaufen. Im Bereich der beiden Langlöcher 34 und 36 weist
die Wange 32 jeweils eine Arisnehmung 38 auf. Die die beiden Langlöcher 34 und 36
an ihren Enden umgebenden Flächen sind als Auflagerflächen ent-sprechend genau bearbeitet
An der Wange 32 ist der Balken 2 mit Hilfe von iwei noch ausführlicher zu beschreibenden
Spannvorrichtungen 40 abgestüt zt und befestigt , die sich jeweils an den í)rt-en
der Langlöcher 34 und 36 befinden. Auch dies qi lt für beide Füße 18 und 20, so
daß der Balken 2 sowohl am Fuß 18 als auch am Fuß 20 jeweils mittels einer St rit
1-vorrichtung 30 vertikal abgestützt und mit Hilfe von zwei Spannvorrichtungen 40
seitlich abgestützt und befest.iqt ist Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fiqur
4 ausführlicher die e St Stützvorrichtung 30 erläutert. Die dargestellte
St:üt:zvorrichtung
30 umfaßt: einen Gewindebolzen 42, der in die obere Stützfläche 28 des Hauptkörpers
22 des Fußes 18 senkrecht. eingeschraubt und mit.tels elner kontermutter 44 gesichert
ist. Der Gewindebolzen 42 weist e irier Bolzenkopf 46 auf, an dem eine Kugelfliache
48 ausgebildet. ist. In die Unterseite 8 des Balkens 2 ist ein Auflagebolzen 50
eingepaßt, der an seiner Unterseite eine ebene Fläche 52 aufweist, die in Anlage
an der Kugelfläche 48 steht. Durch das Zusammenwirken des Gewindebolzens 42 mit
dem Auflagebolzen 50 ist der Balken 2 in senkrechter Richtung am Fuß 18 abgestützt,
indem über die beschriebene Stützvorrichtung 30 alle in senkrechter Richtung vom
Balken 2 ausgeübten Kräften in den Fuß 18 eingeleitet werden. Querkräfte dagegen
kann die Stützvorrichtung 30 nicht vom Balken 2 zum Fuß 18 übert.ragen. Bei am Balken
2 in einer horizontalen Ebene angreifenden Kräften, die als Querkräfte auf di.e
Stützvorrichturrg 30 wirken würde, können diese nicht: vom Auflagebolzen 50 zur
Kugelfläche 48 übertragen werden, da die Kugelfläche 48 und die Fläche 52 in horizontaler
Richtung relativ zueinander gleiten können. Ferner ist erkennbar, daß die Stützvorrichtung
30 aufgrund der beschriebenen Ausbildung ein Kipplager darstellt, das ein Kippen
des Balkens 2 um den Berührungspunkt. zwischen dem Auflagebolzen 50 und dem Bolzenkopf
46 zuläßt. Die Höhe, in der die Stützvorrichtung 30 den Balken 2 hält, ist durch
Drehen des Gewindebolzens 42 einstellbar.
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Im folgende wird ausführlicher die Spannvorrichtung 40 unter Bezugnahme
auf Figur 3 beschrieben, wobei diese Beschreibung für alle vier vorhandenen Spannvorrichtungen
gilt.
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Die Spannvorrichtung 40. umfaßt einen Spannbolzen 54, der einen Kopf
56 aufweist, der sich über Tellerfedern 58,
eine kugel scheibe
60 sowie eine Kugelpfanne 62 auf der bereits oben erwähnten Auflagefläche auf der
vom Balken 2 abgewandten Seite der Wange 32 abstützt. Der Sparrrrtiol -zen 54 verläuft
durch das Langloch 34 und ist In der Balken 2 qeschraubt, und zwar mittelbar mittels
e elner Gewindelhülse 64. Die Gewindehülse weist einen unmittelbar in die Rückseite
6 des Balkens 2 geschrauben Gew i rriezapfen 66 auf. Ferner weist sie links vom
Gewrrrdeznpferi 66 (in Fig. 3) ein Innengewinde auf, das In Eingriff mit dem Gewinde
des Spannbolzens 54 steht. Konzentrisch zum Innengewinde ist die Gewindehülse 64
mit. einem Außengewinde versehen, das in Eingriff mit- einer Spannmutter 68 steht,
die aufgrund des zuletzt genannten Gewindeeingriffs mittelbar am Balken 2 abgestützt
ist. Die Spannmutter 68 ist ferner einstückiq mit: einer kugel scheibe 2 au ausgebildet,
die in einer Kugelpfanne 70 liegt die auf der genannten Auflagefläche auf der dem
Balken 2 zugewandten Seite der Wange 32 aufliegt.
