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Patent Searching and Data


Title:
CONNECTION ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/175077
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a connection arrangement, comprising a pipe element (1) that is formed from a fibre-reinforced composite and has a conically formed pipe attachment region (2) at one end thereof, which attachment region is designed to match a flange attachment region (4) of inversely conical shape provided on a flange element (3). According to the invention, the pipe element (1) and the conically shaped pipe attachment region (2) are designed in one piece and the pipe attachment region (2) is adhered to the flange attachment region (4).

Inventors:
ULLE, Detlev (Burgstrasse 19, Ostheim, 97645, DE)
Application Number:
DE2012/100181
Publication Date:
December 27, 2012
Filing Date:
June 19, 2012
Export Citation:
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Assignee:
DE-STA-CO EUROPE GMBH (Hiroshimastrasse 2, Oberursel, 61440, DE)
ULLE, Detlev (Burgstrasse 19, Ostheim, 97645, DE)
International Classes:
F16L33/28; F16L33/34; F16L47/06; F16L47/14
Foreign References:
US4252349A
FR2109232A5
DE102004050796A1
EP0139176A1
EP1607638B1
DE1162651B
DE102011101454A2011-05-12
Attorney, Agent or Firm:
WOLF, Michael (Wolf & Wolf Patent- und Rechtsanwälte, Hirschstraße 7, Hanau, 63450, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verbindungsanordnung, umfassend ein aus einem Faserverbund¬ werkstoff gebildetes Rohrelement (1), das an einem seiner Enden einen konisch geformten Rohranbindungsbereich (2) aufweist, der zu einem an einem Flanschelement (3) vorgese¬ henen, umgekehrt konisch geformten Flanschanbindungsbereich (4) passend ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Rohrelement (1) und der konisch geformte Rohran¬ bindungsbereich (2) einstückig ausgebildet sind und dass der Rohranbindungsbereich (2) mit dem Flanschanbindungsbe¬ reich (4) verklebt ausgebildet ist.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Rohranbindungsbereich (2) wahlweise auf einer In¬ nenseite oder auf einer Außenseite des Rohrelements (1) an¬ geordnet ist.

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Rohrelement (1) eine Grundwandstärke aufweist, die zur Ausbildung des konisch geformten Rohranbindungsbereichs (2) zum Ende des Rohrelements (1) hin dünner werdend, be¬ sonders bevorzugt kontinuierlich dünner werdend, ausgebil¬ det ist.

4. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschanbindungsbereich (4) wahlweise auf einer Außenseite oder auf einer Innenseite des Flanschelements (3) angeordnet ist.

5. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flanschelement (3) rohrförmig ausgebildet ist und der Flanschanbindungsbereich (4) des rohrförmigen Flansch¬ elements (3) eine Grundwandstärke aufweist, die zur Aus¬ bildung des konisch geformten Flanschanbindungsbereichs (4) zum Ende des Flanschelements (3) hin dünner werdend, beson¬ ders bevorzugt kontinuierlich dünner werdend, ausgebildet ist .

6. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Flanschanbindungsbereich (4) mit einer parallel zur Hauptachse des Rohrelements (1) verlaufenden Nut (5) versehen ist.

7. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flanschelement (3) an seinem rohrelementseitigen Ende einen sich weiter verjüngenden, zum Rohrelement (1) kontaktfreien Randbereich (6) aufweist.

8. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Flanschanbindungsbereich (4) rohranbindungsbe- reichsseitig eine aufgerauhte Oberfläche (7) aufweist.

9. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Flanschelements (3) der Flanschan- bindungsbereich (4) und am anderen Ende des Flanschelements (3) ein Kupplungselement (8) vorgesehen ist.

10. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Rohranbindungsbereich (2) sowohl auf einer Außen¬ seite als auch auf einer Innenseite des Rohrelements (1) konisch ausgebildet ist.

11. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass sowohl der Rohranbindungsbereich (2) des Rohrelements (1) als auch der Rohranbindungsbereich (4) des Flanschele¬ ments (3) mit zueinander formschlüssig passenden Hinter- schneidungen (10) versehen sind.

12. Verbindungsanordnung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

dass wahlweise der Rohranbindungsbereich (2) des Rohrele¬ ments (1) und/oder der Rohranbindungsbereich (4) des Flan¬ schelements (3) parallel zur Hauptachse des Rohrelements (1) geschlitzt ausgebildet ist bzw. sind.

