EP4392204A1 - Profilstruktur für ein bauteil einer werkzeugmaschine und werkzeugmaschine mit einer profilstruktur - Google Patents

Profilstruktur für ein bauteil einer werkzeugmaschine und werkzeugmaschine mit einer profilstruktur

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Publication number
EP4392204A1
EP4392204A1 EP22762047.3A EP22762047A EP4392204A1 EP 4392204 A1 EP4392204 A1 EP 4392204A1 EP 22762047 A EP22762047 A EP 22762047A EP 4392204 A1 EP4392204 A1 EP 4392204A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
profile structure
component
beads
machine tool
cutting arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22762047.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Holzmeier
Stefan Teufelhart
Ralf Greitmann
Helmut Specht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP4392204A1 publication Critical patent/EP4392204A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/02—Frames; Beds; Carriages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
    • B24B27/08—Grinders for cutting-off being portable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/006—Vibration damping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting

Definitions

  • the invention is located in the technical field of machine tools, in particular in the field of cutting or separating devices.
  • gasoline-powered devices are known there, for example cut-off grinders, the grinding wheel of which is driven by an internal combustion engine, with the transmission of a movement from a motor of the cut-off grinder to the cutting wheel often being carried out with a belt drive.
  • cutting or separating devices are often provided with a protective hood, on which, for example, an opening for attaching a dust extraction device can be provided.
  • power cutters have a cutting arm that connects a first unit of the machine tool made of motor and handle with a second unit made of guard and cutting disc.
  • This cutting arm can be subjected to such high loads during operation of the machine tool that, in the worst case, the cutting arm can break. Such a breakage of the cutting arm can lead to undesired injuries and hazards for the user of the machine tool.
  • the mechanical stresses that can cause the cutting arm to break can be caused, for example, by imbalances in the rapidly rotating cutting blade or due to strong vibrations at high engine speeds or engine speeds.
  • the cutting arm of a machine tool is also referred to as a boom in the literature.
  • DE 10 2016 013 907 A1 describes a boom for a hand-held implement.
  • the boom is fastened to a motor housing of the working device, so that a two-part configuration is disclosed in the sense that the motor housing and the boom represent separate components of the working device that are separate from one another.
  • cantilevers designed in two parts are disadvantageous because an interface is required for their attachment, which often represents a predetermined breaking point on a machine tool due to the vibrations and mechanical loads, such as bending or torsion.
  • forces are only transmitted at the screw points and contact surfaces between the individual parts of the boom.
  • the basic structure of the boom must have particularly thick walls, which can lead to increased material consumption during production and thus higher material costs.
  • the machine tool can have an undesirably increased weight due to such a two-part boom.
  • the cantilevers In order to simplify the manufacture of the cantilevers, they are often used using the pot geometry. Cantilevers made using the pot geometry have indentations located either only on the front or only on the back. Due to this one-sided arrangement of the indentations, the cantilevers produced using the pot geometry often have reduced mechanical stability and robustness against tension and torsion.
  • An example of a cantilever that can be made using the pot geometry is described in DE 10 325 663 A1.
  • the object on which the present invention is based is to overcome the above-described deficiencies and disadvantages of the prior art and to provide a profile structure for a component of a machine tool, with which, for example, a cutting arm with improved stability and rigidity against various mechanical loads is provided can be.
  • a machine tool is to be specified which has a cutting arm with improved stability.
  • a further concern of the invention is to keep the overall weight of the machine tool as low as possible, ie to specify a particularly light machine tool.
  • the invention in a first aspect, relates to a profile structure for a component of a machine tool, the profile structure having a front side and a rear side, the profile structure having at least two beads on one of the two sides and at least one bead on the other side.
  • a bead preferably represents a channel-shaped indentation, which is used in the context of the present invention to stiffen the component of the machine tool against deformations or vibrations.
  • the proposed profile structure is surprisingly stable in terms of bending around a horizontal or vertical axis or in terms of torsions.
  • the increased mechanical stability is particularly evident when various of these load types interact, so that the component with the corresponding profile structure is subjected to particularly high and inhomogeneous loads.
  • the component with the proposed profile structure with at least two beads has advantageously proven to be particularly robust and resistant to any damage or even breakage.
  • the profile structure has a front and a rear, with the front and rear of the profile structure preferably being referred to as “sides of the profile structure”.
  • the front side of the profile structure is preferably on the front side of the component, while the back side of the profile structure is present on the back side of the component.
  • at least two beads are provided on the front side of the profile structure, while at least one bead is provided on the rear side of the profile structure.
  • the beads can also be distributed the other way around on the front and back.
  • the profile structure has an odd number of beads, for example three, five or seven beads, without being limited thereto.
  • profile structures with five beads are always shown, with three beads on the front and two beads on the Rear of the profile structure are arranged. This arrangement of the beads has proven to be mechanically particularly stable and robust.
  • the beads are arranged on both sides of the profile structure.
  • the invention thus turns away from those cantilevers or machine tool components that are produced using the pot geometry, in which cavities or depressions are only arranged on one side of the cantilever or component.
  • the beads are present on both sides of the profile structure, so that a mechanically particularly stable two-sided or double-sided arrangement of the beads is advantageously obtained.
  • n beads are provided on the front side of the profile structure, while a number (n-1) beads is provided on the rear side of the profile structure.
  • n-1) beads is provided on the rear side of the profile structure.
  • the profile structure preferably being embodied symmetrically around a virtual central axis of the component.
  • the beads of the profile structure are distributed or arranged symmetrically around the virtual central axis of the component.
  • forces that occur can be particularly well distributed and mutually canceled out.
  • the profile structure can have five beads, three of which are open in a “forward” spatial direction, while two beads are open in a “backward” spatial direction.
  • the first, third and fifth beads can be arranged on the front side of the profile structure and the second and fourth beads on its rear side. Since the number of beads is preferably odd, the profile structure preferably has a "middle" bead, through which the virtual central axis of the profile structure or the cutting arm preferably runs.
  • the third bead which is preferably located on the front of the profile structure, represents this middle bead.
  • the first and third beads can preferably be designed to be open to the front, while the second, i.e. the middle bead, is open to the front is open at the back.
  • the component of the machine tool that comprises the profile structure is a cutting arm or a boom for a cutting device or a saw
  • axes can be motor, transmission or tool axes, for example.
  • the corresponding axes are shown in FIG. 4, for example.
  • the axes may pass substantially centrally through cylinders extending from the front of the tread structure toward the rear of the tread structure. In other words, this means that the cylinders run transversely through the component, this transverse direction running essentially perpendicular to a longitudinal direction of the component.
  • the motor axis, gear axis and/or tool axis run essentially parallel or collinear to one another and they are essentially perpendicular to the virtual central axis of the component of the machine tool that includes the profile structure.
  • the cylinders running through the engine axis, the transmission axis and/or the tool axis can preferably be referred to as engine cylinders, transmission cylinders and/or tool cylinders within the meaning of the invention.
  • devices are provided for connecting the engine cylinders, transmission cylinders and/or tool cylinders to the engine, transmission and/or tool of the machine tool.
  • These preferably have a substantially circular base area, which is preferably larger than a likewise substantially circular opening of the cylinder in the component of the machine tool that includes the profile structure.
  • a bead area extends between the device for connecting the gear cylinder to the gear and between the device for connecting the tool cylinder to the tool.
  • the bead area can preferably form in the area between the devices with the smallest distance.
  • the bead area of the profile structure extends between the device for connecting the gear cylinder to the gear and the device for connecting the tool cylinder to the tool, specifically in the area of the smallest distance between these devices.
  • the position of the bead area of the profile structure is shown in FIG. 7, for example.
  • a bead area is arranged between a gear cylinder and a tool cylinder of the component of the machine tool.
  • a bead area extends between a device for connecting a gear cylinder to a gear of the machine tool and a device for connecting a tool cylinder to a tool of the machine tool, with the bead area extending in particular in an area of the smallest Distance between a device for connecting a transmission cylinder with a transmission of the machine tool and a device for connecting a tool cylinder with a tool of the machine tool.
  • the area of the smallest distance between the device for connecting the gear cylinder to the gear and the device for connecting the tool cylinder to the tool is referred to as the bead area within the meaning of the invention.
  • the area mentioned is preferably also referred to as the length of the profile structure, so that in an alternative formulation it can be said that the beads run continuously through the profile structure.
  • the beads of the profile structure are formed continuously within the component of the machine tool, ie are not interrupted in the longitudinal direction of the component. According to the invention, it is particularly preferred that the beads extend between the gear cylinder and the tool cylinder of the component of the machine tool, which is preferably designed as an extension arm or cutting arm.
  • the profile structure has solid surfaces on its front side.
  • the solid surfaces are present in particular on the front side of the component of the machine tool, with the component comprising the profile structure.
  • the profile structure or the component can have two solid surfaces, which are preferably arranged symmetrically around a virtual central axis of the component. Examples of solid surfaces and their arrangement in a component, which is designed as a cutting arm, for example, are shown in FIG.
