DE4412005A1 - Maschinenteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein in Schweißkonstruktion gefertig­ tes Maschinenteil, das mindestens zwei winklig zueinander angeordnete Teile umfaßt.

Maschinenteile der hier interessierenden Art sind die ver­ schiedenartigsten Maschinengehäuse, Maschinenrahmen, Stüt­ zen, Träger, Ausleger und dergleichen, bei denen jeweils vollflächige oder unterbrochene Wände mit Böden oder Sei­ tenteilen bzw. Abschlußteile durch mehr oder weniger lange Schweißnähte verbunden werden müssen. Mit der Herstellung großer sowie langer Schweißnähte ist eine erhebliche Wär­ meentwicklung verbunden, die häufig dazu führt, daß die Ma­ schinenteile während der Schweißarbeiten in besonderen Hal­ tevorrichtungen eingespannt werden müssen oder es ist er­ forderlich, sie nach dem Herstellen der Schweißverbindung wieder auszurichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung derartiger, als Schweißkonstruktion gefertigter Maschinen­ teile zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die miteinander verschweißten Teile zusätzlich ineinandergrei­ fende Vorsprünge und Ausnehmungen aufweisen.

Die vorzugsweise formschlüssig ineinander passenden und in Weiterbildung der Erfindung durch Laserstrahlschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellten Vorsprünge und Ausneh­ mungen verleihen den miteinander verbundenen Teilen bereits ohne die Schweißverbindung eine hohe Festigkeit oder Form­ stabilität. Dadurch ist es möglich, auf die besonderen, nur für die Schweißarbeiten erforderlichen Hilfskonstruktionen und Maßnahmen zu verzichten. Darüber hinaus kann auf die Schweißverbindung in vielen Anwendungsfällen teilweise ver­ zichtet werden, so daß sie dort im wesentlichen nur noch zum Sichern der Teile aneinander dient.

Ferner wird durch die Verwendung von Ausnehmungen und durch die Anordnung der Vorsprünge in den Ausnehmungen die Mög­ lichkeit eröffnet, die Schweißnähte oder Punktschweißstel­ len jeweils versenkt anzuordnen mit dem Ergebnis, daß es möglich ist, vorstehende Schweißnähte zu vermeiden. Insbe­ sondere bei den ineinandergeführten Elementen von Teleskop­ armen oder teleskopartigen Stützen ist dieser Aspekt be­ deutsam.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung her­ vor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher be­ schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Maschinenteil längs der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine abgeschnittene Ansicht des Maschinen­ teils gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere, abgeschnittene Ansicht des Ma­ schinenteils gemäß den Fig. 1 und 2 in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1;

Fig. 4 in größerem Maßstab eine abgebrochen darge­ stellte Einzelheit der Fig. 3;

Fig. 5 eine abgebrochene Seitenansicht eines mit Vorsprüngen versehenen ersten Teiles in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt durch ein abgewandeltes Ausfüh­ rungsbeispiel;

Fig. 7 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungs­ form;

Fig. 8 einen Schnitt wie in den Fig. 1, 6 und 7 durch eine vierte Ausführungsform;

Fig. 9 einen Schnitt durch einen aus aneinander an­ paßten Maschinenteilen gebildeten, telesko­ pierbaren Träger längs der Linie IX-IX in Fig. 10 in größerem Maßstab und

Fig. 10 eine abgebrochene Seitenansicht des telesko­ pierbaren Trägers gemäß Fig. 9.

Ein Maschinenteil 1 gemäß dem in den Fig. 1 bis 5 darge­ stellten Ausführungsbeispiel umfaßt mindestens zwei winklig zueinander angeordnete Teile 2, 3, welche ineinandergrei­ fende Vorsprünge 4 und/oder Ausnehmungen 5 aufweisen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 kommen als Teile 2, 3 je zwei Seitenteile 2′ und zwei Zwischenstücke 3′ zum Einsatz, wobei die Zwischenstücke 3′ mit Vorsprüngen 4 und die Seitenteile 2′ mit Ausnehmungen 5 versehen sind. Grundsätzlich können die Vorsprünge 4 aber auch an den Seitenteilen und entsprechend die Ausnehmungen 5 an den Zwischenstücken vorgesehen sein. Es hängt von dem jeweiligen Anwendungsfall ab, welche der beiden Ausfüh­ rungsformen im Einzelfall zweckmäßiger ist.

