[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines als prismatischer Hohlkörper
ausgebildeten Trägers, dessen Wände durch Zusammenfügen von jeweils in Längsrichtung
des Trägers hintereinander angeordneten Obergurtmodulen, Untergurtmodulen, Frontwandmodulen
und Rückwandmodulen gebildet werden, wobei im Inneren des Trägers in Abständen Querstege
angeordnet werden und wobei am Träger mindestens eine in seiner Längsrichtung verlaufenden
Führungsbahn für eine längs der Führungsbahn bewegliche Baugruppe angeordnet wird.
[0002] Aus der Patentanmeldung
US2007/0000886A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers und eines Maschinenbetts einer Werkzeugmaschine
bekannt. Die Werkzeugmaschine hat einen auf Führungsbahnen eines Trägers verfahrbaren
Schlitten, der einen Bearbeitungskopf trägt. Der Träger ist seinerseits auf Führungsbahnen
des Maschinenbettes verfahrbar. Im Dokument ist eine Technik zur einfachen Herstellung
des Trägers und des Maschinenbetts durch Zusammenbauen aus Blechteilen beschrieben,
welche mittels Laserstrahlen zugeschnitten wurden.
[0003] Die Technik der Bewegung eines Bearbeitungskopfes, der verschiebbar auf einem Träger
gelagert ist, wobei der Träger gegebenenfalls selbst in einer Richtung quer zu seiner
Längsachse beweglich ist, findet nicht nur bei Werkzeugmaschinen Anwendung, sondern
beispielsweise auch bei Plottern und Druckern, wobei der Bearbeitungskopf in diesen
Fällen ein Druckkopf ist. In allen Fällen geht es darum, den Träger möglichst präzise
und biegesteif bei möglicht geringer Masse zu gestalten.
[0004] Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines gattungsgemäßen
Trägers vorzuschlagen, dessen mindestens eine Führungsbahn verglichen mit den Führungsbahnen
bekannter Träger eine erhöhte Präzision aufweist. Das Herstellungsverfahren soll dabei
mit einem gegenüber dem bekannten Stand der Technik reduzierten herstellungs- und
maschinentechnischen Aufwand ausführbar sein.
[0005] Die Lösung dieser Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass
die mindestens eine Führungsbahn gebildet wird, indem Bereiche der Module nach dem
Zusammenfügen der Module und Querstege spanabhebend bearbeitet werden.
[0006] Der sich durch dieses Verfahren ergebende Vorteil besteht darin, dass sich damit
verglichen mit bekannten Herstellungsverfahren eine höhere Präzision der Führungsbahn
erreichen lässt.
[0007] Die Erfindung betrifft auch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Träger.
[0008] Die Erfindung betrifft auch einen weiteren als prismatischer Hohlkörper ausgebildeten
Trägers der eingangs genannten Art.
[0009] Die Aufgabe, einen Träger mit mindestens einer Führungsbahn mit hoher Präzision zur
Verfügung zu stellen, wird bei diesem weiteren Träger dadurch gelöst, dass die mindestens
eine Führungsbahn durch mindestens ein sich über die Länge von mehreren Modulen erstreckendes
Profil gebildet ist.
[0010] Der sich durch diese Maßnahmen ergebende Vorteil besteht darin, dass damit die Führungsbahnen,
verglichen mit den Führungsbahnen bekannter zusammengesetzter Träger, eine höhere
Präzision aufweisen.
[0011] Nach einer Ausführungsart sind die Module in Längsrichtung des Trägers gegeneinander
versetzt sind, derart, dass Stellen, an denen zwei in Längsrichtung des Trägers hintereinander
angeordnete Module aneinander stoßen, nicht mit Stellen fluchten, an denen zwei in
Längsrichtung des Trägers hintereinander angeordnete Module der benachbarten Wand
des Trägers aneinander stoßen. Damit wird insbesondere erreicht, dass die Biegesteifigkeit
des Trägers über seine Länge keine Schwankungen aufweist.