  • the solid surfaces preferably ensure particularly low tensile stresses within the component that includes the profile structure, and thus particularly favorable mechanical properties with regard to stability and robustness of the component of the machine tool.
  • the provision of the solid surfaces on the front side of the profile structure and/or the component of the machine tool counteracts severe deflection, which can disadvantageously lead to high tensile stresses and damage to the profile structure and/or the component of the machine tool.
  • the at least two beads of the proposed profile structure run in the longitudinal direction of the component.
  • the beads can run essentially parallel to the belt drive of the machine tool if the profile structure forms a cutting arm of a machine tool, for example.
  • the invention in a second aspect, relates to a cutting arm for a machine tool, the cutting arm comprising a proposed profile structure with at least two beads.
  • the cutting arm is preferably designed in one piece. It is preferred within the meaning of the invention that the proposed cutting arm represents a component of the machine tool within the meaning of the invention.
  • the invention relates to a Cutting arm for a machine tool, wherein the cutting arm has a profile structure with at least two beads and the cutting arm is designed in one piece.
  • the concept of one-piece preferably means that a motor housing of the machine tool and the component form a unit. Tests have shown that one-piece cutting arms with the same weight usually have a higher mechanical stability than two-piece cutting arms of the same weight. In addition, no interfaces are required, which are often complex to integrate and can further reduce the mechanical stability.
  • the component can be made particularly light by providing the at least two beads, so that overall a machine tool with a low overall weight can be provided.
  • the invention preferably relates to a profile structure for a component of a machine tool, the profile structure having at least two beads in a vertical sectional view.
  • this preferably means that the shape and configuration of the profile structure with the at least two beads is particularly visible when a representation of a vertical section through the component is viewed.
  • the proposed profile structure can be made visible through a vertical section through the component. It is preferred within the meaning of the invention that the proposed profile structure is visible in a vertical section at different points along the component.
  • the proposed profile structure is preferably present at more than 50% of the total length of the component, with different profile structures or profiles also being able to occur at individual points or areas of the component. These points or areas of the component with deviating profile structures or profiles preferably make up less than 50%, ie a smaller part of the component of the machine tool.
  • the proposed profile structure preferably represents a slender structure for absorbing loads, which in particular combines various approaches from the theory of strength.
  • the proposed profile structure represents a non-obvious combination of a vertical I-beam profile, a horizontal I-beam profile, i.e. rotated by essentially 90 degrees compared to the upright I-beam profile, and a thin-walled tube where the vertical I-beam profile is designed to be particularly stable with respect to bending around the horizontal axis, the horizontal I-beam profile is designed to be particularly stable with regard to bending around the vertical axis and the thin-walled tube is designed to be particularly resistant and robust to torsion .
  • the horizontal axis is preferably substantially perpendicular to a surface of the cutting arm, i.e. substantially perpendicular to a plane spanned by the cutting arm.
  • the horizontal axis also runs essentially perpendicularly to a plane that is spanned by the preferably disc-shaped tool of the machine tool.
  • the planes mentioned, which are spanned by the surface of the cutting arm and the preferably disk-shaped tool of the machine tool, are preferably designed to be essentially parallel.
  • a bend around a horizontal axis of the cutting arm is shown in FIG. 6 as an example.
  • the vertical axis When bending about the vertical axis, the vertical axis preferably runs through the plane that is spanned by the cutting arm or the preferably disc-shaped tool of the machine tool. In other words, the vertical axis lies in this plane, in particular in a vertical direction, ie in the sense of the invention preferably from top to bottom or from bottom to top.
  • a bend around a vertical axis of the cutting arm is shown in FIG. 5 as an example.
  • the axis of rotation preferably runs within the plane that is spanned by the cutting arm or the preferably disc-shaped tool of the machine tool, but in a horizontal direction, i.e., in the sense of the invention, preferably from front to back or from back to front, with the tool of the machine tool preferably marks the front area of the machine tool and the main body of the machine tool, which can have a motor or handles, for example, the rear area of the machine tool.
  • a torsion about a virtual central axis of the cutting arm is shown in FIG. 4 as an example.
  • the invention represents a combination of the theoretically optimal cross-sections of a cutting arm which, due to its delicate structure and the at least two beads, is particularly well suited to absorbing or withstanding the loads of the different load types or a possible combination of the different load types particularly well. In this way, the component with the proposed profile structure is protected particularly effectively against breakage and other mechanical damage.
  • the profile structure has stiffening ribs. These stiffening ribs can be arranged in particular in the beads.
  • the profile structure can be further reinforced by the provision of the stiffening ribs.
  • thrusts between the different areas of the component can be transferred particularly well. It is a significant advantage of the invention that, due to these shear fields, the unfavorable forms of loading “bending” and “torsion” from the point of view of lightweight construction can be converted into the more favorable forms of loading “tension” or “compression” because they can be better endured. can be redirected. As a result, the component can be made particularly robust and stiff.
  • the stiffening ribs enclose an angle alpha with the beads, the angle alpha being in a range of 30 to 60°.
  • the stiffening ribs can preferably run offset at an angle of 30 to 60° to the beads.
  • the wording that "the stiffening ribs form an angle alpha with the beads" means in the context of the invention in particular that the stiffening ribs form an angle with a virtual central axis of the cutting arm, with this angle being in a range of 30 to 60°.
  • the stiffening ribs can run offset at a 45° angle to the beads.
  • the stiffening ribs run, in particular, obliquely within the beads, it being possible for a degree for the inclination of the stiffening ribs to be specified by the angle alpha.
  • the profile structure forms a sandwich structure.
  • the sandwich effect which contributes to the particularly high mechanical stability and robustness of the proposed profile structure or the proposed component, can be achieved in particular by the preferably slender, load-bearing profile structure, which has at least two beads, and the preferably thin-walled stiffening ribs or stiffeners.
  • the design of the proposed profile structure enables an optimized flow of forces within the component.
  • an optimized or ideal flow of forces is characterized in that predominantly tensile or compressive loads occur in relation to the component of the machine tool.
  • the profile structure and/or the stiffening ribs are closed over the entire length of the component of the machine tool.
  • the profile structure and/or the stiffening ribs are not closed over the entire length of the component of the machine tool.
  • they can be, for example, partially open and partially closed over the length of the component.
  • the component can be perforated, include, but are not limited to, perforated and/or cut out structures or portions.
  • the profile structure comprises a profile structure wall.
  • the profile structure wall can preferably have different thicknesses in different areas. In the context of the invention, this preferably means that the profile structure wall can have different thicknesses in different areas.
  • the term "thickness of the profile structure wall” is preferably to be understood in the context of the invention as the material or wall thickness of that material from which the component of the machine tool is made. This is preferably the thickness of the material in the area of the proposed profile structure, as shown in FIGS. 1 to 3.
  • the profile structure and the stiffening ribs can preferably vary in thickness over the length and/or the width of the component of the machine tool. In the context of the invention, this preferably means that the profile structure wall can have different thicknesses in different areas of the component. In other words, the material of the component can have different material or wall thicknesses in different areas.
  • the profile structure wall can preferably have a thickness in a range from 1 to 5 mm, preferably in a range from 2 to 3 mm.
  • the profile structure and the stiffening ribs are designed to be planar, level and/or rectilinear. However, within the meaning of the invention, it can also be preferred that, deviating from this, they are not designed to be planar, level and/or rectilinear.
  • the profile structure has areas with honeycomb and/or lattice structures. This can be achieved, for example, in that the ribs run obliquely and/or diagonally and in this way form honeycombs and/or grids or other structures. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the ribs run obliquely and/or diagonally in the edge and/or outer areas of the profile structure or the cutting arm.
  • the profile structure is made of more than one material.
  • a basic structure of the profile structure can include a metal, while the stiffening ribs include a plastic.
  • the basic structure of the profile structure can include a carbon fiber reinforced plastic (CFRP), while the stiffening ribs are formed from a different plastic or metal.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • aluminum is preferably used due to its light weight.
  • other metals or alloys are also possible.
  • the proposed profile structure is optimized with regard to possible natural frequencies that occur in the component.
  • simulation methods can be used, for example, which are used to further optimize the profile structure of the component and to achieve increased component rigidity.
  • the invention relates to a machine tool with a component that includes a profile structure with at least two beads.
  • the component is a cutting arm for a machine tool, the cutting arm being formed in one piece.
  • the machine tool is preferably a cutting or separating device, with the machine tool preferably having a disc-shaped tool.
  • the disk-shaped tool can in particular be a cutting disk or a cutting blade, the preferably disk-shaped tool being preferably arranged in a front area of the machine tool or the cutting arm of the machine tool.
  • Figure 6 Side view of a preferred embodiment of the cutting arm, the cutting arm performing a flexion about a horizontal axis
  • the profile structure 1 thus has a total of five beads 2 .