Description:
Verbindungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art ist nach der EP 0 139 176 AI bekannt. Diese besteht aus einem aus einem Faserverbundwerkstoff gebildeten Rohrelement, das an einem sei ¬ ner Enden einen konisch geformten Rohranbindungsbereich auf ¬ weist, der zu einem an einem Flanschelement vorgesehenen, umge ¬ kehrt konisch geformten Flanschanbindungsbereich passend ausge ¬ bildet ist. Bei dieser Lösung ist der Rohranbindungsbereich als Hülse außen auf das Rohr aufgeschoben und mit diesem verklebt. Das Flanschelement ist an seiner Innenseite mit dem Flanschan ¬ bindungsbereich versehen, so dass das Rohrelement mit dem Rohranbindungsbereich in das Flanschelement mit seinem Flan ¬ schanbindungsbereich einsteckbar ist. Zur gegenseitigen Fixie ¬ rung weist das Flanschelement auf seiner Außenseite ein Gewinde auf, das mit einem sich am hülsenförmigen Rohranbindungsbereich abstützenden Überwurfring zusammenwirkend ausgebildet ist.

Wie sich aus der EP 0 139 176 AI ergibt, ist unter der Maßgabe "konisch geformt" somit abstrahiert ein Zylinderstück zu ver ¬ stehen, dessen Wandstärke sich in Hauptachsrichtung des Zylin ¬ ders verändert, und zwar insbesondere gleichmäßig verändert. Je nach dem, ob dabei (wie bei der EP 0 139 176 AI) die Innenseite des Flanschanbindungsbereich bzw. die Außenseite des Rohranbin- dungsbereichs oder umgekehrt (also nicht wie bei der EP 0 139 176 AI) die Außenseite des Flanschanbindungsbereichs bzw. die Innenseite des Rohranbindungsbereichs konisch ausgebildet sind, umschließt wahlweise der Flanschanbindungsbereich oder der Rohranbindungsbereich einen gedachten Kegelstumpf. Die beschriebene Lösung gemäß der EP 0 139 176 AI ist technisch aufwändig .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsan ¬ ordnung der eingangs genannten Art zu verbessern, und zwar ins ¬ besondere hinsichtlich des erforderlichen technischen Aufwands.

Diese Aufgabe ist mit einer Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass das Rohrelement und der konisch geformte Rohranbindungsbereich einstückig aus ¬ gebildet sind und dass der Rohranbindungsbereich mit dem Flan- schanbindungsbereich verklebt ausgebildet ist.

Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß und orientiert an der EP 0 139 176 AI vorgesehen, sowohl auf die Zusatzhülse als auch auf den Überwurfring zu verzichten.

Mit Blick darauf, dass die erfindungsgemäße Verbindungsanord ¬ nung insbesondere als Teil eines Tragrahmens, wie er zum Bei ¬ spiel bei Robotern zur Befestigung von Werkzeugen wie Spannvor ¬ richtungen und dergleichen verwendet wird, ausgebildet ist, bringt es keine Nachteile mit sich, die genannten Bauteile mit ¬ einander zu verkleben. Ein wesentlicher Vorteil ist aber neben der Reduktion der Bauteile darin zu sehen, dass die Gesamtkon ¬ struktion ein erheblich geringeres Gewicht aufweist.

Dies um so mehr, wenn man, wie vorgesehen, das Rohrelement aus einem Faserverbundwerkstoff wie Kohle- oder Glasfaserverbund ¬ werkstoff bildet. Dieses Material ist bei hoher Stabilität gleichzeitig sehr leicht und damit besonders gut geeignet, um einen Tragrahmen, wie er zum Beispiel aus der EP 1 607 638 Bl oder der nachveröffentlichten DE 10 2011 101 454 AI bekannt ist, herzustellen. Das Flanschelement mit seinem Flanschanbindungs- bereich, das natürlich auch an beiden Enden des Rohrelements vorgesehen sein kann, ist dabei bevorzugt aus einem metalli ¬ schen Werkstoff, besonders bevorzugt aus druckgegossenem Alumi ¬ nium gebildet.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhän ¬ gigen Patentansprüchen.