[0012] Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform, bei der die Module unter sich
und/oder die Module und die Querstege aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
Damit kann den Träger den jeweiligen Anforderungen entsprechend hinsichtlich seines
Biegeverhaltens und seines Verhaltens bei Temperaturänderungen weiter verbessert werden.
[0013] Gemäß einer anderen Ausführungsart sind die Module unter sich und/oder die Module
und die Querstege miteinander durch Kleben verbunden. Dadurch kann der Träger besonders
einfach und kostengünstig zusammengebaut werden. Wenn nach einer zusätzlichen Ausführungsart
in den Klebefugen Kohlefasern eingebunden sind, wird die Steifigkeit des Trägers weiter
erhöht.
[0014] Vorteilhaft sind auch Ausführungsarten, bei welchen die Module unter sich und/oder
die Module und die Querstege miteinander durch Stifte und/oder Schrauben verbunden
sind.
[0015] Schließlich sieht eine weitere Ausführungsart vor, dass im Inneren des Trägers in
Längsrichtung verlaufende, vorgespannte Zugmittel angeordnet sind. Die Vorspannung
beeinflusst das Biegeverhalten des Trägers unter Last und Temperaturänderungen günstig.
[0016] Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
[0017] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Abschnitts eines Trägers;
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch den Träger gemäß Fig. 1 und
- Fig. 3
- einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsart des Trägers.
[0018] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen
sind, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen
werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben,
unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen
und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters
können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen
unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder
erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
[0019] Der in Fig. 1 an Hand eines Ausschnitts illustrierte Träger 1 enthält einen aus in
Längsrichtung des Trägers 1 hintereinander angeordneten Obergurtmodulen 2 zusammengesetzten
Obergurt, einen aus in Längsrichtung des Trägers 1 hintereinander angeordneten Untergurtmodulen
3 zusammengesetzten Untergurt, eine aus in Längsrichtung des Trägers 1 hintereinander
angeordneten Frontwandmodulen 4 zusammengesetzte Frontwand und eine aus in Längsrichtung
des Trägers 1 hintereinander angeordneten Rückwandmodulen 5 zusammengesetzte Rückwand.
Im Inneren des Trägers 1 sind in abständen Querstege 6 angeordnet, die rechtwinklig
zu den genannten Modulen angeordnet und mit diesen verbunden sind.
[0020] In Fig. 1 ist deutlich zu sehen, dass die verschiedenen Module 2, 3, 4, 5 in Längsrichtung
des Trägers 1 gegeneinander versetzt sind, derart, dass beispielsweise die Stelle,
an der zwei hintereinander angeordnete Obergurtmodule 2 aneinender stoßen, nicht in
der selben Querschnittsebene des Trägers liegt wie die Stelle, an der zwei hintereinander
angeordnete Frontwandmodule 4 aneinander stoßen. Dadurch wird die Biegestabilität
des Trägers 1 über seine Länge konstant gehalten. Wie man in Fig. 1 sieht, hat der
Versatz der Module zur Folge, dass im Endbereich des Trägers beispielsweise das Frontwandmodul
4 (links in Fig. 1) kürzer ist als das ihm benachbarte Frontwandmodul. Die Module
2, 3, 4, 5 sind miteinander verbunden, insbesondere durch Kleben. Zusätzlich werden
die Module bevorzugt durch Stifte oder Schrauben miteinander verbunden. Die Verbindung
der Module durch Stifte verbessert insbesondere die Positioniergenauigkeit der Module
untereinander. Zur Illustration der zusätzlichen Verbindung mit Stiften oder Schrauben
sind in Fig. 1 Befestigungslöcher 16 in den Obergurtmodulen 2 und Befestigungslöcher
17 in den Frontwandmodulen 4 bezeichnet. Auch in den Querstegen 6 können Befestigungs-
oder Positionierlöcher vorgesehen sein. An Stelle von Klebeverbindungen könnten zwischen
den Modulen 2, 3, 4, 5 auch Schweiß- oder Lötverbindungen vorgesehen sein. Dies ist
aber wegen der damit verbundenen Erwärmung der Teile im Hinblick auf die angestrebte
hohe Präzision der Führungsbahnen nicht besonders vorteilhaft. Je nach Anforderungen,
die an den Träger 1 gestellt werden, können für die verschiedenen Module 2, 3, 4,
5 unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden. Als Maßnahme zur weiteren Erhöhung
der Steifigkeit des Trägers 1 können in die Klebestellen zwischen den Modulen Kohlenstofffasern
eingelegt werden.