  • the profile structure 1 has profile structure walls 4, which can have different thicknesses.
  • the profile structure walls 4 can be made thicker in the transition areas between a bead and a profile surface of the profile structure 1 than in the area of the side walls of the beads 2.
  • the outwardly facing surfaces of the component 20 of the machine tool 10 are preferably referred to as profile surfaces within the meaning of the invention.
  • the exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1 essentially represents a basic structure 5 of the profile structure 1, the profile structure 1 shown in FIG. 1 having no stiffening ribs 3, for example.
  • the beads 2 are open on the left-hand side and closed on the right-hand side of the figure.
  • Figures 4-6 show side views of preferred embodiments of cutting arm 50.
  • Figure 4 shows cutting arm 50 torsioning about a central axis D of cutting arm 50
  • Figures 5 and 6 show flexures about a vertical (Fig. 5) and a horizontal (Fig. 6) axis of the cutting arm 50 are shown.
  • the central axis, as well as the vertical and horizontal axes of the cutting arm 50 are represented in FIGS. 4 to 6 by dashed lines passing through the cutting arm 50 or lying within the cutting arm 50.
  • the directions of bending or rotation of the cutting arm 50 for the respective types of loading are indicated in FIGS. 4 to 6 by the round arrows at the ends of the axles.
  • FIG. 4 also shows the three axes A, B and C, which can run through different points of the cutting arm 50.
  • the first axis A represents the motor axis of the machine tool 10.
  • the second axis B represents the transmission axis of the machine tool 10 and is connected to one of the two pulleys of the belt drive of the machine tool 10.
  • the third axis C represents the tool axis of the machine tool 10 and is connected to the other of the two pulleys of the belt drive of the machine tool 10 .
  • the tool 11 of the machine tool 10 can rotate about the third or tool axis C of the proposed cutting arm 50 .
  • FIG. 5 shows solid surfaces 6 which are arranged in particular on the front side V of the profile structure 1 or of the cutting arm 50 . These solid surfaces 6 are preferably distributed essentially symmetrically around the virtual central axis D of the cutting arm 50 .
  • the solid surfaces 6 advantageously prevent bending of the cutting arm 50 and thus lead to a reduced tensile stress within the component 20 or the cutting arm 50. As a result, the component 20 or the cutting arm 50 of the machine tool 10 is particularly effectively protected from damage caused by excessive tensile stress.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Profilstruktur für ein Bauteil einer Werkzeugmaschine, wobei die Profilstruktur eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und wobei die Profilstruktur auf einer der beiden Seiten mindestens zwei Sicken und auf der anderen Seite mindestens eine Sicke aufweist. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einem Bauteil, das eine vorgeschlagene Profilstruktur umfasst. Bei der Werkzeugmaschine kann es sich vorzugsweise um ein Schneid- oder Trenngerät handeln, wobei das Bauteil der Werkzeugmaschine ein Schneidarm sein kann. Die Profilstruktur ist besonders gut geeignet, um unterschiedliche Belastungen, denen ein Bauteil einer Werkzeugmaschine ausgesetzt sein kann, auszuhalten. Bei den Belastungen kann es sich beispielsweise um Biegungen um eine horizontale oder um eine vertikale Achse handeln oder um Torsionen. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Schneidarm für eine Werkzeugmaschine, wobei der Schneidarm eine vor- geschlagene Profilstruktur umfasst. Der Schneidarm kann insbesondere einteilig ausgebildet sein.

Description

PROFILSTRUKTUR FÜR EIN BAUTEIL EINER WERKZEUGMASCHINE UND WERKZEUGMASCHINE MIT EINER PROFILSTRUKTUR
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Profilstruktur für ein Bauteil einer Werkzeugmaschine, wobei die Profilstruktur eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und wobei die Profilstruktur auf einer der beiden Seiten mindestens zwei Sicken und auf der anderen Seite mindestens eine Sicke aufweist. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einem Bauteil, das eine vorgeschlagene Profilstruktur umfasst. Bei der Werkzeugmaschine kann es sich vorzugsweise um ein Schneid- oder Trenngerät handeln, wobei das Bauteil der Werkzeugmaschine ein Schneidarm sein kann. Die Profilstruktur ist besonders gut geeignet, um unterschiedliche Belastungen, denen ein Bauteil einer Werkzeugmaschine ausgesetzt sein kann, auszuhalten. Bei den Belastungen kann es sich beispielsweise um Biegungen um eine horizontale oder um eine vertikale Achse handeln oder um Torsionen. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Schneidarm für eine Werkzeugmaschine, wobei der Schneidarm eine vorgeschlagene Profilstruktur umfasst und vorzugsweise einteilig ausgebildet ist.
Hintergrund der Erfindung:
Die Erfindung ist auf dem technischen Gebiet der Werkzeugmaschinen angesiedelt, insbesondere im Gebiet der Schneid- oder Trenngerät. Dort sind vor allem benzinbetriebene Geräte bekannt, beispielsweise Trennschleifer, deren Schleifscheibe von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, wobei die Übertragung einer Bewegung von einem Motor des Trennschleifers zur Trennscheibe häufig mit einem Riemenantrieb erfolgt. Um den bei der Arbeit mit der Werkzeugmaschine anfallenden Staub aufzufangen, sind Schneid- oder Trenngeräte oftmals mit einer Schutzhaube versehen, an der beispielsweise eine Öffnung zur Anbringung einer Staubabsaugung vorgesehen sein kann. Für die ausragende Schutzhaubenbefestigung haben Trennschleifer eine Schneidarm, der eine erste Einheit der Werkzeugmaschine aus Motor und Griff mit einer zweiten Einheit aus Schutzhaube und Trennscheibe miteinander verbindet. Dieser Schneidarm kann während des Betriebs der Werkzeugmaschine so hohen Belastungen ausgesetzt sein, dass es im schlimmsten Fall zu einem Bruch des Schneidarms kommen kann. Ein solcher Bruch des Schneidarms kann zu unerwünschten Verletzungen und Gefährdungen für den Nutzer der Werkzeugmaschine führen. Die mechanischen Belastungen, die den Bruch des Schneidarms hervorrufen können, können beispielsweise durch Unwuchtanregungen des schnell rotierenden Schneidblatts entstehen oder durch starke Vibrationen bei hohen Motordrehzahlen bzw. Motorgeschwindigkeiten. Der Schneidarm einer Werkzeugmaschine wird in der Literatur auch als Ausleger bezeichnet.
Beispielsweise wird in der DE 10 2016 013 907 A1 ein Ausleger für ein handgeführtes Arbeitsgerät beschrieben. Der Ausleger liegt gemäß DE 10 2016 013 907 A1 an einem Motorgehäuse des Arbeitsgeräts befestigt vor, so dass dadurch eine zweiteilige Ausgestaltung in dem Sinne offenbart wird, dass das Motorgehäuse und der Ausleger voneinander getrennte, separate Bauteile des Arbeitsgeräts darstellen. Allerdings sind zweiteilig ausgeführte Ausleger nachteilig, weil eine Schnittstelle zu ihrer Befestigung benötigt wird, was aufgrund der Vibrationen und mechanischen Belastungen, wie Biegungen oder Torsionen, häufig eine Sollbruchstelle an einer Werkzeugmaschine darstellt. Darüber hinaus erfolgt die Übertragung von Kräften nur an den Schraubpunkten und Berührflächen zwischen den Einzelteilen des Auslegers. Dadurch muss die Grund Struktur des Auslegers besonders dicken Wandungen aufweisen, was zu einem erhöhten Materialverbrauch bei der Herstellung und somit höheren Materialkosten führen kann. Außerdem kann die Werkzeugmaschine durch einen solchen zweigeteilten Ausleger ein unerwünscht erhöhtes Gewicht aufweisen.
