EP4397447A1 - Schwingungsfestes maschinengestell mit aluminiumprofilen - Google Patents

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EP4397447A1
EP4397447A1 EP24150065.1A EP24150065A EP4397447A1 EP 4397447 A1 EP4397447 A1 EP 4397447A1 EP 24150065 A EP24150065 A EP 24150065A EP 4397447 A1 EP4397447 A1 EP 4397447A1
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EP
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clamping element
support structure
structure according
strut profile
profile
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EP24150065.1A
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J. Michael Mehltretter
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Individual
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    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/0021—Stands, supports or guiding devices for positioning portable tools or for securing them to the work
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    • E04C3/065—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web with special adaptations for the passage of cables or conduits through the web
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    • E04C2003/0465—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal beams, girders, or joists characterised by cross-sectional aspects characterised by substantial shape of the cross-section square- or rectangular-shaped

Definitions

  • the invention relates to a machine frame with aluminum profiles and components for such a machine frame, such as a support structure.
  • the machine frame or its components can withstand vibration loads over longer periods of time.
  • a machine frame also called a machine base, is designed to support and stabilize a machine or equipment.
  • a machine frame can be made of different materials such as steel, aluminum or plastic and can come in different sizes and shapes to suit the needs of the machine or equipment it is designed to support. Examples of such machines or equipment include compressors, injection molding machines, vibratory feeders and others.
  • a machine frame is usually designed to absorb the loads and forces that occur during operation of the machine or system. It can also help to protect the machine or system from external influences such as vibrations, shocks and impacts.
  • a machine frame can also be used to install and move the machine or equipment. It can be equipped with casters or wheels to make it easy to transport, or it can be mounted in a fixed frame to secure it in a specific location.
  • the EN 10 2009 023 598 A1 reveals a machine base made of steel tube to which vibrations generated during the operation of an injection molding machine are transmitted.
  • Steel is well suited for the manufacture of machine frames as it has high load-bearing capacity and rigidity and is also cost-effective. There are some specific advantages that steel machine frames offer, particularly in terms of vibration resistance. This means that steel machine frames are able to absorb well and minimize the vibrations that occur during the operation of the machine or equipment. This is especially important if the machine or equipment is operated in an environment where high levels of vibration or shock may occur, as these loads can damage or even destroy the machine or equipment.
  • steel machine frames are very durable. They are usually able to withstand high loads and forces over a long period of time without breaking or deforming. This means that they can function smoothly for long periods of time, even in harsh industrial environments, without the need for regular maintenance or repairs.
  • machine frames made of steel also have a number of disadvantages. They are relatively heavy and are therefore often difficult to transport. Furthermore, steel components require corrosion protection, such as painting or a surface coating, which must be repaired or replaced at longer intervals. In addition, machine frames made of steel are usually not very visually appealing due to their structure and can only be adapted or modified to new tasks with great effort.
  • the invention is based on the object of finding an alternative to vibration-resistant machine frames or to support structures for machine frames made of steel, which avoids the disadvantages mentioned above.
  • An aluminium strut profile is an elongated component made of aluminium, which preferably has a constant geometry along its length. It is also called a construction profile, hollow chamber profile, assembly profile or groove profile Such a strut profile could, for example, be produced by extrusion, and can thus be an extrusion profile.
  • Such aluminum strut profiles are preferably produced with cross sections of 20 x 20 mm to 200 x 200 mm. In practical applications, the length of such profiles can be between a few centimeters and a few meters.
  • a typical machine frame which for example has a base area of 1 mx 2 m, can thus be produced using strut profiles with a length of 1 or 2 m. Depending on the required stability, smaller or larger cross sections can be selected for this purpose.
  • An aluminum strut profile can have at least one cavity and/or at least one groove in the longitudinal direction.
  • the cavity or the groove can extend over the entire length of the profile.
  • a clamping element is arranged within a cavity or a groove in the longitudinal direction of the aluminum strut profile.
  • the arrangement in a cavity is particularly favorable.
  • the clamping element exerts a compressive force (clamping force) on the aluminum strut profile in the direction of its length, by means of which the at least one further aluminum strut profile is also clamped to the first aluminum strut profile. Additional fastening, for example via threads in the aluminum strut profile, is no longer necessary.