[0021] Weiter geht aus Fig. 1 hervor, dass in den Modulen 2, 3, 4, 5 Aussparungen vorhanden
sein können, beispielsweise Aussparungen 13 in den Querstegen 6, Aussparungen 14 in
den Rückwandmodulen 5 und Aussparungen 15 in den Frontwandmodulen 4. Diese Aussparungen
dienen in erster Linie dazu, die Masse des Trägers 1 zu reduzieren, ohne dabei seine
Steifigkeit zu verringern.
[0022] Schließlich ist in Fig. 1 eine erste Führungsbahn 7 dargestellt, die sich über die
Oberseiten der Untergurtmodule 3 in Längsrichtung des Trägers 1 erstreckt. Über die
oberen Längskanten der Frontwandmodule 4 erstreckt sich eine zweite Führungsbahn 9.
Die Aufgabe der Führungsbahnen 7, 9 besteht darin, als Laufbahn für eine längs des
Trägers 1 bewegliche Baugruppe, beispielsweise einen Druckkopf zu dienen. Da gerade
bei Großformat-Druckem an diese Führungsbahnen besonders hohe Anforderungen hinsichtlich
ihrer Präzision gestellt werden, werden diese erst nach dem Zusammenbau des Trägers
1 über die gesamte Länge des Trägers spanabhebend bearbeitet, beispielsweise gefräst,
geschliffen, geläppt oder geschabt. Im Übrigen können natürlich auch an den Obergurtmodulen
2 und/oder den Rückwandmodulen 5 Führungsbahnen vorhanden sein.
[0023] In der Querschnittsdarstellung der Fig. 2 ist deutlich die Anordnung der ersten Führungsbahn
7 an der Oberseite der Untergurtmodule 3 zu sehen, die seitwärts über die Frontwandmodule
4 hinaus ragen. Auch sieht man, dass die zweite Führungsbahn 9 über die Oberkante
der Frontwandmodule 4 verläuft, welche Oberkante vertikal über die Obergurtmodule
2 hinaus ragt. Durch diese Gestaltung liegen die Führungsflächen frei und können problemlos
einer spanabhebenden Präzisionsbearbeitung unterzogen werden.
[0024] Fig. 2 zeigt ferner, dass die Ecken der Querstege 6 gebrochen sind, wodurch sich
über die gesamte Länge des Trägers 1 verlaufende Eckräume 1 ergeben. In diesen Eckräumen
befinden sich Zugmittel 12, beispielsweise Stahlseile oder Kohlenfaserbündel. Diese
Zugmittel sind in den stirnseitigen Enden des Trägers 1 verankert und vorgespannt,
wodurch die Steifigkeit des Trägers 1 zusätzlich erhöht wird und das Biegeverhalten
des Trägers unter Last positiv beeinflusst werden kann.
[0025] Fig. 3 zeigt eine andere Möglichkeit zur Erreichung der geforderten hohen Präzision
der Führungsbahnen, indem letztere als mit dem Träger 1 verbundene Präzisionsprofile
ausgebildet sind. Ein erstes Profil 8 ist an über die Frontwand vorstehenden Bereichen
der Untergurtmodule 3 angeordnet und ein zweites Profil 10 ist auf die oberen Längskanten
der Frontwandmodule 4 aufgesetzt. Die Profile 8, 9 können ebenfalls durch Kleben mit
den entsprechenden Modulen des Trägers 1 verbunden und durch Stifte und/oder Schrauben
zusätzlich positioniert und gesichert sein und erstrecken sich über die Länge mehrerer
Module, vorzugsweise über die gesamte Länge des Trägers.