Gemäß dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungs­ beispiel sind die Ausnehmungen 5 randseitig sowie im Ab­ stand vom freien Rand 6 der Teile 2 angeordnet. Ein Rand­ steg 6′ verschließt jede Ausnehmung 5 zum Rand 6 hin. Dabei sind der Querschnitt der Vorsprünge 4 und der Querschnitt der Ausnehmungen 5 formschlüssig aneinander angepaßt und die Teile 2, 3 sind nach Art einer Steckverbindung anein­ ander befestigbar. Eine paßgenaue Herstellung der Vorsprünge 4 und der Ausnehmungen 5 erfolgt durch Laserstrahlschneiden oder durch Wasserstrahlschneiden, wodurch auch sehr enge Toleranzen eingehalten werden können.

Grundsätzlich sind die Vorsprünge 4 zapfenartig und zumin­ dest am Längsrand 7 eines Teiles 3 angeordnet. Es ist aber auch denkbar, Vorsprünge 4 an den Rändern beider Teile 2, 3 und auch in Kombination mit Ausnehmungen 5 vorzusehen.

Ferner ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Höhe h (Fig. 5) eines jeden zapfenartigen Vorsprunges 4 des Teiles 3 geringer als die Wandstärke t des zugeordneten an­ deren Teiles 2. Somit verbleibt nach dem Zusammenbau im Inneren 8 jeder Ausnehmung 5 ein Freiraum 5′, in dem min­ destens eine Schweißnaht 9 oder eine punktförmige Schweiß­ stelle 10 angeordnet werden können, die zum Fixieren des Vorsprunges 4 des einen Teiles 3 an dem anderen Teil 2 im Bereich von dessen Ausnehmung 5 dienen. Die Schweißnaht 9 bzw. die Punktstelle 10 sind in Abhängigkeit von der Größe des verbleibenden Freiraumes 5′ versenkt angeordnet.

Auch kann mindestens eine Schweißnaht 11 oder mindestens eine punktförmige Schweißstelle 12 in einer Kehle 13 zwi­ schen dem einen Teil 3 und einem überstehenden Randteil 14 des anderen Teiles 2 angeordnet sein. Auch hierbei können die Festigkeit und Formstabilität des Maschinenteiles 1 hauptsächlich von den ineinandergreifenden Vorsprüngen 4 und Ausnehmungen 5 bestimmt werden und die Schweißverbin­ dungen dienen im wesentlichen nur noch zum Sichern der Tei­ le aneinander.

In Fig. 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform darge­ stellt, wobei gleiche Teile dieselben Bezugszahlen und zu­ sätzlich den Buchstabenindex a tragen.

Bei dem Maschinenteil 1a gemäß Fig. 6 sind die Ausnehmungen 5a nicht fensterartig, sondern sie sind zum freien Rand 6a der Teile 2a hin offen. Ferner ist kein überstehender Rand­ teil 14 vorgesehen.

Um ein möglichst geringes Eigengewicht bei gleichzeitig größstmöglicher Tragfähigkeit zu erzielen, sind die als Seitenteile und/oder als Zwischenstücke dienenden Teile 2a, 3a zusätzlich mit Versteifungen 15a, beispielsweise in Form von Sicken 16a, versehen. Ferner können auch das Gewicht des Maschinenteiles 1a verringernde Durchbrüche 17a in den Teilen 2a bzw. 3a angeordnet sein.

Die Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem wiederum gleiche Teile dieselben Bezugszahlen und zusätz­ lich den Buchstabenindex b aufweisen. Dieses Ausführungs­ beispiel eignet sich als Maschinenteil 1b z. B. zur Verwen­ dung als Träger 1b′ oder als Trageelement und weist min­ destens zwei Seitenteile 2b′ und mindestens ein Zwischen­ stück 3b′ auf, die zusammen im Querschnitt ein Dreieck bil­ den. Eine derartige Konstruktion kann für einen besonderen Anwendungsfall zweckmäßig sein. Die Vorsprünge 4b und die Ausnehmungen 5b befinden sich jeweils unmittelbar am Rand 6b der Seitenteile 2b′ und des Zwischenstückes 3b′. Zur Sicherung der Teile 2b und 3b aneinander dienen wiederum Schweißnähte oder punktförmige Schweißstellen, welche je nach Bedarf vorgesehen sein können.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszahlen und zusätzlich mit dem Buchsta­ benindex c gekennzeichnet.