  • aluminum strut profiles can be used, particularly for machine frames, in lengths between 20 cm and 3 m.
  • the clamping elements have a length in this range. Typically, they are somewhat longer because the clamping elements must also include the other components and additional fastening or clamping elements, such as nuts.
  • a machine frame comprises at least one support structure as described above. Several such support structures can also be connected to one another to form a machine frame.
  • the Figure 2 shows a front view of the previous embodiment.
  • the first aluminum strut profile 110 is cut through its center and the third aluminum strut profile 130 is shown cut through the same plane.
  • the fastening with the nut 160 on the threaded rod 140 can be clearly seen.
  • the threaded rod 140 goes through a hole in the third aluminum strut profile 130.
  • Recesses 122, 132 on the outside of the second and third aluminum strut profiles 120 and 130 allow the nut to be received and a tool to be inserted to tighten the nut.
  • the Figure 3 shows a side view of the embodiment of the second aluminum strut profile 120.
  • the nut 150 on the threaded rod 140 within the recess 122 can also be seen.
  • the Figure 4 shows a longitudinal section through the first aluminum strut profile 110.
  • the threaded rod 140 is arranged inside the central cavity 112.
  • FIG. 5 shows a particularly simple embodiment 210 with a simple square aluminum strut profile.
  • a central clamping element 219 which can be a rod or a threaded rod, is arranged in a central cavity 212.
  • External cavities 214 or grooves 216 in the profile body 211 could also serve to arrange a clamping element.
  • Figure 8 shows a further embodiment 240 of a solid aluminum strut profile with an edge length of 100 x 100 mm.
  • a central clamping element 249 is arranged in a central cavity 243.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Maschinengestell mit einer Trägerkonstruktion umfassend ein Aluminium-Strebenprofil sowie wenigstens ein weiteres Bauteil. Das Aluminium-Strebenprofil hat eine Länge und wenigstens einem Hohlraum, der sich über die Länge erstreckt. Das wenigstens eine weitere Bauteil ist mittels wenigstens einem Spannelement mit dem Aluminium-Strebenprofil verspannt, wobei sich das wenigstens eine Spannelement innerhalb des wenigstens einen Hohlraums über die erste Länge erstreckt, und wobei das wenigstens eine Spannelement auf das Aluminium-Strebenprofil in Längsrichtung eine Druckkraft ausübt.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Maschinengestell mit Aluminiumprofilen sowie Komponenten für ein solches Maschinengestell, wie eine Trägerkonstruktion. Das Maschinengestell bzw. dessen Komponenten können Schwingungsbelastungen über längere Zeiträume widerstehen.
    • Stand der Technik
  • Ein Maschinengestell, auch Maschinenbasis genannt, dient dazu, eine Maschine oder eine Anlage zu tragen und zu stabilisieren. Es gibt verschiedene Arten von Maschinengestellen, die für verschiedene Anwendungen entwickelt wurden. Ein Maschinengestell kann aus verschiedenen Materialien wie Stahl, Aluminium oder Kunststoff hergestellt sein und kann in verschiedenen Größen und Formen erhältlich sein, um den Anforderungen der Maschine oder Anlage gerecht zu werden, die es tragen soll. Beispiele solcher Maschinen oder Anlagen sind Kompressoren, Spritzgussmaschinen, Schwingförderer und andere.
  • Ein Maschinengestell ist in der Regel so konstruiert, dass es die Belastungen und Kräfte aufnehmen kann, die während des Betriebs der Maschine oder Anlage auftreten. Es kann auch dazu beitragen, die Maschine oder Anlage vor äußeren Einflüssen wie Vibrationen, Schocks und Stößen zu schützen.
  • Ein Maschinengestell kann auch dazu dienen, die Maschine oder Anlage zu installieren und zu bewegen. Es kann mit Rollen oder Rädern ausgestattet sein, um es leicht zu transportieren, oder es kann in einem festen Rahmen montiert werden, um es an einem bestimmten Ort zu sichern.