Um die Herstellung der Ausleger zu vereinfachen, werden diese vielfach unter Verwendung der Topf-Geometrie verwendet. Bei Auslegern, die mit Hilfe der Topf-Geometrie hergestellt werden, liegen Vertiefungen entweder nur auf der Vorderseite oder nur auf der Rückseite angeordnet vor. Durch diese einseitige Anordnung der Vertiefungen weisen die mit Hilfe der Topf-Geometrie hergestellten Ausleger häufig eine reduzierte mechanische Stabilität und Robustheit gegen Zug und Torsion auf. Ein Beispiel eines Auslegers, der mit Hilfe der Topf-Geometrie werden kann, wird in der DE 10 325 663 A1 beschrieben. Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die vorstehend beschriebenen Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Profilstruktur für ein Bauteil einer Werkzeugmaschine anzugeben, mit der beispielsweise ein Schneidarm mit verbesserter Stabilität und Steifigkeit gegenüber verschiedenen mechanischen Belastungen bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus soll eine Werkzeugmaschine angegeben werden, die einen Schneidarm mit verbesserter Stabilität aufweist. Ein weiteres Anliegen der Erfindung besteht darin, das Gesamtgewicht der Werkzeugmaschine möglichst gering zu halten, d.h. eine besonders leichte Werkzeugmaschine anzugeben. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Beschreibung der Erfindung:
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Profilstruktur für ein Bauteil einer Werkzeugmaschine, wobei die Profilstruktur eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, wobei die Profilstruktur auf einer der beiden Seiten mindestens zwei Sicken und auf der anderen Seite mindestens eine Sicke aufweist. Im Sinne der Erfindung stellt eine Sicke bevorzugt eine rinnenförmige Vertiefung dar, die im Kontext der vorliegenden Erfindung zur Versteifung des Bauteils der Werkzeugmaschine gegenüber Verformungen oder Schwingungen verwendet wird. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Profilstruktur mit mindestens zwei Sicken auf einer der beiden Seiten der Profilstruktur und einer weiteren Sicke auf der anderen Seite der Profil Struktur erlaubt vorteilhafterweise eine besonders große mechanischen Stabilität gegenüber verschiedenen Belastungen. Tests haben gezeigt, dass die vorgeschlagene Profilstruktur überraschend stabil in Bezug auf Biegungen um eine horizontale oder um eine vertikale Achse oder in Bezug auf Torsionen ausgebildet ist. Die erhöhte mechanische Stabilität wird insbesondere dann sichtbar, wenn verschiedene dieser Belastungstypen Zusammenwirken, so dass das Bauteil mit der entsprechenden Profilstruktur besonders stark und inhomogen beansprucht wird. Bei einer solchen Überlagerung verschiedener Belastungstypen hat sich das Bauteil mit der vorgeschlagenen Profilstruktur mit mindestens zwei Sicken vorteilhafterweise als besonders robust und widerstandsfähig gegenüber etwaigen Beschädigungen oder gar einem Bruch erwiesen.
Die Profil Struktur weist eine Vorderseite und eine Rückseite auf, wobei die Vorderseite und Rückseite der Profilstruktur bevorzugt als «Seiten der Profilstruktur» bezeichnet werden. Wenn das Bauteil der Werkzeugmaschine, das die Profilstruktur umfasst, ein Schneidarm oder ein Ausleger für ein Trenngerät oder eine Säge ist, so liegt bevorzugt die Vorderseite der Profilstruktur auf der Vorderseite des Bauteils vor, während die Rückseite der Profilstruktur auf der Rückseite des Bauteils vorliegt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass auf der Vorderseite der Profilstruktur mindestens zwei Sicken vorgesehen sind, während auf der Rückseite der Profilstruktur mindestens eine Sicke vorgesehen ist. Selbstverständlich können die Sicken auch andersherum auf die Vorder- und die Rückseite verteilt sein. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur eine ungerade Anzahl von Sicken aufweist, beispielsweise drei, fünf oder sieben Sicken, ohne darauf beschränkt zu sein. In den Figuren sind stets Profilstrukturen mit fünf Sicken gezeigt, wobei jeweils drei Sicken auf der Vorderseite und zwei Sicken auf der Rückseite der Profilstruktur angeordnet sind. Diese Anordnung der Sicken hat sich als mechanisch besonders stabil und robust erwiesen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Sicken auf beiden Seiten der Profilstruktur angeordnet vorliegen. Das heißt im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass auf jeder Seite der Profilstruktur mindestens eine Sicke angeordnet vorliegt. Damit wendet sich die Erfindung gerade ab von solchen Auslegern oder Werkzeugmaschinen-Bauteilen, die mit Hilfe der Topf-Geometrie hergestellt sind, bei denen Aushöhlungen oder Vertiefungen nur auf einer Seite des Auslegers oder des Bauteils angeordnet sind. Bei der erfindungsgemäß vorgesehen Profil Struktur liegen die Sicken auf beiden Seiten der Profilstruktur vor, so dass vorteilhafterweise eine mechanisch besonders stabile zwei- oder doppelseitige Anordnung der Sicken erhalten wird.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass auf der Vorderseite der Profilstruktur eine Anzahl von n Sicken vorgesehen ist, während auf der Rückseite der Profil Struktur eine Anzahl (n-1) Sicken vorgesehen ist. Dadurch wird vorteilhafterweise eine ungerade Zahl von Sicken erhalten, wobei die Profilstruktur vorzugsweise symmetrisch um eine virtuelle Zentralachse des Bauteils herum ausgebildet ist. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die Sicken der Profilstruktur symmetrisch um die virtuelle Zentralachse des Bauteils herum verteilt bzw. angeordnet sind. Vorteilhafterweise können durch die symmetrische Ausgestaltung der Profilstruktur bzw. der Sicken auftretende Kräfte besonders gut verteilt und gegenseitig aufgehoben werden.
Beispielsweise kann die Profilstruktur fünf Sicken aufweisen, von denen drei Sicken in eine Raumrichtung "nach vorne" geöffnet sind, während zwei Sicken in eine Raumrichtung "nach hinten" geöffnet sind. In einer Zahlweise von oben nach unten können beispielsweise die erste, dritte und fünfte Sicke auf der Vorderseite der Profilstruktur angeordnet vorliegen und die zweite und vierte Sicke auf ihrer Rückseite. Da ist Anzahl der Sicken vorzugsweise ungerade ist, weist die Profilstruktur vorzugsweise eine "mittlere" Sicke auf, durch die bevorzugt die virtuelle Zentralachse der Profilstruktur bzw. des Schneidarms verläuft. Bei fünf Sicken stellt vorzugsweise die dritte sicke, die bevorzugt auf der Vorderseite der Profilstruktur angeordnet vorliegt, diese mittlere Sicke dar. Bei drei Sicken können vorzugsweise die erste und die dritte Sicke nach vorne geöffnet ausgebildet sein, während die zweite, d.h. die mittlere Sicke nach hinten geöffnet ausgebildet ist.
Wenn das Bauteil der Werkzeugmaschine, das die Profilstruktur umfasst, ein Schneidarm oder ein Ausleger für ein Trenngerät oder eine Säge ist, so verlaufen vorzugsweise mehrere Achsen durch das Bauteil. Diese Achsen können beispielsweise Motor-, Getriebe- oder Werkzeugachsen sein. Die entsprechenden Achsen sind beispielsweise in Figur 4 abgebildet. Die Achsen können im Wesentlichen zentral durch Zylinder verlaufen, die sich von der Vorderseite der Profilstruktur in Richtung der Rückseite der Profilstruktur erstrecken. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Zylinder quer durch das Bauteil hindurch verlaufen, wobei diese Querrichtung im Wesentlichen senkrecht verläuft zu einer Längsrichtung des Bauteils. Die Motorachse, Getriebeachse und/oder Werkzeugachse verlaufen im Wesentlichen parallel bzw. kollinear zueinander und sie stehen im Wesentlichen senkrecht der virtuelle Zentralachse des Bauteils der Werkzeugmaschine, das die Profilstruktur umfasst. Die Zylinder, durch die Motorachse, die Getriebeachse und/oder die Werkzeugachse hindurch verlaufen, können im Sinne der Erfindung bevorzugt als Motorzylinder, Getriebezylinder und/oder Werkzeugzylinder bezeichnet werden.
