DE20317208U1

DE20317208U1 - Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken

Info

Publication number: DE20317208U1
Application number: DE20317208U
Authority: DE
Original assignee: Horst Witte Entwicklungs und Vertriebs KG
Current assignee: Horst Witte Geraetebau Barskamp KG
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2013-11-06

Abstract

Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken mit einem aus im wesentlichen vertikal verlaufenden, aus Metall gebildeten Stützen (2) und quer zu den Stützen (2) verlaufenden, mit diesen verbundenen und ebenfalls aus Metall gebildeten Streben (3) aufgebauten Gerüstrahmen (1), an dem weitere Anbau- und Aufnahmeelemente festlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (3) Rohre sind, die an Ihren Enden in in den Stützen (2) gebildeten, der Querschnittsform der Rohre entsprechenden Ringnuten (6) aufgenommen und in diesen mittels eines adhäsiv wirkenden Zusatzmittels festgelegt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken mit einem aus im wesentlichen vertikal verlaufenden, aus Metall gebildeten Stützen und quer zu den Stützen verlaufenden, mit diesen verbundenen und ebenfalls aus Metall gebildeten Streben aufgebauten Gerüstrahmen, an dem weitere Anbau- und Aufnahmeelemente festlegbar sind.
Insbesondere in der Automobilindustrie, aber auch in anderen Industriezweigen, müssen vielfach komplex geformte Werkstücke, wie bspw. Kotflügel, Motorraumhauben oder ähnliches, präzise im Raum aufgespannt werden, um diese zu vermessen oder zu bearbeiten. Für diese Zwecke werden komplex strukturierte Vorrichtungen zum Aufnehmen (bzw. Aufspannen) der Werkstücke eingesetzt. Diese Vorrichtungen müssen individuell für das aufzunehmende Werkstück errichtet, an dessen Form angepaßt werden. Auf einer solchermaßen einmal errichteten Vorrichtung werden dann über längere Zeiträume hinweg immer wieder gleich geformte Werkstücke aufgenommen.
Aus der EP 0 222 147 B1 ist ein Baukastensystem zum Aufbau derartiger Vorrichtungen bekannt. Vorteil ist hier die nahezu beliebige Kombinierbarkeit einiger weniger Grundelemente zu einem Gerüstrahmen, welche Kombinierbarkeit den Aufbau von nahezu allen erdenklichen Raumstrukturen aus diesen Elementen ermöglicht. Das vorbekannte System ist zudem darauf ausgerichtet, daß dessen Einzelelemente wiederverwendet werden können. Nach Ablauf der Nutzungsdauer der aus den Elementen des Baukastensystems errichteten Vorrichtung kann die Vorrichtung wieder zerlegt und die einzelnen Elemente können wieder verwendet werden. Dieses Baukastensystem hat sich auch in der Praxis hervorragend bewährt.
Es gibt allerdings Situationen, in denen das oben genannte Baukastensystem mit seinen vielfältigen Möglichkeiten überqualifiziert ist, da eine Aufspannvorrichtung benötigt wird, die lediglich für einen Bauteiltyp eingerichtet und nur für diesen verwendet werden soll, eine Wiederverwendung der Vorrichtung also nicht erforderlich ist. Hier kommt es mit anderen Worten nicht auf die vielfältige Kombinierbarkeit des vorbekannten Systems an, sondern auf einen maßgerechten Aufbau, der stabil aber kostengünstig realisiert werden kann.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so hergestellt werden kann, daß sie dennoch eine hohe Präzision und Maßhaltigkeit gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Streben Rohre sind, die an Ihren Enden in in den Stützen gebildeten, der Querschnittsform der Rohre entsprechenden Ringnuten aufgenommen und in diesen mittels eines adhäsiv wirkenden Zusatzmittels festgelegt sind.
Der Gerüstrahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also an die geplante Verwendung angepaßt aufgebaut. Dabei wird bewußt die beliebige Kombinierbarkeit und Wiederverwendbarkeit des oben erwähnten vorbekannten Systems aufgegeben. Stattdessen wird der Gerüstrahmen mit Hilfe des adhäsiven Zusatzmittels zusammengehalten. Die Ringnuten werden ent sprechend der Querschnittsform der Rohre an den Stellen in den Stützen angebracht, an denen die Streben angesetzt werden sollen. Dabei sind als Ringnuten im Sinne dieser Erfindung solche Nuten zu verstehen, die entlang einer geschlossenen Strecke, also gewissermaßen endlos verlaufen. Die Strecke ist dabei keinesfalls auf eine kreisförmige Strecke festgelegt, sondern die Ringnut kann auch eine ovale, eckige oder sonstige Form aufweisen, abhängig von der Querschnittsform der für die Streben verwendeten Rohre.