[0026] Ein für einen Großformat-Drucker verwendeter erfindungsgemäßer Träger kann beispielsweise
folgende Abmessungen haben. Länge 6'000 mm, Höhe 400 mm und Breite 300 mm.
[0027] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Trägers, wobei
an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten
Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen
der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit
aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können
des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche
denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten
und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
[0028] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis
des Aufbaus des Trägers dieser bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder
vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenaufstellung
[0029]
- 1
- Träger
- 2
- Obergurtmodul
- 3
- Untergurtmodul
- 4
- Frontwandmodul
- 5
- Rückwandmodul
- 6
- Quersteg
- 7
- erste Führungsbahn
- 8
- erstes Profil
- 9
- zweite Führungsbahn
- 10
- zweites Profil
- 11
- Eckraum
- 12
- Zugmittel
- 13
- Aussparung im Quersteg
- 14
- Aussparung im Rückwandmodul
- 15
- Aussparung im Frontwandmodul
- 16
- Befestigungsloch im Obergurtmodul
- 17
- Befestigungsloch im Frontwandmodul
1. Verfahren zur Herstellung eines als prismatischer Hohlkörper ausgebildeten Trägers
(1), dessen Wände durch Zusammenfügen von jeweils in Längsrichtung des Trägers (1)
hintereinander angeordneten Obergurtmodulen (2), Untergurtmodulen (3), Frontwandmodulen
(4) und Rückwandmodulen (5) gebildet werden, wobei im Inneren des Trägers (1) in Abständen
Querstege (6) angeordnet werden und wobei am Träger (1) mindestens eine in seiner
Längsrichtung verlaufenden Führungsbahn (7, 9) für eine längs der Führungsbahn (7,
9) bewegliche Baugruppe angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Führungsbahn (7, 9) gebildet wird, indem Bereiche der Module
(2, 3, 4, 5) nach dem Zusammenfügen der Module (2,3,4, 5) und Querstege (6) spanabhebend
bearbeitet werden.
2. Träger, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1.
3. Als prismatischer Hohlkörper ausgebildeter Träger (1), dessen Wände aus in Längsrichtung
des Trägers (1) hintereinander angeordneten Obergurtmodulen (2), Untergurtmodulen
(3), Frontwandmodulen (4) und Rückwandmodulen (5) gebildet sind, wobei im Inneren
des Trägers (1) in Abständen Querstege (6) angeordnet sind und wobei am Träger (1)
mindestens eine in seiner Längsrichtung verlaufenden Führungsbahn für eine längs der
Führungsbahn bewegliche Baugruppe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Führungsbahn durch mindestens ein sich über die Länge von mehreren
Modulen (2, 3, 4, 5) erstreckendes Profil (8, 10) gebildet ist.
4. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (2, 3, 4, 5) in Längsrichtung des Trägers (1) gegeneinander versetzt sind,
derart, dass Stellen, an denen zwei in Längsrichtung des Trägers (1) hintereinander
angeordnete Module (2, 3, 4, 5) aneinander stoßen, nicht mit Stellen fluchten, an
denen zwei in Längsrichtung des Trägers (1) hintereinander angeordnete Module (2,
3, 4, 5) der benachbarten Wand des Trägers (1) aneinander stoßen.
5. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (2, 3, 4, 5) unter sich und/oder die Module (2, 3, 4, 5) und die Querstege
(6) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
6. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (2, 3, 4, 5) unter sich und/oder die Module (2, 3, 4, 5) und die Querstege
(6) miteinander durch Kleben verbunden sind.
7. Träger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Klebefugen Kohlefasern eingebunden sind.
8. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (2, 3, 4, 5) unter sich und/oder die Module (2, 3, 4, 5) und die Querstege
(6) miteinander durch Stifte verbunden sind.
9. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (2, 3, 4, 5) unter sich und/oder die Module (2, 3, 4, 5) und die Querstege
(6) miteinander durch Schrauben verbunden sind.
10. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Trägers (1) in Längsrichtung verlaufende, vorgespannte Zugmittel (12)
angeordnet sind.