Auf der Rückseite des Bauteils der Werkzeugmaschine, das die Profilstruktur umfasst, sind Vorrichtungen zur Verbindung der Motorzylinder, Getriebezylinder und/oder Werkzeugzylinder mit dem Motor, dem Getriebe und/oder dem Werkzeug der Werkzeugmaschine vorgesehen. Diese weisen vorzugsweise eine im Wesentlichen kreisförmige Grundfläche auf, die bevorzugt größer ist als eine im Wesentlichen ebenfalls kreisförmige Öffnung der Zylinder in dem Bauteil der Werkzeugmaschine, das die Profilstruktur umfasst. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich ein Sickenbereich zwischen der Vorrichtung zur Verbindung des Getriebezylinders mit dem Getriebe und zwischen der Vorrichtung zur Verbindung des Werkzeugzylinders mit dem Werkzeug erstreckt. Vorzugsweise kann sich der Sickenbereich in dem Bereich zwischen den Vorrichtungen mit dem geringsten Abstand ausbilden. Mit anderen Worten erstreckt sich der Sickenbereich der Profilstruktur zwischen der Vorrichtung zur Verbindung des Getriebezylinders mit dem Getriebe und der Vorrichtung zur Verbindung des Werkzeugzylinders mit dem Werkzeug, und zwar im Bereich des kleinsten Abstands zwischen diesen Vorrichtungen. Die Lage des Sickenbereichs der Profilstruktur wird beispielsweise in Figur 7 dargestellt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein Sickenbereich zwischen einem Getriebezylinder und einem Werkzeugzylinder des Bauteils der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass sich ein Sickenbereich zwischen einer Vorrichtung zur Verbindung eines Getriebezylinders mit einem Getriebe der Werkzeugmaschine und einer Vorrichtung zur Verbindung eines Werkzeugzylinders mit einem Werkzeug der Werkzeugmaschine erstreckt, wobei sich der Sickenbereich insbesondere in einem Bereich des kleinsten Abstands zwischen einer Vorrichtung zur Verbindung eines Getriebezylinders mit einem Getriebe der Werkzeugmaschine und einer Vorrichtung zur Verbindung eines Werkzeugzylinders mit einem Werkzeug der Werkzeugmaschine erstreckt. Der Bereich des kleinsten Abstands zwischen der Vorrichtung zur Verbindung des Getriebezylinders mit dem Getriebe und der Vorrichtung zur Verbindung des Werkzeugzylinders mit dem Werkzeug wird im Sinne der Erfindung als Sickenbereich bezeichnet. Der genannte Bereich wird im Sinne der Erfindung vorzugsweise auch als Länge der Profilstruktur bezeichnet, so dass in einer alternativen Formulierung gesagt werden kann, dass die Sicken durchgehend durch die Profilstruktur verlaufen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Sicken der Profilstruktur durchgehend innerhalb des Bauteils der Werkzeugmaschine ausgebildet sind, d.h. in der Längsrichtung des Bauteils nicht unterbrochen werden. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass sich die Sicken zwischen dem Getriebe- und dem Werkzeugzylinder des bevorzugt als Ausleger oder Schneidarm ausgebildeten Bauteils der Werkzeugmaschine erstrecken.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur auf ihrer Vorderseite massive Flächen aufweist. Die massiven Flächen liegen insbesondere auf der Vorderseite des Bauteils der Werkzeugmaschine vor, wobei das Bauteil die Profilstruktur umfasst. Beispielsweise können die Profilstruktur bzw. das Bauteil zwei massive Flächen aufweisen, die vorzugsweise symmetrisch um eine virtuelle Zentralachse des Bauteils herum angeordnet vorliegen. Beispiele für massive Flächen und ihre Anordnung in einem Bauteil, das beispielsweise als Schneidarm ausgebildet ist, sind in Fig. 5 dargestellt. Die massiven Flächen sorgen vorzugsweise für besonders geringe Zugspannungen innerhalb des Bauteils, das die Profilstruktur umfasst, und somit für besonders günstige mechanische Eigenschaften in Bezug auf Stabilität und Robustheit des Bauteils der Werkzeugmaschine. Insbesondere wird mit der Vorsehung der massiven Flächen auf der Vorderseite der Profilstruktur und/oder des Bauteils der Werkzeugmaschine einer starken Durchbiegung entgegengewirkt, die nachteiligerweise zu hohen Zugspannungen und Schäden an der Profil Struktur und/oder an dem Bauteil der Werkzeugmaschine führen können.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens zwei Sicken der vorgeschlagenen Profilstruktur in Längsrichtung des Bauteils verlaufen. Die Sicken können insbesondere im Wesentlichen parallel zum Riemenantrieb der Werkzeugmaschine verlaufen, wenn die Profilstruktur beispielsweise einen Schneidarm einer Werkzeugmaschine bildet.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Schneidarm für eine Werkzeugmaschine, wobei der Schneidarm eine vorgeschlagene Profilstruktur mit mindestens zwei Sicken umfasst. Der Schneidarm ist vorzugsweise einteilig ausgebildet. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der vorgeschlagene Schneidarm ein Bauteil der Werkzeugmaschine im Sinne der Erfindung darstellt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung betrifft die Erfindung einen Schneidarm für eine Werkzeugmaschine, wobei der Schneidarm eine Profilstruktur mit mindestens zwei Sicken aufweist und der Schneidarm einteilig ausgebildet ist. Der Begriff der Einteilig- keit bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein Motorgehäuse der Werkzeugmaschine und das Bauteil eine Einheit bilden. Tests haben gezeigt, dass einteilige Schneidarme bei gleichem Gewicht zumeist eine höhere mechanische Stabilität aufweisen als gleichschwere zweiteilig ausgebildete Schneidarme. Außerdem werden keine Schnittstellen benötigt, die oft aufwändig zu integrieren sind und die mechanische Stabilität weiter verringern können.
Indem das vorgeschlagene Bauteil einteilig ausgebildet ist, wendet es sich gerade von mehrteiligen Schneidarmen oder Auslegern, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ab.
Vorteilhafterweise kann das Bauteil durch die Vorsehung der mindestens zwei Sicken besonders leicht ausgestaltet werden, so dass insgesamt eine Werkzeugmaschine mit geringem Gesamtgewicht bereitgestellt werden kann.
Die Ausbildung der mindestens zwei Sicken wird vorzugsweise in einer Schnittdarstellung des Bauteils der Werkzeugmaschine sichtbar. Wenn es sich bei dem Bauteil um einen Schneidarm eines Trennschleifers handelt, kann eine erste virtuelle Achse innerhalb des Schneidarms verlaufen. Im Wesentlichen senkrecht zu dieser ersten virtuellen Achse kann eine vertikale Schnittebene verlaufen. Wenn der Schneidarm entlang dieser vertikalen Schnittebene geschnitten und die resultierende Darstellung abgebildet wird, ergeben sich Figuren, wie Fig. 1 bis 3. Die Form dieses Schnitts durch den Schneidarm der Werkzeugmaschine wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als Profilstruktur bezeichnet. Erfindungsgemäß ist diese Profilstruktur, wenn sie mindestens zwei Sicken, d.h. zwei rinnenförmige Vertiefungen aufweist, wie beispielsweise in Fig. 1 bis 3 dargestellt. Insofern betrifft die Erfindung vorzugsweise eine Profilstruktur für ein Bauteil einer Werkzeugmaschine, wobei die Profilstruktur in einer vertikalen Schnittdarstellung mindestens zwei Sicken aufweist. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Form und Ausgestaltung der Profilstruktur mit den mindestens zwei Sicken insbesondere dann sichtbar wird, wenn eine Darstellung eines vertikalen Schnitts durch das Bauteil betrachtet wird. Mit anderen Worten kann die vorgeschlagene Profilstruktur durch einen vertikalen Schnitt durch das Bauteil sichtbar gemacht werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die vorgeschlagene Profilstruktur bei einem vertikalen Schnitt an verschiedenen Stellen entlang des Bauteils sichtbar wird. Vorzugsweise liegt die vorgeschlagene Profilstruktur bei mehr als 50 % der Gesamtlänge des Bauteils vor, wobei an einzelnen Punkten oder Bereichen des Bauteils auch abweichende Profilstrukturen bzw. Profile vorkommen können. Diese Punkte oder Bereiche des Bauteils mit abweichenden Profilstrukturen bzw. Profilen machen vorzugsweise weniger als 50 %, d.h. einen kleineren Teil des Bauteils der Werkzeugmaschine aus.
Die vorgeschlagene Profilstruktur stellt vorzugsweise eine feingliedrige Struktur zur Lastaufnahme dar, die insbesondere verschiedene Ansätze aus der Festigkeitslehre in sich vereint. Die vorgeschlagene Profilstruktur stellt insbesondere eine nicht-naheliegende Kombination aus einem stehenden Doppel-T-Trägerprofil, einem liegenden, d.h. im Vergleich zum stehenden Dop- pel-T-Trägerprofil um im Wesentlichen 90 Grad gedrehten, Doppel-T-Trägerprofil und einem dünnwandigen Rohr dar, wobei das stehende Doppel-T-Trägerprofil besonders stabil gegenüber Biegungen um die horizontale Achse ausgebildet ist, das liegende Doppel-T-Trägerprofil besonders stabil gegenüber Biegungen um die vertikale Achse ausgebildet ist und das dünnwandige Rohr besonders widerstandkräftig und robust gegenüber Torsionen ausgebildet ist. Die Kombination dieser bekannten Profile war für den Fachmann nicht naheliegend, weil keines der genannten Profile zwei oder mehr Sicken aufweist. Vielmehr zeigt das Profil, welches als dünnwandiges Rohr ausgebildet ist, gerade von dem erfindungsgemäßen Profil mit den zwei Sicken weg, denn offensichtlich weist ein dünnwandiges Rohr überhaupt gar keine Vertiefungen oder Ähnliches auf. Stattdessen ist die Oberfläche eines dünnwandigen Rohres in der Regel homogen ohne Dellen oder hervorstehende Elemente ausgebildet. Insofern wendet sich die vorgeschlagene Profilstruktur durch die Vorsehung der mindestens zwei Sicken gerade vom Stand der Technik ab.
Bei der Biegung um die horizontale Achse verläuft die die horizontale Achse vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu einer Fläche des Schneidarms, d.h. im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene, die von dem Schneidarm aufgespannt wird. Vorzugsweise verläuft die die horizontale Achse auch im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene, die von dem bevorzugt scheibenförmigen Werkzeug der Werkzeugmaschine aufgespannt wird. Die genannten Ebenen, die von der Fläche des Schneidarms und dem bevorzugt scheibenförmigen Werkzeug der Werkzeugmaschine aufgespannt werden, sind vorzugsweise im Wesentlichen parallel ausgebildet. Eine Biegung um eine horizontale Achse des Schneidarms ist exemplarisch in Figur 6 dargestellt.