  • Die DE 10 2009 023 598 A1 offenbart eine Maschinenbasis aus Stahlrohr, auf die Vibrationen, die beim Betrieb einer Spritzgussmaschine entstehen, übertragen werden.
  • Stahl ist gut geeignet für die Herstellung von Maschinengestellen, da es eine hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit aufweist und auch kostengünstig ist. Es gibt einige spezifische Vorteile, die Maschinengestelle aus Stahl bieten, insbesondere in Bezug auf die Schwingungsfestigkeit. Dies bedeutet, dass Maschinengestelle aus Stahl in der Lage sind, die Schwingungen, die während des Betriebs der Maschine oder Anlage auftreten, gut zu absorbieren und zu minimieren. Dies ist besonders wichtig, wenn die Maschine oder Anlage in einer Umgebung betrieben wird, in der starke Vibrationen oder Schocks auftreten können, da diese Belastungen die Maschine oder Anlage beschädigen oder sogar zerstören können.
  • Ein weiterer Vorteil von Maschinengestellen aus Stahl ist, dass sie sehr langlebig sind. Sie sind in der Regel in der Lage, hohe Belastungen und Kräfte auf lange Sicht aufzunehmen, ohne zu brechen oder sich zu verformen. Dies bedeutet, dass sie auch in harten Industrieumgebungen lange Zeit problemlos funktionieren können, ohne dass regelmäßige Wartung oder Reparaturen erforderlich sind.
  • Allerdings haben Maschinengestelle aus Stahl auch eine Reihe von Nachteilen. So haben sie ein relativ hohes Gewicht und sind damit oft schwer zu transportieren. Weiterhin benötigen Bauteile aus Stahl einen Korrosionsschutz, wie beispielsweise eine Lackierung oder Oberflächenbeschichtung, der auch in größeren Intervallen ausgebessert oder ersetzt werden muss. Zudem sind Maschinengestelle aus Stahl aufgrund ihrer Struktur meist optisch wenig ansprechend und können auch nur mit großem Aufwand an neue Aufgaben angepasst bzw. verändert werden.
  • Grundsätzlich wäre auch Aluminium, insbesondere als Aluminium-Strebenprofil für Maschinengestelle geeignet. Derartige Aluminium-Strebenprofile sind beispielsweise in dem Katalog "Mechanik-Grundelemente" der Bosch Rexroth AG, Material-Nr.: 3 842 540 391 (2019-07) offenbart. Allerdings lassen sich mit Aluminium-Strebenprofilen keine Verbindungen herstellen, die auf lange Zeit Vibrationen widerstehen können. So werden diese Profile durch Schraubverbindungen mit in Aluminium geschnittene Gewinde oder durch Festklemmen in Nuten der Profile miteinander verbunden. Diese Verbindungen lockern sich unter Langzeit-Vibrationsbelastung und müssen daher regelmäßig überprüft und ggf. nachgezogen werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Alternative zu vibrationsfesten Maschinengestellen bzw. zu Trägerkonstruktionen für Maschinengestelle aus Stahl zu finden, die die oben genannten Nachteile vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Maschinengestell kann mehrere Komponenten wie beispielsweise eine Trägerkonstruktion umfassen. Eine Trägerkonstruktion umfasst ein erstes Aluminium-Strebenprofil sowie wenigstens ein weiteres Aluminium-Strebenprofil. Zudem kann wenigstens ein weiteres Bauteil vorgesehen sein. Solch ein weiteres Bauteil kann ein weiteres Aluminium-Strebenprofil, ein Befestigungselement, eine Maschine oder ein beliebiges anderes Teil sein. Das wenigstens eine weitere Aluminium-Strebenprofil ist mittels wenigstens einem Spannelement mit dem ersten Aluminium-Strebenprofil verspannt. "verspannt" bedeutet hier in erster Linie eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Aluminium-Strebenprofilen.