Der Vollständigkeit halber wird noch auf die Lösung gemäß der DE 1 162 651 B hingewiesen, bei der aber nicht ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Rohrelement, sondern eine aus Gummi bestehende Innenauskleidung eines Metallrohrs einen ko ¬ nisch geformten Rohranbindungsbereich aufweist.

Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentan ¬ sprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt

Figur 1 im Schnitt eine erste Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Verbindungsanordnung mit einem Rohr element und zwei Flanschelementen;

Figur 2 in Seitenansicht das erfindungsgemäße Flanschele ment gemäß Figur 1; und

Figur 3 perspektivisch das Flanschelement gemäß Figur 2;

und

Figur 4 im Schnitt eine zweite Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Verbindungsanordnung . Die in den Figuren dargestellte Verbindungsanordnung, die ins ¬ besondere zur Ausbildung von Tragrahmen für Roboter dient, be ¬ steht in bekannter Weise aus einem aus einem Faserverbundwerk ¬ stoff gebildeten Rohrelement 1, das an einem seiner Enden einen konisch geformten Rohranbindungsbereich 2 aufweist, der zu ei ¬ nem an einem Flanschelement 3 vorgesehenen, umgekehrt konisch geformten Flanschanbindungsbereich 4 passend ausgebildet ist.

Wie beim vorgenannten Stand der Technik, ist auch bei der er ¬ findungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass das Flanschelement 3 aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Besonders bevor ¬ zugt ist dabei Aluminium, und zwar insbesondere Aluminiumdruck- guss vorgesehen. Alternativ kommt aber auch Kunststoff in Be ¬ tracht .

Wesentlich für die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung ist nun, dass das Rohrelement 1 und der konisch geformte Rohranbin ¬ dungsbereich 2 einstückig ausgebildet sind und dass der Rohran ¬ bindungsbereich 2 mit dem Flanschanbindungsbereich 4 verklebt ausgebildet ist.

Bezogen auf den oben genannten Anwendungsbereich bei Tragrahmen und das damit verbundene Bestreben, diese möglichst leicht aus ¬ zubilden, ist dabei weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das Rohrelement 1 eine Wandstärke aufweist, die ein Vielfaches kleiner als der Durchmesser des Rohrelements 1 ist.

Im Unterschied zum vorgenannten Stand der Technik ist weiterhin mit Verweis auf die Figuren 1 bis 3 bevorzugt vorgesehen, dass der Rohranbindungsbereich 2 auf einer Innenseite des Rohrele ¬ ments 1 und der Flanschanbindungsbereich 4 auf einer Außenseite des Flanschelements 3 angeordnet ist. Mit anderen Worten: Bei der Lösung gemäß den Figuren 1 bis 3 wird besonders bevorzugt das Flanschelement 3 in das Rohrelement 1 eingesteckt und dabei mit diesem verklebt.

Alternativ ist gemäß Figur 4 vorgesehen, dass der Rohranbin- dungsbereich 2 auf einer Außenseite des Rohrelements 1 und der Flanschanbindungsbereich 4 auf einer Innenseite des Flanschele ¬ ments 3 angeordnet ist. Mit anderen Worten: Bei der Lösung ge ¬ mäß Figur 4 wird besonders bevorzugt das Rohrelement 1 in das Flanschelement 3 eingesteckt und dabei mit diesem verklebt.

Weiterhin ist mit Verweis auf die Figuren 1 bis 3 vorgesehen, dass das Rohrelement 1 eine Grundwandstärke aufweist, die zur Ausbildung des konisch geformten Rohranbindungsbereichs 2 zum Ende des Rohrelements 1 hin dünner werdend, besonders bevorzugt kontinuierlich dünner werdend, ausgebildet ist.

Alternativ ist gemäß Figur 4 vorgesehen, dass der Rohranbin- dungsbereich 2 sowohl auf einer Außenseite als auch auf einer Innenseite des Rohrelements 1 konisch ausgebildet ist, d. h. das Rohrelement 1 ist insgesamt an seinem freien Ende konisch zulaufend ausgebildet.