Bei der Biegung um die vertikale Achse verläuft die vertikale Achse vorzugsweise durch die Ebene, die von dem Schneidarm oder dem bevorzugt scheibenförmigen Werkzeug der Werkzeugmaschine aufgespannt wird. Mit anderen Worten liegt die die vertikale Achse in dieser Ebene, insbesondere in einer vertikalen Richtung, d.h. im Sinne der Erfindung bevorzugt von oben nach unten oder von unten nach oben. Eine Biegung um eine vertikale Achse des Schneidarms ist exemplarisch in Figur 5 dargestellt. Bei der Torsion verläuft die Drehachse vorzugsweise innerhalb der Ebene, die von dem Schneidarm oder dem bevorzugt scheibenförmigen Werkzeug der Werkzeugmaschine aufgespannt wird, allerdings in einer horizontalen Richtung, d.h. im Sinne der Erfindung bevorzugt von vorne nach hinten oder von hinten nach vorne, wobei das Werkzeug der Werkzeugmaschine vorzugsweise den vorderen Bereich der Werkzeugmaschine markiert und der Hauptkörper der Werkzeugmaschine, der beispielsweise einen Motor oder Griffe aufweisen kann, den hinteren Bereich der Werkzeugmaschine. Eine Torsion um eine virtuelle Zentralachse des Schneidarms ist exemplarisch in Figur 4 dargestellt.
Bei der feingliedrigen Struktur, die die vorgeschlagene Profilstruktur vorzugsweise bildet, handelt es sich bevorzugt um eine balkenähnliche Struktur, die durch den Einsatz der mindestens zwei Sicken dazu eingerichtet ist, die unterschiedlichen Belastungstypen oder eine Überlagerung von ihnen optimal zu übertragen bzw. aufzunehmen. Die vorgeschlagene Profilstruktur weist aufgrund ihrer feingliedrigen Struktur und der mindestens zwei Sicken eine gewisse Elastizität auf, so dass die vorgeschlagene Profilstruktur vorteilhafterweise dazu eingerichtet ist, eine elastische Energie bzw. eine Verformungsenergie aufzunehmen. Dadurch wird das Bauteil, das eine vorgeschlagene Profilstruktur umfasst, besonders wirksam vor Beschädigungen geschützt. Die Erfindung stellt vorteilhafterweise ein dahingehend optimiertes Zusammenspiel aus Leichtbauweise und Steifigkeitslehre dar, wobei die Erfinder eine besonders ausgewogene Kombination aus leichter Herstellbarkeit, mechanischer Stabilität, geringem Gewicht und Robustheit gefunden haben. Insbesondere stellt die Erfindung eine Kombination der theoretisch optimalen Querschnitte eines Schnittarms dar, die aufgrund ihrer feingliedrigen Struktur und der mindestens zwei Sicken besonders gut geeignet ist, die Lasten der unterschiedlichen Belastungstypen bzw. einer möglichen Kombination der verschiedenen Belastungstypen besonders gut aufzunehmen bzw. auszuhalten. Auf diese Weise wird das Bauteil mit der vorgeschlagenen Profilstruktur besonders wirksam gegen Bruch und anderen mechanische Beeinträchtigungen geschützt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur Versteifungsrippen aufweist. Diese Versteifungsrippen können insbesondere in den Sicken angeordnet vorliegen. Durch die Vorsehung der Versteifungsrippen kann die Profilstruktur weiter verstärkt werden. Außerdem können Schübe zwischen den unterschiedlichen Bereichen des Bauteils besonders gut übertragen werden. Es stellt einen wesentlichen Vorteil der Erfindung dar, dass aufgrund dieser Schubfelder die aus Leichtbau-Gesichtspunkten ungünstigen Belastungsformen «Biegung» und «Torsion» in die günstigeren, weil besser auszuhaltenden Belastungsformen «Zug» oder «Druck» umgelenkt werden können. Dadurch kann das Bauteil besonders robust und steif ausgebildet werden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Versteifungsrippen mit den Sicken einen Winkel alpha einschließen, wobei der Winkel alpha in einem Bereich von 30 bis 60 ° liegt. Vorzugsweise können die Versteifungsrippen in einem 30 bis 60°-Winkel zu den Sicken versetzt verlaufen. Die Formulierung, dass «die Versteifungsrippen mit den Sicken einen Winkel alpha einschließen» bedeutet im Sinne der Erfindung insbesondere, dass ein die Versteifungsrippen einen Winkel mit einer virtuellen Zentralachse des Schneidarms einschließen, wobei dieser Winkel in einem Bereich von 30 bis 60 ° liegen kann. Beispielsweise können die Versteifungsrippen in einem 45° Winkel zu den Sicken versetzt verlaufen. Die Versteifungsrippen verlaufen insbesondere schräg innerhalb der Sicken, wobei ein Grad für die Geneigtheit der Versteifungsrippen von dem Winkel alpha angegeben werden kann.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur eine Sandwich-Struktur bildet. Insbesondere durch die vorzugsweise feingliedrige, tragende Profilstruktur, die mindestens zwei Sicken aufweist, und die bevorzugt dünnwandigen Versteifungsrippen bzw. Versteifungen kann der Sandwich-Effekt erreicht werden, der zu der besonders hohen mechanischen Stabilität und Robustheit der vorgeschlagenen Profilstruktur bzw. des vorgeschlagenen Bauteils beiträgt. Insbesondere ermöglicht die Ausgestaltung der vorgeschlagenen Profilstruktur einen optimierten Kraftfluss innerhalb des Bauteils. Ein optimierter oder idealer Kraftfluss ist im Sinne der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass überwiegend Zug- oder Druckbelastungen in Bezug auf das Bauteil der Werkzeugmaschine auftreten. Tests haben gezeigt, dass die auftretenden Lasten und/oder Belastungen durch die Erfindung, insbesondere die Vorsehung der mindestens zwei Sicken, besonders gleichmäßig in dem Bauteil der Werkzeugmaschine, welches die vorgeschlagene Profilstruktur aufweist, verteilt wird. Mit anderen Worten wird mit der Erfindung eine besonders homogene Materialbelastung ermöglicht, die wirksam gegenüber etwaigen, ungewünschten Brüchen oder mechanischen Beeinträchtigungen des Bauteils vorbeugt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profil Struktur und/oder die Versteifungsrippen über die gesamte Länge des Bauteils der Werkzeugmaschine geschlossen vorliegen. Es kann allerdings im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die Profil Struktur und/oder die Versteifungsrippen nicht über die gesamte Länge des Bauteils der Werkzeugmaschine geschlossen vorliegen. In diesem letzten Fall können sie beispielsweise teilweise offen und teilweise geschlossen vorliegen über die Länge des Bauteils. Beispielsweise kann das Bauteil perforierte, gelochte und/oder ausgeschnittene Strukturen oder Teilbereiche umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur eine Profilstrukturwand umfasst. Vorzugsweise kann die Profilstrukturwand in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Dicken aufweisen. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstrukturwand in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich dick ausgebildet sein kann. Der Begriff «Dicke der Profilstrukturwand» ist im Sinne der Erfindung vorzugsweise als Material- oder Wandungsstärke desjenigen Materials zu verstehen, aus dem das Bauteil der Werkzeugmaschine hergestellt ist. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um die Dicke des Materials im Bereich der vorgeschlagenen Profil Struktur, wie sie in den Fig. 1 bis 3 abgebildet ist. Vorzugsweise können die Profilstruktur und die Versteifungsrippen über die Länge und/oder die Breite des Bauteils der Werkzeugmaschine in der Dicke variieren. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstrukturwand in unterschiedlichen Bereichen des Bauteils unterschiedlich dick ausgebildet sein kann. Mit anderen Worten kann das Material des Bauteils in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Material- bzw. Wandungsstärken aufweisen.
Vorzugsweise kann die Profilstrukturwand eine Dicke in einem Bereich von 1 bis 5 mm aufweisen, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 3 mm.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur und die Versteifungsrippen planar, eben und/oder geradlinig ausgebildet sind. Es kann allerdings im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass sie davon abweichend gerade nicht planar, eben und/oder geradlinig ausgebildet sind.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur Bereiche mit Waben- und/oder Gitterstrukturen aufweist. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Rippen schräg und/oder diagonal verlaufen und auf diese Weise Waben und/oder Gitter oder andere Strukturen bilden. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die Rippen in den Rand- und/oder Außenbereichen der Profil Struktur bzw. des Schneidarms schräg und/oder diagonal verlaufen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur aus mehr als einem Material gefertigt wird. Beispielsweise kann eine Grundstruktur der Profilstruktur ein Metall umfassen, während die Versteifungsrippen einen Kunststoff umfassen. Alternativ kann die Grundstruktur der Profilstruktur einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) umfassen, während die Versteifungsrippen aus einem anderen Kunststoff oder Metall gebildet sind. Als Metall kann im Kontext der vorliegenden Erfindung aufgrund seines geringen Gewichts vorzugsweise Aluminium verwendet werden. Es sind allerdings auch andere Metalle oder Legierungen möglich.
Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass die vorgeschlagene Profilstruktur in Bezug auf mögliche, auftretende Eigenfrequenzen des Bauteils optimiert wird. Dazu können beispielsweise Simulationsmethoden verwendet werden, die eingesetzt werden, um die Profilstruktur des Bauteils weiter zu optimieren und eine erhöhte Steifigkeit des Bauteils zu erreichen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Profilstruktur und/oder das Bauteil Dämpfungsmittel zur Schwingungsdämpfung aufweist/aufweisen. Diese Dämpfungsmittel können beispielsweise lokal, d.h. örtlich begrenzt, vorgesehen sein oder großflächig in einem großen Bereich des Bauteils der Werkzeugmaschine.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einem Bauteil, das eine Profilstruktur mit mindestens zwei Sicken umfasst. Die Definitionen, technischen Wirkungen und Vorteile, die für die Profilstruktur und das Bauteil beschrieben wurden, gelten für die vorgeschlagene Werkzeugmaschine analog. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Bauteil ein Schneidarm für eine Werkzeugmaschine ist, wobei der Schneidarm einteilig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Werkzeugmaschine ein Schneid- oder Trenngerät, wobei die Werkzeugmaschine bevorzugt ein scheibenförmiges Werkzeug aufweist. Das scheibenförmige Werkzeug kann insbesondere eine Trennscheibe oder ein Schneidblatt sein, wobei das bevorzugt scheibenförmige Werkzeug vorzugsweise in einem vorderen Bereich der Werkzeugmaschine bzw. des Schneidarms der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:
Fig. 1 Darstellung eines vertikalen Schnitts durch ein Bauteil einer Werkzeugmaschine, wobei durch den vertikalen Schnitt eine bevorzugte Ausgestaltung der Profil Struktur sichtbar wird.
Fig. 2 Darstellung eines vertikalen Schnitts durch ein Bauteil einer Werkzeugmaschine, wobei durch den vertikalen Schnitt eine zweite bevorzugte Ausgestaltung der Profilstruktur sichtbar wird.
Fig. 3 Darstellung eines vertikalen Schnitts durch ein Bauteil einer Werkzeugmaschine, wobei durch den vertikalen Schnitt eine zweite bevorzugte Ausgestaltung der Profilstruktur sichtbar wird.
Fig. 4 Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms, wobei der Schneidarm eine Torsion um eine Zentralachse durchführt
Fig. 5 Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms, wobei der Schneidarm eine Biegung um eine vertikale Achse durchführt
Fig. 6 Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms, wobei der Schneidarm eine Biegung um eine horizontale Achse durchführt
Fig. 7 Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms zur Darstellung des Sickenbereichs
Fig. 8 Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms zur Darstellung einer Profilstruktur mit fünf Sicken
Fig. 9 Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms zur Darstellung einer Profilstruktur mit fünf Sicken Ausführunqsbeispiele und Fiqurenbeschreibunq:
Die Figuren zeigen bevorzugte Ausführungsformen der vorgeschlagenen Profilstruktur 1. Insbesondere sind in den Figuren vertikale Schnitte durch ein Bauteil 20 einer Werkzeugmaschine 10 dargestellt, wobei durch diese Darstellung des vertikalen Schnitts die Profilstruktur 1 des Bauteils 20 der Werkzeugmaschine 10 sichtbar wird. Die Profilstruktur 1 weist mindestens zwei Sicken 2 auf, wobei beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte Profilstruktur 1 fünf Sicken 2 aufweist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Sicken 2 von rinnenförmigen Vertiefungen gebildet, die vorzugsweise übereinander und mit im Wesentlichen parallel ausgebildeten Seitenwänden ausgebildet sind. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist beispielsweise drei Sicken 2 auf, die in Richtung der linken Bildhälfte geöffnet sind, und zwei Sicken 2, die in Richtung der rechten Bildhälfte geöffnet sind. Insgesamt weist der in Fig. 1 dargestellte Schneidarm somit fünf Sicken 2 auf. Die Profilstruktur 1 weist Profilstrukturwände 4 auf, die unterschiedlich dick ausgebildet sein können. Insbesondere können die Profilstrukturwände 4 an den Übergangsbereichen zwischen einer Sicke und einer Profilfläche der Profilstruktur 1 dicker ausgebildet sein als im Bereich der Seitenwände der Sicken 2. Die nach außen weisenden Oberflächen des Bauteils 20 der Werkzeugmaschine 10 werden im Sinne der Erfindung bevorzugt als Profilflächen bezeichnet. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt im Wesentlichen eine Grundstruktur 5 der Profilstruktur 1 dar, wobei die in Fig. 1 dargestellte Profilstruktur 1 beispielsweise keine Versteifungsrippen 3 aufweist. Die Sicken 2 sind in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf der linken Seite geöffnet und auf der rechten Seite der Figur geschlossen.
In Fig. 2 ist eine alternative oder zweite Ausgestaltung der Profilstruktur 1 dargestellt. Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist insgesamt drei Sicken 2 auf, wobei zwei Sicken 2 in Richtung der linken Bildhälfte geöffnet sind und eine Sicke 2 in Richtung der rechten Bildhälfte geöffnet ist. Die Sicken 2 und ihre Abmessungen werden in den Figuren durch geschweifte Klammern dargestellt.
Darüber hinaus umfasst die in Fig. 2 darstellte Ausführungsform der Erfindung Versteifungsrippen 3, die vorzugsweise in den Sicken 2 angeordnet vorliegen. Die Versteifungsrippen 3 verleihen der Profil Struktur 1 eine noch größere Stabilität und Robustheit. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind beispielsweise vier Versteifungsrippen 3 zu sehen. Die verbleibende Struktur, die keine Versteifungsrippe 3 bildet, ist die Grundstruktur 5 der Profilstruktur 1 . In Fig. 3 ist eine alternative oder dritte Ausgestaltung der Profil Struktur 1 dargestellt. Die in Fig. 3 dargestellte Profilstruktur 1 weist zwei Sicken 2 und eine Reihe von Versteifungsrippen 3 auf. Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ebenfalls insgesamt drei Sicken 2 auf, wobei zwei Sicken 2 in Richtung der linken Bildhälfte geöffnet sind und eine Sicke 2 in Richtung der rechten Bildhälfte geöffnet ist. In den Sicken 2 liegen eine Reihe von Versteifungsrippen 3 vor, die der Profil Struktur 1 eine noch höhere Stabilität verleihen.
Die Figuren 4-6 zeigen Seitenansichten von bevorzugten Ausführungsformen des Schneidarms 50. Dabei zeigt Fig. 4, wie der Schneidarm 50 eine Torsion um eine Zentralachse D des Schneidarms 50 durchführt, während in den Fig. 5 und 6 Biegungen um eine vertikale (Fig. 5) bzw. eine horizontale (Fig. 6) Achse des Schneidarms 50 dargestellt werden. Die Zentralachse, sowie die vertikale und die horizontale Achse des Schneidarms 50 werden in den Figuren 4 bis 6 durch gestrichelte Linien dargestellt, die durch den Schneidarm 50 verlaufen oder innerhalb des Schneidarms 50 liegen. Die Biege- oder Drehrichtungen des Schneidarms 50 bei den jeweiligen Belastungstypen werden in den Figuren 4 bis 6 durch die Rundpfeile an den Enden der Achsen angedeutet.
Figur 4 zeigt darüber hinaus die drei Achsen A, B und C, die durch unterschiedliche Punkte des Schneidarms 50 verlaufen können. Die erste Achse A stellt die Motorachse der Werkzeugmaschine 10 dar. Die zweite Achse B stellt die Getriebeachse der Werkzeugmaschine 10 dar und ist mit einer der beiden Riemenscheiben des Riemenantriebs der Werkzeugmaschine 10 verbunden. Die dritte Achse C stellt die Werkzeugachse der Werkzeugmaschine 10 dar und ist mit der anderen der beiden Riemenscheiben des Riemenantriebs der Werkzeugmaschine 10 verbunden. Das Werkzeug 11 der Werkzeugmaschine 10 kann sich um die dritte bzw. Werkzeugachse C des vorgeschlagenen Schneidarms 50 drehen. Bei dem Werkzeug 11 kann es sich vorzugsweise um ein scheibenförmiges Werkzeug, wie eine Trenn- oder Schneidscheibe, handeln, wobei das Werkzeug 11 dazu eingerichtet ist, um die Werkzeugachse C zu rotieren. Ferner ist wird in Figur 4 der Winkel alpha abgebildet, der vorzugsweise von den Versteifungsrippen 3 und den Sicken 2 bzw. den Versteifungsrippen 3 und der Torsionsachse des Schneidarms 50 eingeschlossen wird. Die Torsionsachse des Schneidarms 50 fällt insbesondere mit der virtuellen Zentralachse D des Schneidarms 50 zusammen.
