SE512242C2 - Verktygshållare - Google Patents

Description

al. a at; -, u -mn .Éih . .i l0 512 242 2 UPPFINNINGENS ÅNDAMÅL OCH LösNINGEN Av PROBLEMET Ändamålet med uppfinningen är att att åstadkomma en verktygshållare som: har låg vikt, 9' F” har stor styvhet, har hög hâllfasthet, F15” har enkel uppbyggnad, är prisvärt lätt kan varieras till storlek och form kan arbeta i svåra miljöer, tex. svetsstänk ÉTCPWF” har lång livslängd och hög tillförlitlighet.

Dessa uppgifter har lösts genom de i patentkraven angivna kännetecken.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfmningen kommer nedan att närmare beskrivas i ett utföringsexempel med hänvisning till närslutna ritningar.

Fig. l visar i perspektiv en verktygshållare enligt uppfinningen, med ena främre täckplattan avtagen.

Fig. 2 och 3 visa likaledes i perspektiv två av knutpunktema, närmare bestämt den främre, övre resp. nedre och den bakre övre resp. nedre knutpunkten.

F ig. 4 visar i perspektiv en bal-are knutpunkt.

Fig. 5 visar i perspektiv ett triangulärt fórbindelseelement.

Fig. 6 visar en sidovy på en modifierad verktygshållare enligt uppfinningen.

Fig. 7 visar ett ramelement till den i fig. 6 visade verktygshållaren i sidovy.

BESKRIVNING AV ETT UTFÖRINGSEXENIPEL Verktygshållaren enligt uppfinningen består av en yttre C-fortnad ram ll, som i sin tur innefattar sex rarnbalkar 12 - l7, av vilka balkama 12 och 13 sarnt 17 och 16 bilda C-ets skänklar och balkama l4 och 15 mittpartiet mellan skänklarna. Balkama 12 - 17 är ändledes förbundna med varandra via knutpunkter 18 - 22, så att dessa sammantaget bilda ett C.

Pl5505SE.A2S.wpd * l99S-O6-l7 10 lxJ lJi 30 512 242 3 Innanför den yttre C-formade ramen ll är anordnad en andra inre C-formad ram 23, bestående av rambalkama 24 och 25, vilka även bilda den inre ramens 23 skänklar, medan dess mittparti mellan skänklarna utgöres av en balkdel 26.

Den yttre och den inre C-ramen 11,23 är förbundna med varandra dels via länkarrnar 27 till 32 och vid skänkeländama via aggregatfasten 33 och 34. Knutpunktema 18 - 22 är utformade med anslutningsöron 35 med genomgående borrning 36 för axeltappar, vilka bilda ledpunkter 37 för lärikarmarria 27-32. På sarruna sätt är länkarmarnas inre anslutningar till den inre ramen 23 utformade som ledpunkter 37. Balkdelen 26 och länkarmama 29,30 är utformade som en fast triangulär konstruktionsdel 38, vid vilken är anordnad ett hållarfaste 39 för t.ex. en robotarm (ej visad).

Knutpunktema 18 - 22 och aggregatfastena 33,34 är utformade med styrflänsar 40 och tryckytor 41 för styrning och trycköverfonng av rambalkamas 12-17 ändparti respektive ändytor 42. Genom att vinkla knutpunktemas tryckytor 41 kan rambalkamas ändar kapas vinkelrätt, vilket förenklar tillverkningen.

Vridstyvheten i den C-forrnade ramen erhålles genom att lämpligen vid båda dess flatsidor är fästade förstywiingsplattor 43, vilka lämpligen är förbundna med rambalkama 12-17 och 24,25 under påförd belastning på ramen. Förbindelsen kan vara lim-, nit- eller skruvförband eller liknande. Materialet kan vara stål, aluminium, fiberarrnerade plastplattor eller dylikt.

Det visade sig tidigt i konstruktionsarbetet att en fackverkskonstruktion med momentfiia knutpunkter av viktskäl var att föredra framför en konstruktion med momentupptagande knutpunkter. Lösningar med momentupptagande knutpunkter måste göras relativt tunga och klumpiga för att klara de höga lastema. Nyckeln till att åstadkomma en lätt och hållbar konstruktion visade sig vara att utforma fackverkets geometri så att alla i en knutpunkt inkommande stag möts i en gemensam punkt. Den valda geometrin medförde att C-ramen ll är sammansatt av ett antal sammankopplade trianglar, där minst en triangelsida delas med intillbelägna triangeln.

Eftersom den speciñka styvheten för kompositmaterial överstiger stål, är det önskvärt att använda så stor andel kompositmaterial som möjligt för att minimera vikten för vald styvhet.Den valda konstruktionsprincipen med i huvudsak momentfria knutpunkter medför, att i den yttre ramen ll endast uppkommer enaxliga laster, dvs. tryckkrafter, varför för denna kompositmaterial är speciellt lämpligt. Som kompositmaterial kan användas olika typer av armerad plast, t.ex. kolfiberarmerad plast, Pl5505SE.A2S.wpd ' 1998-06-17 i f-i-yj m--m »i _15* .__H ||| 'n l0 512 242 4 som har en specifik E-modul på cirka 95 i längsled mot ståls cirka 25, vilket innebär att kolfiberramen blir nästan fyra gånger lättare än en motsvarande stålrarn. Efiersom även sammansatta belastningar uppkommer i de inre delarna av den yttre ramen och stål är ett mera kostnadseffektivt konstruktionsmaterial kan dessa delar lämpligen vara av stål eller en kombination av stål och kolfiberarmerad plast, vilket i det beskrivna utforingsexemplet har valts för rambalkama 24 och 25, där den inre delen av rambalken är en kolfiberbalk 44 och de yttre delarna stålstänger. För hela verktygshållaren uppgår vikten till cirka hälften av vad en stålrarn med motsvarande prestanda skulle väga.