Ferner ist bei allen dargestellten Ausführungsformen vorgese ¬ hen, dass auch das Flanschelement 3 rohrförmig ausgebildet ist und der Flanschanbindungsbereich 4 des rohrförmigen Flanschele ¬ ments 3 eine Grundwandstärke aufweist, die zur Ausbildung des konisch geformten Flanschanbindungsbereichs 4 zum Ende des Flanschelements 3 hin dünner werdend, besonders bevorzugt kon ¬ tinuierlich dünner werdend, ausgebildet ist.

Um eine besonders gute Verdrehsicherung (durch Formschluss in Ergänzung zum Stoffschluss durch Kleben) zwischen dem Rohrele ¬ ment 1 und dem Flanschelement 3 zu gewährleisten, ist weiterhin bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 bis 3 bevorzugt vorgese- hen, dass der Flanschanbindungsbereich 4 mit (mindestens) einer parallel zur Hauptachse des Rohrelements 1 verlaufenden Nut 5 versehen ist (das Flanschelement gemäß den Figuren 1 bis 3 weist insgesamt acht solcher Nuten auf) .

Um die Gefahr zu reduzieren, dass die Verbindungsanordnung im Bereich des im Rohrelement 1 liegenden Endes des Flanschele ¬ ments 3 bei Belastung abknickt, ist weiterhin bei der Ausfüh ¬ rungsform gemäß Figur 1 bis 3 bevorzugt vorgesehen, dass das Flanschelement 3 an seinem rohrelementseitigen Ende einen sich weiter verjüngenden, zum Rohrelement 1 kontaktfreien Randbe ¬ reich 6 aufweist.

Zu weiteren Verbesserung der Klebeverbindung zwischen dem Rohr ¬ element 1 und dem Flanschelement 3 ist ferner bei der Ausfüh ¬ rungsform gemäß Figur 1 bis 3 bevorzugt vorgesehen, dass der Flanschanbindungsbereich 4 rohranbindungsbereichsseitig eine aufgerauhte Oberfläche 7 aufweist, so dass die tatsächliche Klebefläche insgesamt größer als bei einer glatten Oberfläche ist .

Alternativ ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 bevorzugt vorgesehen, dass sowohl der Rohranbindungsbereich 2 des Rohr ¬ elements 1 als auch der Rohranbindungsbereich 4 des Flanschele ¬ ments 3 mit zueinander formschlüssig passenden Hinterschneidun- gen 10 versehen sind. Diese Hinterschneidungen 10 sind in Form von Rillen und Vertiefungen ausgebildet, die radial zur Haupt ¬ achse des Rohrelements 1 erstreckt sind.

Um das Flanschelement 3 bei dieser Lösung auf das Rohrelement 1 bei der Montage bzw. beim Verkleben aufschieben zu können, ist weiterhin vorgesehen, dass wahlweise der Rohranbindungsbereich 2 des Rohrelements 1 und/oder der Rohranbindungsbereich 4 des Flanschelements 3 parallel zur Hauptachse des Rohrelements 1 geschlitzt ausgebildet ist bzw. sind (nicht extra dargestellt, da ohne Weiteres vorstellbar) .

Um die Verbindungsanordnung insbesondere als Tragrahmen nutzen zu können, ist weiterhin bei allen dargestellten Ausführungs ¬ formen bevorzugt an einem Ende des Flanschelements 3 der Flan ¬ schanbindungsbereich 4 und am anderen Ende des Flanschelements 3 ein Kupplungselement 8 vorgesehen, wobei darüber hinaus zwi ¬ schen dem Flanschanbindungsbereich 4 und dem Kupplungselement 8 ein Widerlager 9 für das Rohrelement 1 angeordnet ist, gegen das das Rohrelement 1 beim Aufschieben auf (Figur 1 bis 3) bzw. Einstecken in (Figur 4) das Flanschelement 3 stößt.

Schließlich ist aus Gewichts- und Stabilitätsgründen, wie be ¬ reits eingangs erläutert, vorgesehen, dass das Rohrelement 1 aus einem gut zur Aufnahme von Zug- und Druckkräften sowie Tor ¬ sionsmomenten geeigneten Faserverbundwerkstoff gebildet ist.

Bezugszeichenliste

1 Rohrelement

2 Rohranbindungsbereich

3 Flanschelement

4 Flanschanbindungsbereich

5 Nut

6 Randbereich

7 Oberfläche

8 Kupplungselement

9 Widerlager

10 Hinterschneidung