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Aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausbildunq (ter Spaflllvorrichtung
40 kann diese, solange Sie nicht gespannt @@ relativ zum Langloch 34 in senkrechter
Richtung verlagert werden, so daß die Spannvorrichtung die Höheneinstellung der
Stützvorrichtung 30 nicht behindert. Durch Anziehen des spannbolzens 54 wird der
Balken 2 in Richtung zur Wange 32 gezogen. Durch Anziehen der Spannmutter 68 i In
dem Sinne, daß diese axial in Richtung zu ihrer Kugelpfanne 70 verlagert wird, wird
der Balken 2 von der Wange 32 weggedrückt. Somit ist eine genaue Einstellung des
Abstandes zwischen der Wange 32 und der Rückseite 6 bzw.
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dem Balken 2 möglich. Der eingestellte Abstand kann dadurch fixiert
werden, daß der Spannbolzen 54 und die Spannmutter 68 gegeneinander werden,. Die
durch die Spannvorrichtung 40 hergestellte Verbindung zwischen der Wange 32 und
d dem Balken 2 ist über die Gewindehülse
64, die Spannmut.Ler 68,
die Kugelschreibe 72 und die Kugelpfanne 70 in horizontaler Richtung druckfest,
d.h zur Übertragung von Kräften geeignet, die (in Fig.3) von rechts irr horizontaler
Richtung vom Balken 2 auf die Spannvorrichtung 40 ausgeübt werden. Ferner ist sie
über die Gewindehülse 64 und den Spanrlbolzen 54 zugfest, d.h. zur Übertragung von
(in Fig. 3) nach rechts gerichteten Kräft-en vom Balken 2 auf die Spannvorrichtung
40 und schließlich auf die Wange 32 geeignet.
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Mit hilfe der beiden gleich ausgebildeten Spannvorrichtungen 40 anjedem
der beiden Füße kanndie Neigung der Oberseite 12 des Balkens 2 in Querrichtung in
gewünscht er Weise ausgerichtet: und schließlich fixiert: werden, während die Höhenlage
der Oberseite 12 des Balkerns sowie dessen n Neigung in Längsrichtung mit H 1 Fe
der bei der Stüt.zvorr icht urrgen 30 der belden Füße 18 und 20 elngestellt: und
fixiert wird. Beispielsweise ao der Montagefläche 16 angebrachte Vorrichtungen können
dem Balken 2 wegen seiner seitlichen Abstützung an den Wangen 32 nicht zum Kippen
bringen. Da die Spannvorrichtungen 40 seitlich am Balken 2 angreifen und insbesondere
die obere Spannvorrichtung 40 einen verhältnismäßig großen Abstand vom Kipplager
hat, das die Stützvorrichtung 30 bildet, führt eine gegebene Längenänderung der
oberen $pannvorrichtung 40 zu einer verhältnismäßig kleinen Änderung der Neigung
der Oberseite 12 in Querrichtung des Balkens, so daß eine genaue Einstellung dieser
Neigung verhältnismäßig einfach möglich ist.
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Die Balkenanordnung umfaßt einen geraden, steifen Balken mit einer
ebenen Oberseite, auf der zu Prüf-Maß- oder Handhabungszwecken vorrichtungen und
Werkstücke montiert werden können, sowie zwei Füße, die dcii Balken tragen. Der
Balken stützt sich über höhen-
einstellbare Stützvorrichtungen
in senkrechter Richtung auf oberen Stützflächen der Füße ab. Jeder der Füße ist
mit einer Wange versehen, die sich neben der Vorderseite oder der Rückseite des
Balkens erstreckt. Zwischen der Wange und der entsprechenden Seite des Balkens wirkt
zumindest eine Spannvorrichtung, die den Balken unmittelbar seitlich abstützt und
in ihrer Länge einstellbar ist, so daß mit ihrer Hilfe die Neigung der Oberseite
des Balkens in dessen Querrichtung einstellbar ist.
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