  • Ein Aluminium-Strebenprofil ist ein langgestrecktes Bauteil aus Aluminium, welches bevorzugt entlang seiner Länge eine konstante Geometrie aufweist. Es wird auch Konstruktionsprofil, Hohlkammerprofile, Montageprofil oder Nutenprofil genannt. Ein solches Strebenprofil könnte beispielsweise durch Extrusion hergestellt sein, es kann somit ein Extrusionsprofil sein. Solche Aluminium-Strebenprofile werden bevorzugt mit Querschnitten von 20 x 20 mm bis 200 x 200 mm hergestellt. Die Länge solcher Profile kann in praktischen Einsatzfällen zwischen wenigen Zentimetern und einigen Metern sein. Ein typisches Maschinengestell, welches beispielsweise eine Grundfläche von 1 m x 2 m besitzt, kann somit durch Strebenprofile mit 1 beziehungsweise 2 m Länge hergestellt werden. Je nach erforderlicher Stabilität können kleinere oder größere Querschnitte hierzu ausgewählt werden. Ein Aluminium-Strebenprofil kann wenigstens einen Hohlraum und/oder wenigstens eine Nut in Längsrichtung aufweisen. Der Hohlraum beziehungsweise die Nut kann sich über die ganze Länge des Profils erstrecken. Um nun ein weiteres erstes Aluminium-Strebenprofil an dem ersten Aluminium-Strebenprofil zu befestigen, wird ein Spannelement innerhalb eines Hohlraums beziehungsweise einer Nut in Längsrichtung des Aluminium-Strebenprofils angeordnet. Besonders günstig ist die Anordnung in einem Hohlraum. Das Spannelement übt auf das Aluminium-Strebenprofil in Richtung dessen Länge eine Drucckraft (Spannkraft) aus, mittels der auch das wenigstens eine weitere Aluminium-Strebenprofil mit dem ersten Aluminium-Strebenprofil verspannt wird. Eine zusätzliche Befestigung, beispielsweise über Gewinde im Aluminium-Strebenprofil ist nicht mehr notwendig.
  • In typischen Einsatzfällen können Aluminium-Strebenprofile insbesondere für Maschinengestelle in Längen zwischen 20 cm und 3 m verwendet werden. Entsprechend haben die Spannelemente eine Länge in diesem Bereich. Typischerweise sind sie etwas länger, da die Spannelemente auch die weiteren Bauteile und zusätzliche Befestigungs- beziehungsweise Klemmelemente, wie beispielsweise Muttern, umfassen müssen.
  • Um nun eine vibrationsfeste Verbindung zu gewährleisten, wird das Spannelement derart vorgespannt, dass es in seiner Längsrichtung eine relative Dehnung aufweist. Diese Dehnung ist bevorzugt in einem Bereich > 20% der Streckgrenze, oder auch der 0,2% Dehngrenze (welche meist verwendet wird, wenn die Streckgrenze nicht eindeutig bestimmbar ist). Vorzugsweise liegt die relative Dehnung < 90% der Streckgrenze und besonders bevorzugt < 70% der Streckgrenze des Materials des wenigstens einen Spannelements. Dadurch wirkt das wenigstens eine Spannelement wie eine starke Feder und hält auch insbesondere bei vibrationsbedingten Veränderungen einen hohen Anpressdruck aufrecht, so dass eine stabile Verbindung über lange Zeit zwischen dem ersten Aluminium-Strebenprofil und dem wenigstens einen weiteren Aluminium-Strebenprofil gewährleistet ist.
  • Nachfolgend soll ein einfaches Dimensionierungsbeispiel an einem Aluminium-Strebenprofil mit einer Kantenlänge von 45 x 45 mm, einer Länge von 1 m und einem innen liegenden Stahlstab mit 10 mm Durchmesser gezeigt werden. Der Stahlstab bestehe aus einem einfachen Stahl mit einem Elastizitätsmodul von 210 Gpa. Die Streckgrenze des Stahls sei 275 Mpa. Daraus ergibt sich eine relative Dehnung an der Streckgrenze von 275 Mpa / 210 Gpa = 1,3 x 10-3, entsprechend 1,3 mm bei einer Stablänge von 1 m. Eine Dehnung bis zu 70% der Streckgrenze entspricht 0,9 mm. Bei der Montage wird die Verbindung beispielsweise über eine aufgeschraubte Mutter derart angezogen, dass sich der Stab um 0,9 mm dehnt. Gleichzeitig wird sich das Aluminiumprofil mit einem Elastizitätsmodul von 70 Gpa und einer Querschnittsfläche von 750 mm2 um ca. 0,3 mm verkürzen.