In Figur 5 werden massive Flächen 6 dargestellt, die insbesondere auf der Vorderseite V der Profil Struktur 1 bzw. des Schneidarms 50 angeordnet vorliegen. Diese massiven Flächen 6 liegen vorzugsweise im Wesentlichen symmetrisch verteilt um die virtuelle Zentralachse D des Schneidarms 50 herum angeordnet vor. Die massiven Flächen 6 verhindern vorteilhafterweise eine Durchbiegung des Schneidarms 50 und führen so zu einer reduzierten Zugspannung innerhalb des Bauteils 20 bzw. des Schneidarms 50. Dadurch wird das Bauteil 20 bzw. der Schneidarm 50 der Werkzeugmaschine 10 besonders wirksam vor Schäden durch zu hohe Zugspannungen geschützt.
Figur 7 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms 50, wobei insbesondere der Sickenbereich SB des Schneidarms 50 der Werkzeugmaschine 10 abgebildet wird. Der Schneidarm 50 kann einen Getriebezylinder 7 und einen Werkzeugzylinder 8 aufweisen, wobei sich der Sickenbereich SB vorzugsweise zwischen dem Getriebezylinder 7 und dem Werkzeugzylinder 8 erstreckt. Vorzugsweise verläuft die zweite Achse B des Schneidarms 50, d.h. die Getriebeachse B, durch den Getriebezylinder 7, während die dritte Achse C des Schneidarms 50, d.h. die Werkzeugachse C, durch den Werkzeugzylinder 8 verläuft. Der Getriebezylinder 7 und der Werkzeugzylinder 8 können auf der Rückseite R des Schneidarms 50 jeweils einen Außendurchmesser aufweisen, wobei sich der Sickenbereich SB der Profilstruktur 1 insbesondere in einem Bereich des kleinsten Abstands zwischen dem Getriebezylinder 7 und dem Werkzeugzylinder 8 erstreckt. Dieser kleinste Abstand liegt vorzugsweise zwischen den Außendurchmessem des Getriebezylinders 7 und des Werkzeugzylinders 8 angeordnet vor. Die Komponenten des Getriebezylinders 7 und des Werkzeugzylinders 8 auf der Rückseite R des Schneidarms 50 werden im Sinne der Erfindung vorzugsweise als Vorrichtung 7a zur Verbindung eines Getriebezylinders 7 mit einem Getriebe einer Werkzeugmaschine 10 und als Vorrichtung 8a zur Verbindung eines Werkzeugzylinders 8 mit einem Werkzeug 11 der Werkzeugmaschine 10 bezeichnet. Bezugspfeile für den Getriebezylinder 7 und den Werkzeugzylinder 8 sind insbesondere in den Figuren 5 bis 7 dargestellt, wobei die Pfeile jeweils insbesondere auf die Außendurchmessem des Getriebezylinders 7 und des Werkzeugzylinders 8 zeigen. Ausgehend von diesen Außendurchmessern sind gestrichelte Linien gezeichnet, zwischen denen sich der Sickenbereich SB der Profilstruktur 1 bzw. des Bauteils 20 erstreckt.
Figur 8 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schneidarms 50, wobei insbesondere eine Profilstruktur 1 mit fünf Sicken 2 dargestellt wird. Zur Verdeutlichung der Sicken 2 sind in Figur 8 Balken eingezeichnet, die die Seitenwände der Sicken 2 markieren sollen. Wie aus dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Figur 8 gezeigt wird, hervorgeht, können die Öffnungen der Sicken 2 sowohl in Richtung der Vorderseite V, als auch in Richtung der Rückseite R der Profil Struktur 1 bzw. des Schneidarms 50 orientiert sein. Das bedeutet, dass die Sicken 2 sowohl auf der Vorderseite V, als auch auf der Rückseite R der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 angeordnet vorliegen. Vorzugsweise weisen die Sicken 2 abwechselnd ihre Öffnungen in Richtung der Vorderseite V und in Richtung der Rückseite R der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50. In den in den Figuren dargestellten Beispielen sind zumeist drei Sicken 2 so angeordnet bzw. ausgerichtet, dass ihre Öffnungen in Richtung der Vorderseite V der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 orientiert sind. Diese Sicken 2 werden im Sinne der Erfindung als «Sicken 2, die auf der Vorderseite V der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 angeordnet vorliegen» bezeichnet, während die Sicken 2, die auf der Rückseite R der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 angeordnet vorliegen, in Richtung der Rückseite R der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 geöffnet sind. Im Kontext der vorliegenden Erfindung liegen die Sicken 2 sowohl auf der Vorderseite V, als auch auf der Rückseite R der Profil Struktur 1 bzw. des Schneidarms 50 angeordnet vor, so dass eine zwei- oder doppelseitige Anordnung von Sicken 2 an einem Bauteil 20, wie einem Schneidarm 50 für eine Werkzeugmaschine 10, erhalten wird.
Die Öffnungsrichtung der Sicken 2 wird insbesondere in Fig. 9 dargestellt. Die drei Sicken 2, die zur Vorderseite V der Profil Struktur 1 bzw. des Schneidarms 50 hin geöffnet sind, werden in Fig. 9 mit einem weißen Pfeil markiert, während die zwei Sicken 2, die zur Rückseite R der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 hin geöffnet sind, in Fig. 9 mit einem schwarzen Pfeil markiert werden. Bei den drei mit einem weißen Pfeil markierten Sicken 2 handelt es sich somit um Sicken 2, die auf der Vorderseite V der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 angeordnet vorliegen, während es sich bei den zwei mit einem schwarzen Pfeil markierten Sicken 2 um solche Sicken 2 handelt, die auf der Rückseite R der Profilstruktur 1 bzw. des Schneidarms 50 angeordnet vorliegen.
1 Profilstruktur
2 Sicke
3 Versteifungsrippe
4 Profilstrukturwand
5 Grundstruktur
6 massive Flächen
7 Getriebezylinder
8 Werkzeugzylinder
10 Werkzeugmaschine
11 Werkzeug
20 Bauteil
50 Schneidarm
A erste Achse, Motorachse
B zweite Achse, Getriebeachse
C dritte Achse, Werkzeugachse
D virtuelle Zentralachse des Schneidarms
S Sickenbereich
V Vorderseite
R Rückseite alpha Winkel zwischen Versteifungsrippen und Sicken bzw. virtueller Zentralachse

Claims

Patentansprüche Profil Struktur (1 ) für ein Bauteil (20) einer Werkzeugmaschine (10), wobei die Profilstruktur (1) eine Vorderseite (V) und eine Rückseite (R) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstruktur (1) auf einer der beiden Seiten (V oder R) der Profil Struktur (1) mindestens zwei Sicken (2) und auf der anderen Seite (R oder V) mindestens eine Sicke (2) aufweist. Profilstruktur (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (2) in Längsrichtung des Bauteils (20) verlaufen. Profilstruktur (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (2) der Profilstruktur (1) im Wesentlichen symmetrisch um eine virtuelle Zentralachse (D) des Bauteils (20) der Werkzeugmaschine (10) angeordnet vorliegen. Profilstruktur (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstruktur (1) eine Anzahl von n Sicken (2) auf der Vorderseite V und eine Anzahl von (n-1) Sicken (2) auf der Rückseite R aufweist. Profilstruktur (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Profil Struktur (1) Versteifungsrippen (3) aufweist. Profilstruktur (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (3) in den Sicken (2) angeordnet vorliegen. Profilstruktur (1 ) nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (3) mit einer virtuellen Zentralachse D einen Winkel alpha einschließen, wobei der Winkel alpha in einem Bereich von 30 bis 60 ° liegt.
8. Profilstruktur (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstruktur (1) auf ihrer Vorderseite (V) massive Flächen (6) aufweist.
9. Profil Struktur (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstruktur (1) aus mehr als einem Material gefertigt wird, wobei eine Grundstruktur (5) der Profilstruktur (1) ein Metall umfasst und/oder die Versteifungsrippen (3) einen Kunststoff umfassen.
10. Werkzeugmaschine (10) mit einem Bauteil (20), das eine Profilstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
11 . Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass ein Sickenbereich (SB) zwischen einem Getriebezylinder (7) und einem Werkzeugzylinder (8) des Bauteils (20) angeordnet vorliegt.
12. Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (20) ein Schneidarm (50) für eine Werkzeugmaschine (10) ist.
13. Werkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (10) ein Schneid- oder Trenngerät oder eine Säge ist.
14. Schneidarm (50) für eine Werkzeugmaschine (10) dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarm (50) eine Profilstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst. Schneidarm (50) nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarm (50) einteilig ausgebildet ist.
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