Die Ringnut ist um ein Maß breiter bemessen als die Wandstärke der Rohre, welches es erlaubt, eine ausreichende Menge des adhäsiven Zusatzmittels in die Ringnut einzubringen, um die Strebe festzulegen. Sie sollte dabei allerdings nicht zu breit bemessen sein, damit das adhäsive Material eine gute und haltbare Verbindung zwischen der Strebe und der Stütze herstellen kann. Eine Ringnut hat gegenüber einer für die Verbindung gleichfalls prinzipiell denkbaren einfachen, durchgehenden Vertiefung, in die das Strebenende eingesezt wird, den Vorteil, daß sie auf beiden Seiten der Rohrwandung eine Haftfläche für das adhäsive Material bietet. So wird eine festere und haltbarere Verbindung erreicht. Die Tiefe der Ringnut wird unter Abwägung der zum sicheren Festlegen des jeweiligen Strebenendes erforderlichen und der zur Wahrung der Festigkeit der Stützen maximal zulässigen Tiefe gewählt.
Als zu verwendende adhäsive Zusatzmittel bieten sich zwei unterschiedliche, jeweils für sich eigene Vorteile aufweisende Lösungen an.
Zum einen kann als adhäsives Zusatzmittel ein Kleber, vorzugsweise ein Epoxid-Kleber, gewählt werden. Besonders der bevorzugte Epoxid-Kleber, und hierbei ein Zwei-Komponenten-Epoxid-Kleber, hat sich als hervorragend geeignet erwiesen, die Enden der Streben in den in den Stützen ausgebildeten Ringnuten sicher und fest zu verankern. Nach der Aushärtzeit konnten die so errichteten Gerüstrahmen ohne Probleme den für derartige Zwecke typischen Belastungen ausgesetzt wer den, ohne daß die Verbindungsstellen nachgaben oder eine Beeinträchtigung der Maßhaltigkeit festzustellen waren. Auch werden durch diese Art des Fügens, wenn der Fügevorgang richtig ausgeführt wird, keinerlei Spannungen in die so geschaffene Struktur eingebracht. Weiter ist durch das geringe Gewicht auch der Verbindungsstellen eine extreme Leichtbauweise für den Gerüstrahmen und damit für die Vorrichtung insgesamt möglich.
Wenn die Vorrichtung wie in Anspruch 4 beschrieben ausgebildet ist, kann das Verkleben der Strebenenden in den Stützen besonders einfach und sicher ausgeführt werden. Die Streben werden mit ihren Enden einfach in die Ringnuten eingesetzt, und der zu errichtende Gerüstrahmen wird in der gewünschten Form in einer Halte- bzw. Aufspannvorrichtung fixiert. Dann wird „von hinten" durch die Bohrungen der Kleber in die Ringnuten eingefüllt, bis dieser „vorn" aus der Ringnut austritt, und der Kleber wird aushärten gelassen. Nach dem Aushärten des Klebers kann der Gerüstrahmen von der Aufspannvorrichtung genommen werden, er ist fertig zum Aufbau der Vorrichtung.
Prinzipiell würde eine Bohrung pro Ringnut genügen. Jedoch ergeben mehr als eine Bohrung, durch die Kleber eingefüllt wird, eine bessere Verteilung des Klebers und damit eine sicherere und festere Verbindung. Die Zahl der Bohrungen darf andererseits auch nicht zu groß sein, damit keine Schwächung der Stützen eintritt. Vier Bohrungen haben sich als eine sinnvolle Zahl erwiesen.
Als Alternative bietet sich als adhäsives Zusatzmittel ein Gießmetall an. Wird dieses verwendet, kann die Verbindung, anders als bei der Methode des Verklebens, durch Erwärmen der Fügestelle über die Schmelztemperatur des Gießmetalls vergleichsweise einfach wieder gelöst, die einzelnen Elemente können eventuell einer Wiederverwendung zugeführt werden. Bei geeigneter Wahl des Gießmetalls bleibt beim wie beschrieben durchgeführten Trennen der Fügestellen kein Gießmetall an den Streben bzw. Stützen anhaften, so daß diese sauber und frei von Rückständen des Gießmetalls einer erneuten Verwendung bspw. zum Aufbau eines anderen Gerüstrahmens, zugeführt werden können. Das Gießmetall wirkt dabei ähnlich wie ein Lot, indem es nach dem Erstarren die zu verbindenden Teile mittels Adhäsion zusammenhält. Im Sinne dieser Erfindung kann ein Gießmetalls auch ein echtes Lot sein. Der Begriff Gießmetall, wie er in diesem Text verwendet wird, umfaßt auch ein echtes Lot, ist jedoch weiter gefaßt und meint alle bei einer Temperatur gießfähigen Metalle bzw. Metallegierungen, die unterhalb der Schmelztemperatur der zu verbindenden Stützen bzw. Streben liegt.
Gießmetall bietet weiterhin den Vorteil, daß der einzelne Fügevorgang vergleichsweise wenig Zeit in Anspruch nimmt. Das Gießmetall erstarrt innerhalb weniger Minuten, und die Fügestelle ist fest.
Allerdings müssen die einzelnen Fügestellen immer in Wannenlage zusammengesetzt oder durch andere Maßnahmen abgedichtet werden, da ansonsten das verflüssigte Gießmetall ausläuft.
Für das Gießmetall hat sich eine niedrigschmelzende Metallegierung mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C, vorzugsweise von etwa 70°C als geeignet erwiesen. Hier kann mit Vorteil ein wismuthaltiges Gießmetall verwendet werden. Als Gießmetall kommt mit Vorteil ein Material in Betracht, wie es in der deutschen Patentschrift 102 24 594 als ein Gießmaterial zum Ausgießen von bereits geformten Teilen eines Werkstückes zur weiteren spanabhebenden Bearbeitung beschrieben ist.