  • Das Spannelement kann beispielsweise eine Gewindestange sein, so dass an deren Enden auf einfache Weise Muttern aufgeschraubt werden können, welche dann wenigstens ein weiteres Aluminium-Strebenprofil mit dem ersten Aluminium-Strebenprofil verspannen. Ebenso könnte auch ein Stahlstab oder ein Stahlrohr mit einem Gewinde verwendet werden. Alternativ wäre auch ein Stab oder ein Rohr mit zumindest einer Endplatte an einer Seite und einem Gewinde an der anderen Seite oder auch jede weitere Konstruktion denkbar, die eine Einstellung der Vorspannung ermöglicht.
  • Das erste Aluminium-Strebenprofil sollte von der Querschnittsfläche so dimensioniert werden, dass es eine geringere Stauchung erfährt als die Dehnung des Spannelements ist. Hierzu muss unter Berücksichtigung des Elastizitätsmoduls des Materials (Aluminium) die Querschnittsfläche des Aluminiumprofils entsprechend hoch gewählt werden. Das Elastizitätsmodul von Aluminium ist typischerweise ca. 30% des Elastizitätsmoduls von Stahl. Daher sollte die Querschnittsfläche des ersten Aluminium-Strebenprofils mindestens um den Faktor 3 größer sein als die Querschnittsfläche des Spannelements, falls hier Stahl eingesetzt werden soll. Selbst-verständlich können auch andere Materialien für das Spannelement eingesetzt werden. Derartige Materialien sind beispielsweise Titanlegierungen, Messinglegierungen und andere.
  • In einer Ausführungsform ist in wenigstens einer Nut eines weiteren Aluminium-Strebenprofils im Bereich der Durchtrittsstelle des Spannelements wenigstens ein Füllstück angeordnet. Es kann auch wenigstens ein Füllstück in wenigstens einer Nut, die vom Spannelement durchdrungen wird, angeordnet sein. Ein Füllstück hat bevorzugt ein dem Nutenprofil angepasstes Profil und besteht bevorzugt aus einem Metall wie beispielsweise Aluminium, Messing oder Stahl. Bevorzugt sind Füllstücke in Nuten seitlich zu den Nuten, die vom Spannelement durchdrungen werden, angeordnet. Wenigstens ein Füllstück trägt bevorzugt einen Teil der von dem Spannelement ausgeübten Kraft. Es kann eine gleichmäßigere Kraftverteilung auf einen bestimmten Bereich eines weiteren Aluminium-Strebenprofils bewirken und/oder das weitere Aluminium-Strebenprofil entlasten und so eine mögliche Verformung des weitere Aluminium-Strebenprofils verhindern.
  • Eine Trägerkonstruktion umfasst wenigstens ein Spannelement. Sie kann aber auch eine höhere Anzahl von Spannelementen umfassen. Dies können beispielsweise zwei, drei oder vier Spannelemente sein, welche alle bevorzugt in Hohlräumen des ersten Aluminium-Strebenprofils bzw. eines weiteren Aluminium-Strebenprofils angeordnet sind. Bevorzugt sind die Spannelemente symmetrisch angeordnet. Besonders günstig ist es, wenn jedes Spannelement in einem eigenen Hohlraum angeordnet ist.
  • Ein Maschinengestell umfasst wenigstens eine Trägerkonstruktion wie oben beschrieben. Es können auch mehrere derartige Trägerkonstruktionen miteinander zu einem Maschinengestell verbunden sein.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
    • Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels.
    • Figur 2 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Ausführungsbeispiels.
    • Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels.
    • Figur 4 zeigt eine weitere geschnittene Ansicht des Ausführungsbeispiels.
    • Figuren 5 -9 zeigen verschiedene Ausführungsform im Schnitt.
    • Figur 10 zeigt eine schematische Anordnung.
    • Figur 11 zeigt ein Maschinengestell.
    • Figur 11 zeigt ein Maschinengestell mit einer Platte.
    • Figur 13 zeigt eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels mit Füllstücken.
    • Figur 14 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des vorigen Ausführungsbeispiels.