Das Maschinenteil 1c ist im Querschnitt U-förmig und umfaßt ebenfalls zwei Seitenteile 2c′ und ein Zwischenstück 3c′, die jeweils an ihren Rändern 6c bzw. 7c nach Art einer Steckverbindung mit Vorsprüngen 4c und Ausnehmungen 5c in­ einandergreifen. Ferner können sichernde Schweißnähte bzw. punktförmige Schweißstellen je nach Bedarf vorgesehen sein. Auch diese Ausführungsform ist im Einzelfall vorteilhafter und zweckmäßiger als eine reine Schweißkonstruktion.

Die beiden Fig. 9 und 10 zeigen schließlich noch einen konkreten Anwendungsfall für die Verwendung von aneinander angepaßten und ineinander verschiebbaren Maschinenteilen 1 gemäß den Fig. 1 bis 5 als Teleskopelementen 22, 22′ und 22′′ eines Teleskoparmes 23. Gemäß Fig. 10 umfaßt der Teleskoparm 23 drei Teleskopelemente 22, 22′ und 22′′, die hinsichtlich ihrer Abmessungen derart aneinander angepaßt sind, daß sie teleskopierbar sind. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Teleskopierbarkeit bzw. die Führung der Teleskopelemente 22, 22′ und 22′′ an keiner Stelle durch überstehende Schweißnähte beeinträchtigt wird. Ferner ist es dadurch möglich, den Teleskoparm 23 besonders kompakt zu bauen und enge Toleranzen durch Verwendung der als Teleskopelement 22, 22′ und 22′′ dienenden Maschinenteile 1 zu wählen.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestell­ ten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind auch noch Abwandlungen und Ergänzungen möglich, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (12)

1. Maschinenteil in Schweißkonstruktion, das mindestens zwei winklig zueinander angeordnete Teile (2, 3) um­ faßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (2, 3) in­ einandergreifende Vorsprünge (4) und/oder Ausnehmungen (5) aufweisen.

2. Maschinenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5) im Abstand vom freien Rand (6) angeordnet sind.

3. Maschinenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5a, 5b, 5c) zum freien Rand (6a, 6b, 6c) hin offen sind.

4. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer­ schnitt der Vorsprünge (4) und der Querschnitt der Aus­ nehmungen (5) formschlüssig aneinander angepaßt sind.

5. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ sprünge (4) zapfenartig und zumindest am Längsrand (7) eines Teiles (3) angeordnet sind.

6. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) jedes zapfenartigen Vorsprunges (4) eines Teiles (2, 3) geringer ist als die Wandstärke (t) des zugeordneten anderen Teiles (2, 3).

7. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Vorsprung (4) des einen Teiles (3) mit Hilfe einer Schweißnaht (9)/mit Hilfe von mindestens einer punkt­ förmigen Schweißstelle (10) im Inneren (8) von minde­ stens einer Ausnehmung (5) am jeweils anderen Teil (2) befestigt ist.

8. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schweißnaht (11)/mindestens eine punktförmige Schweißstelle (12) in einer Kehle (13) zwischen einem Teil (3) und einem überstehenden Randteil (14) des anderen Teiles (2) angeordnet ist.

9. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung in Verbindung mit einem Maschinengehäuse, einem Maschi­ nenrahmen, einer Stütze, einem Träger, einem Trageele­ ment, einem Ausleger oder einem Teil derselben mit min­ destens zwei Seitenteilen (2′) und mit mindestens einem Zwischenstück (3′).

10. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in­ einander verschiebbarer Maschinenteile (1) als Teles­ kopelemente (22, 22′ und 22′′) eines Teleskoparmes (23).

11. Maschinenteil nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine kombinierte Steck- und Schweißverbindung der Teile (2, 3).

12. Verfahren zum Herstellen eines Maschinenteiles nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (4) und die Ausnehmungen (5) durch Laserstrahlschneiden oder Was­ serstrahlschneiden hergestellt werden, die Teile (2, 3) sodann zusammengefügt und schließlich miteinander naht- oder punktgeschweißt werden.