Die Verbindung der Streben und Stützen zu dem Gerüstrahmen erfolgt hierbei auf folgende Weise: Die Streben werden mit ihren Enden in die Ringnuten der Stützen so eingebracht, daß die Ringnuten in vertikaler Richtung nach oben offen angeordnet sind, die Streben also gewissermaßen von den dann horizontal gelegten Stützen nach oben stehen. Dann wird entweder bereits erwärmtes Gießmetall in die Ringnut gegossen und erstarren lassen, oder es werden ein oder zwei der Form der Ringnut angepaßte Metallringe aus dem Gießmetall mit einer zum Festlegen des Strebenendes in der Ringnut erforderlichen Gießmetallmenge außen und/oder innen am Rohr aufgelegt und durch Erwärmen der Fügestelle insgesamt geschmolzen, so daß das Gießmetall in den Zwischenraum zwischen dem Strebenende und der Ringnutwandung fließen und sich dort verteilen kann. Dann wird das Gießmetall erstarren lassen, und die Verbindung ist fertig.
Als Querschnittsform für das Rohr und damit als Form für die Ringnut wird eine Kreisform bevorzugt. Diese erlaubt eine besonders gute gleichmäßige Verteilung des adhäsiven Zusatzmittels, bspw. des Klebers bzw. des Gießmetalls.
Nachfolgend wird die Erfindung in anhand der beigefügten Figuren geschilderten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Aus dieser Beschreibung lassen sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung erkennen. In den Figuren zeigen:
1 einen aus Stützen und Streben erfindungsgemäß aufgebauten Gerüstrahmen in drei Ansichten,
2 eine Stütze eines mittels eines Klebers zu verbindenden Gerüstrahmens in zwei Ansichten,
3 eine geschnittene Ansicht gemäß der Schnittlinie A-A in 1(b) in einer ersten Ausführungsform mit Kleber und
4 eine der 3 entsprechende Ansicht gemäß derselben Schnittlinie in einer zweiten Ausführungsform mit Gießmetall.
In 1 ist in drei verschiedenen Ansichten ein erfindungsgemäß aufgebauter Gerüstrahmen 1 gezeigt. 1(a) zeigt ein Vorderansicht, 1(b) eine Seitenansicht und 1(c) eine Draufsicht. Der gezeigte Gerüstrahmen 1 kann als solcher als eine Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken verwendet werden, er kann aber auch als ein Grundgerüst zum Anbau weiterer Anbau- und Aufnahmeelemente dienen, wobei die fertige Vorrichtung durch den Gerüstrahmen 1 und die weiteren Anbau- bzw. Aufnahmeelemente gebildet ist.
Der Gerüstrahmen 1 ist aus vertikalen Stützen 2 und zwischen den Stützen 2 angeordneten, diese verbindenden Streben 3 aufgebaut. Stützen 2 und Streben 3 sind dabei aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gebildet.
Die Stützen 2 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zweischenkelige Winkelprofile mit einem von den Schenkeln eingeschlossenen Winkel α von 90°(vgl. 2(b)). An den Stützen sind zu dekorativen bzw. ästhetischen Zwecken Abdeckungen 4 angebracht, die z. B. Firmenaufdrucke oder ähnliches tragen können.
Die Streben 3 sind als Rohre mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Sie sind mit Ihren Enden in ebenfalls kreisförmig verlaufende Ringnuten 6 (vgl. 2(a)) in den Streben 2 eingesetzt und dort mit einem adhäsiven Zusatzmittel (einem Kleber im ersten Ausführungsbeispiel bzw. einem Gießmetall im zweiten Ausführungsbeispiel) befestigt.
In 2 ist in zwei Ansichten eine Stütze 2 näher dargestellt. In 2(b) ist die Stütze gut als Winkelprofil zu erkennen. In 2(a) können die kreisförmigen Ringnuten 6 gesehen werden, in die die Enden der Streben 3 eingesetzt und mit dem adhäsiven Zusatzmittel befestigt werden.
Die in 2 dargestellte Stütze 2 ist eine Stütze zur Verwendung mit einem Kleber als adhäsives Zusatzmittel. Hierfür sind von der der Ringnut 6 gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Schenkels 5 Bohrungen 7, pro Ringnut 6 vier, bis in die Ringnut 6 hineingeführt. Durch diese Bohrungen 7 wird bei in die Ringnut 6 eingesetzter und in der Lage fixierter Strebe 3 ein Kleber, vorzugsweise ein Zwei-Komponenten-Epoxid-Kleber, in die Ringnut 6 eingeleitet und härten lassen. Im Falle der Verwendung eines Gießmetalls entfallen die Bohrungen 7.
In den 3 bzw. 4 sind für die genannten Ausführungsformen der Verbindung mit einem Kleber (3) bzw. mit einem Gießmetall (4) Schnittdarstellungen entlang der Schnittlinie A-A aus 1(b) gezeigt. Deutlich zu erkennen sind im ersten Fall noch einmal die Bohrungen 7, durch die der Kleber geführt wird und die im zweiten Fall fehlen. Außerdem ist in 4 das Gießmetall mit 8 bezeichnet.
Die gezeigte Geometrie des Gerüstrahmens 1 ist rein beispielhaft, und es lassen sich Gerüstrahmen jeglicher Geometrie aus Stützen 2 und Streben 3 in erfindungsgemäßer Weise aufbauen.