    • Figur 15 zeigt eine weitere geschnittene Ansicht des Ausführungsbeispiels.
  • In der Figur 1 ist eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Trägerkonstruktion 100 dargestellt. Diese umfasst ein erstes Aluminium-Strebenprofil 110 sowie weitere Aluminium-Strebenprofile, nämlich ein zweites Aluminium-Strebenprofil 120 und ein drittes Aluminium-Strebenprofil 130, welche mit dem ersten Aluminium-Strebenprofil 110 verspannt werden. Die Aluminiumprofile, welche hier gezeigt sind, sind typische Aluminiumprofile mit einem Querschnitt von 40 x 40 mm und einem innen liegenden zentralen Hohlraum, welcher zentral angeordnet ist. Zudem haben diese Profile weitere äußere Hohlräume. Das Spannelement ist hier eine Gewindestange 140, welche mit Muttern 150, 160 auf beiden Seiten durch die zweiten und dritten Strebenprofile befestigt ist. Weiterhin sind noch Beilagscheiben 152, 162 vorgesehen.
  • Die Figur 2 zeigt eine Frontansicht des vorherigen Ausführungsbeispiels. Hierbei ist das erste Aluminium-Strebenprofil 110 durch seine Mitte geschnitten und das dritte Aluminium-Strebenprofil 130 ist durch die gleiche Ebene geschnitten dargestellt. Hier ist die Befestigung mit der Mutter 160 auf der Gewindestange 140 gut zu erkennen. Die Gewindestange 140 geht durch eine Bohrung im dritten Aluminium-Strebenprofil 130. Aussparungen 122, 132 an der Außenseite der zweiten und dritten Aluminium-Strebenprofile 120 und 130 ermöglichen die Aufnahme der Mutter und das Einführen eines Werkzeugs zum Festziehen der Mutter.
  • Die Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels auf das zweite Aluminium-Strebenprofil 120. Hier ist auch die Mutter 150 auf der Gewindestange 140 innerhalb der Aussparung 122 zu erkennen.
  • Die Figur 4 zeigt einen Schnitt in Längsrichtung durch das erste Aluminium-Strebenprofil 110. Hier ist die Gewindestange 140, im Inneren des zentralen Hohlraums 112 angeordnet.
  • Die Figur 5 zeigt eine besonders einfache Ausführungsform 210 mit einem einfachen quadratischen Aluminium-Strebenprofil. Hier ist ein zentrales Spannelement 219, welches ein Stab oder eine Gewindestange sein kann, in einem zentralen Hohlraum 212 angeordnet. Äußere Hohlräume 214 beziehungsweise Nuten 216 in dem Profilkörper 211 könnten ebenso zur Anordnung eines Spannelements dienen.
  • Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform 220 eines anderen Aluminium-Strebenprofils. Hier ist beispielhaft ein Profil mit den Dimensionen 45 x 90 mm angegeben. Es weist zwei innere Hohlräume 222 und einen zentralen Hohlraum 223 auf. Jeder dieser Hohlräume ist geeignet zur Anordnung eines Spannelements.
  • Die Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform 230 eines Aluminium-Strebenprofils. Hier ist in dem zentralen Hohlraum 223 ein Spannelement 229 in Form eines Rohres angeordnet.
  • Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform 240 eines massiven Aluminium-Strebenprofils mit einer Kantenlänge von 100 x 100 mm. Hier ist in einem zentralen Hohlraum 243 ein zentrales Spannelement 249 angeordnet.
  • Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform 250 des zuvor gezeigten Strebenprofils, wobei nun innere Spannelemente 248 in den äußeren Hohlräumen 244 angeordnet sind.
  • Figur 10 zeigt eine schematische Anordnung 300 zur Darstellung der Funktionsweise. Das erste Aluminium-Strebenprofil 310 hat eine Länge 350. An den Enden des Aluminium-Strebenprofils sind Endstücke 320, 330 angeordnet. Mit diesen verspannt ist ein Spannelement 340, welches beispielsweise ein Zugstab aus Stahl ist und welches an seinen Enden mittels zweier Muttern 322, 332 gehalten wird.