Detta utesluter dock inte att, om kraven på ännu lägre vikt och/eller styvhet och hållfasthet stegras ytterligare, valda delar av konstruktionen kan ersättas av kompositrnaterial.

För att maximera materialegenskapema orienteras fibrema i balkamas utbredning, dvs. i deras längdriktning, vilket betyder att balkama kan sågas ut ur kolñberarmerade plastplattor och kapas i lärnpliga längder, varigenom kostnadema for de dyraste delama i konstruktionen kan hållas nere.

Den valda konstruktionsprincipen kräver ej speciella fonnverktyg, utan tillåter skalning och modeñeringar utan stora initialkostnader.

Det i fig. 6 och 7 visade modifierade utforingsexemplet skiljer sig från ovan beskrivna genom att flertalet ledpunkter har ersatts av fasta knutpunkter, men med bibehållande av kravet att samtliga förbindelsepunkter är momentfria. Genom denna utformning är det möjligt, att fast ansluta länkarmarna 27, 28, 31 och 32 till ramelementet 38, så att detta erhåller det i fig. 7 visade utseende.

Knutpunktema 18-22 är fast integrerade med länkarmarna, så att antalet ingående delar har kunnat minskas. Lämpligen framställes ramelementet 38 av metall, exempelvis av stål. De inre rambalkama 24 och 25 är på samma sätt som tidigare ledbart förbundna med ramelementet 38.

Uppñnningen är inte begränsad till det beskrivna och visade utforingsexemplet, utan ett flertal variationer är möjliga inom ramen for patentkraven. Således kan hållaren bestå av ett större eller mindre antal triangulära sektioner, och olika konstruktioner på momentfria leder är tänkbara.

P l 5505SE.A2S.wpd * l 998-06- l 7 15 512 242 5 FÖRTECKNING ÖVER HÄNVISNWGSBETECKNINGAR 10 11 12-17 18-22 23 24,25 26 27-32 33,34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 verktygshållare yttre C-ram yttre rambalkar knutpunktcr inre C-ram inre rambalkar balkdcl länkarmar aggregatfästen anslutningsöron borrningar Iedpunkter/axeltappar ramelement hållarfáste styrflänsar tryckytor ändytor fórstywningsplatta kolfiberbalk Pl5505SE.A2S.wpd ' 1998-06-17

Claims (8)

'm -J':L_“' 10 15 512 242 6 PATENTKRAV

1. Anordning vid verktygshållare (10) av det slag som består av en C-formad ram med lång inre räckvidd, vilken ram vid sina fria skänkeländar uppbär sagda verktyg, exempelvis ett nit-, lim- eller svetsaggregat, kännetecknad därav, att hållaren (10) utgöres av ett fackverk, vilket innefattar en yttre och en inre C-formad ram (1 1,23) och ett antal med dessa förbundna länkarmar (27-32), att ramarna (l1,23) och länkarmarna (27-32) är anordnade att bilda ett antal sammankopplade triangulära sektioner, vars förbinde1sepunkter(18-22, 37) är utformade som momentfria knut- eller ledpunkter, att den yttre C-fonnade ramen (1 1) är anordnad att enbart ta upp tryckkrafier och den inre ramen (23) tryck- och dragkrafier samt länkarmarna (27-32) huvudsakligen dragkrañer, och att vid hållaren (10), på åtminstone ena flatsidan, företrädesvis vid båda flatsidoma, är fäst en hållaren förstyvande platta (43).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att den yttre C-fomtade ramen(1 1) är framställd av ett kompositmaterial med hög elaticitetsmodul, företrädesvis kolfiberarmerad plast.

3. Anordning enligt krav l, kännetecknar! därav, att den yttre C-formade ramen (1 1) består av ett antal rambalkar (12-17) förbundna med varandra via sagda knutpunkter (18-22), vilka är utformade att styra balkändarnaí sidled.

4. Anordning enligt krav l, kännetecknaa' därav, att den inre C -formade ramens (23) skänklar (24,25) är sammansatta av minst en tryckkrañer upptagande balk av kompositrnaterial och minst en dragkrafter upptagande förstärkning av företrädesvis stål.

5. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, PlS505SE.A2S.\vpd " 1998-06-17 10 15 512 242 7 att míttpartiet (26) mellan den inre C-fonnade ramens (23) skänklar utgöres av en del av ett triangulärt ramelement (38), i vilken är anordnad ett fäste (39) för uppbärande av hållaren (10).

6. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att åtminstone några av hållarens (10) knutpunkter (18-22) är utformade som momentfiia, enaxlade leder.

7. Anordning enligt krav l, kännetecknad därav, att vardera av den yttre och den inre skänkelns (1 1,23) fria ändar är förbundna med varandra medelst ett aggregatfäste (3334).

8. Anordning enligt krav l, kännetecknar! därav, att det triangulära ramelementet (38) är utformat med fast anslutna länkarmar (27,28,3l,32), vilka vid sina fi-ia ändar är försedda med fasta knutpunkter (18-22). PISSOSSEHÅZSwvpd * 1998-06-17