Bezugszeichenliste

1: Gerüstrahmen
2: Stütze
3: Strebe
4: Abdeckung
5: Schenkel
6: Ringnut
7: Bohrung
8: Gießmetall
α: Winkel

Claims

Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken mit einem aus im wesentlichen vertikal verlaufenden, aus Metall gebildeten Stützen (2) und quer zu den Stützen (2) verlaufenden, mit diesen verbundenen und ebenfalls aus Metall gebildeten Streben (3) aufgebauten Gerüstrahmen (1), an dem weitere Anbau- und Aufnahmeelemente festlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (3) Rohre sind, die an Ihren Enden in in den Stützen (2) gebildeten, der Querschnittsform der Rohre entsprechenden Ringnuten (6) aufgenommen und in diesen mittels eines adhäsiv wirkenden Zusatzmittels festgelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel ein Kleber ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel ein Epoxid-Kleber, vorzugsweise ein Zwei-Komponenten-Epoxid-Kleber, ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (2) zweischenkelige Winkelprofile mit einem zwischen den Schenkeln (5) eingeschlossenen Winkel (α) von vorzugsweise 90° sind, wobei durch die Schenkel (5) jeweils von der der Ringnut (6) gegenüberliegenden Seite her mindestens jeweils eine, vorzugsweise jedoch vier, in die jeweilige Ringnut (6) mündende Bohrungen) (7) geführt ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel ein Gießmetall (8) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießmetall (8) eine niedrigschmelzende Metallegierung mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C, vorzugsweise von etwa 70°C ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießmetall (8) ein wismuthaltiges Gießmetall ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch rohrförmige Streben (3) mit kreisförmigem Querschnitt.