  • Figur 11 zeigt ein beispielhaftes Maschinengestell 400. Es umfasst eine erste Trägerkonstruktion 410 aus vier miteinander verbundenen Aluminium-Strebenprofilen 411, 412, 413, 414. Hier könnten beispielsweise die beiden Aluminium-Strebenprofile 411 und 413 dem ersten Aluminium-Strebenprofil entsprechen, während die Aluminium-Strebenprofile 412 und 414 sowie die optionalen senkrechten Aluminium-Strebenprofile 431, 432, 433 und 434 den weiteren Aluminium-Strebenprofilen entsprechen. Zusätzlich ist eine zweite optionale Trägerkonstruktion 420 aus vier miteinander verbundenen Aluminium-Strebenprofilen 421, 422, 423, 424 dargestellt. Grundsätzlich sind Anordnungen mit mehreren unterschiedlichen Trägerkonstruktionen möglich, beispielsweise in mehreren Ebenen übereinander.
  • Figur 12 zeigt das Gestell der vorhergehenden Abbildung mit einer Platte (Tischplatte). Dies kann beispielsweise eine Metallplatte sein, die beispielsweise aluminium und/oder Stahl umfasst. Die Platte kann durch Befestigungsmittel (nicht dargestellt), wie z.B. Scgrauben mit den oberen Profilen (411, 412, 413, 414) verbunden bzw. verschraubt sein. Die Platte kann eine Last auf dem Gestell tragen und kann zudem für eine gleichmäßige Lasteinleitung in das Gestell sorgen. Die Platte kann auch das gestell weiter stabilisieren und/oder Resonanzen im Gestell vermeiden.
  • Figur 13 zeigt eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels ähnlich der Figur 1, jedoch mit Füllstücken 171, 172 und 173. Die Füllstücke füllen bevorzugt wenigstens eine Nut in Breite und Höhe überwiegend oder vollständig aus. Sie haben eine Breite und Höhen > 70%, >80% oder >90% der Breite bzw. Höhe der jeweiligen Nut. Die Länge ist bevorzugt beschränkt auf den Bereich des Spannelements 140, beispielsweise in einem Bereich von 10-100mm oder 10-50mm oder 10-30mm. Die Füllstücke 171 und 173 sind in Nuten seitlich zum Spannelement 140 angeordnet. Das Füllstück 172 ist in einer Nut, die hier vom Spannelement 140 durchdrungen wird, angeordnet. Es können mehrere Füllstücke 172 seitlich oder auch unter bzw. um das Spannelement 140 angeordnet sein. Das Füllstück 172 kann aber auch eine Bohrung für das Spannelement 140 aufweisen. Hier sind Füllstücke nur im Profil 120 dargestellt. Es können aber auch Füllstücke in jedem anderen Profil, hier beispielsweise dem weiteren Profil 130 angeordnet sein.
  • Figur 14 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des vorigen Ausführungsbeispiels, ähnlich der Figur 2, jedoch mit Füllstücken 171, 172 und 173.
  • Figur 15 zeigt eine weitere geschnittene Ansicht des Ausführungsbeispiels ähnlich der Figur 4, jedoch mit einem Füllstück 172.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Trägerkonstruktion
    110, 120, 130
    Aluminium-Strebenprofile
    112
    Zentraler Hohlraum
    122, 132
    Aussparung
    140
    Spannelement (Gewindestange)
    150, 160
    Mutter
    152, 162
    Beilagscheibe
    171, 172, 173
    Füllstücke
    210
    Erste Ausführungsform eines Aluminium-Strebenprofils
    211
    Profilkörper
    212
    Zentraler Hohlraum
    214
    Äußere Hohlräume
    216
    Nuten
    219
    Zentrales Spannelement
    220, 230
    Zweite Ausführungsform eines Aluminium-Strebenprofils
    221
    Profilkörper
    222
    Innere Hohlräume
    223
    Zentraler Hohlraum
    224
    Äußere Hohlräume
    226
    Nuten
    228
    Zentrales Spannelement
    229
    Innere Spannelemente
    240, 250
    Dritte Ausführungsform eines Aluminium-Strebenprofils
    241
    Profilkörper
    243
    Zentraler Hohlraum
    244
    Äußere Hohlräume
    246
    Nuten
    248
    Innere Spannelemente
    249
    Zentrales Spannelement
    300
    Schematische Anordnung
    310
    Aluminium-Strebenprofil
    320, 330
    Endstücke
    322, 332
    Mutter
    340
    Zugstab aus Stahl
    350
    Länge des Aluminium-Strebenprofils
    400
    Maschinengestell
    410
    Erste Trägerkonstruktion
    411, 412, 413, 414
    Aluminium-Strebenprofile
    420
    Zweite Trägerkonstruktion
    421, 422, 423, 424
    Aluminium-Strebenprofile
    431, 432, 433, 434
    Senkrechte Aluminium-Strebenprofile
    450
    Tischplatte

Claims (15)

  1. Trägerkonstruktion (100) umfassend ein erstes Aluminium-Strebenprofil (110) sowie wenigstens ein weiteres Aluminium-Strebenprofil (120, 130), wobei das erste Aluminium-Strebenprofil (110) eine erste Länge (350) aufweist, und wenigstens einem Hohlraum (112) umfasst, der sich über die erste Länge (350) erstreckt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine weitere Aluminium-Strebenprofil (120, 130) mittels wenigstens einem Spannelement (140) mit dem ersten Aluminium-Strebenprofil (110) verspannt ist,
    wobei sich das wenigstens eine Spannelement (140) innerhalb des wenigstens einen Hohlraums wenigstens über die erste Länge erstreckt, wobei das wenigstens eine Spannelement (140) auf das Aluminium-Strebenprofil (110) in Richtung der ersten Länge (350) und über die erste Länge (350) eine vordefinierte Druckkraft ausübt
  2. Trägerkonstruktion nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine Spannelement (140) das wenigstens eine weitere Aluminium-Strebenprofil (120, 130) zumindest teilweise durchdringt.
  3. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in wenigstens einer Nut des wenigstens einen weiteren Aluminium-Strebenprofils (120, 130) im Bereich der Durchtrittsstelle des wenigstens einen Spannelements durch das wenigstens einen weitere Aluminium-Strebenprofil (120, 130) wenigstens ein Füllstück (171, 172, 173) angeordnet ist.
  4. Trägerkonstruktion nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein Füllstück in wenigstens einer Nut seitlich zu den Nuten, die vom Spannelement durchdrungen wird, angeordnet sind und/oder wenigstens ein Füllstück in wenigstens einer Nut, die vom Spannelement durchdrungen wird, angeordnet ist.
  5. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine Spannelement (140) Stahl umfasst.
  6. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine Spannelement (140) ein Stab, eine Gewindestange oder ein Rohr umfasst.
  7. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine Spannelement (140) an wenigstens einem Ende wenigstens ein Gewinde hat, auf welche eine Mutter aufgeschraubt ist.
  8. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine Spannelement (140) in seiner Längsrichtung eine erste relative Dehnung aufweist und das Aluminium-Strebenprofil (110) in seiner Längsrichtung eine erste relative Stauchung aufweist, wobei die erste relative Dehnung größer ist als die erste relative Stauchung.
  9. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine Spannelement (140) in seiner Längsrichtung eine erste relative Dehnung aufweist, die im Bereich der elastischen Verformung liegt.
  10. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das wenigstens eine Spannelement (140) in seiner Längsrichtung eine erste relative Dehnung aufweist, die im Bereich von >20% und vorzugsweise <90% der Streckgrenze oder der 0,2-%-Dehngrenze des Materials des wenigstens einen Spannelements (140) liegt.
  11. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Aluminium-Strebenprofil (110) eine Querschnittsfläche aufweist, die wenigstens um den Faktor 3 größer ist als die Querschnittsfläche des wenigstens einen Spannelements.
  12. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Druckkraft größer als 1kN und bevorzugt größer als 10kN ist.
  13. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Trägerkonstruktion wahlweise ein, zwei, drei oder vier Spannelemente umfasst.
  14. Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jedes Spannelement sich innerhalb eines eigenen Hohlraums erstreckt.
  15. Maschinengestell umfassend wenigstens eine Trägerkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
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