DE10124927B4

DE10124927B4 - jig

Info

Publication number: DE10124927B4
Application number: DE2001124927
Authority: DE
Inventors: Hermann Relard; Ferdinand Wecker
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: DE10124927A1

Abstract

Aufspannvorrichtung zum Positionieren und Tragen von Bauteilen in einer Maschine, insbesondere einer Messmaschine, mit einer auf einem Halter (2) festgelegten Spanneinheit (3), wobei die Aufspannvorrichtung einen auf einer Aufnahme (4) positionierbaren Grundkörper (5) aufweist, der mit einer Konsole (7) um eine Vertikalachse (Z-Achse) drehbeweglich gekoppelt ist und die Konsole (7) ein erstes Winkelstück (8) und ein zweites Winkelstück (9) umfasst, die an ihren einander kontaktierenden Schenkeln (13, 14) um eine Horizontalachse (Y-Achse) relativ zueinander drehbeweglich sind, und der Halter (2) mit seinem Haltergrundkörper (17) relativ zum zweiten Schenkel (18) des zweiten Winkelstücks (9) um eine weitere Drehachse (D) drehbeweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer um die Drehachse (D) schwenkbeweglich gelagerten Stützplatte (26) des Halters (2) eine sich beim Verspannen eines Bauteils entsprechend der Krafteinwirkung relativ zu diesem ausrichtende Pendelauflage (27) vorgesehen ist, wobei die Stützplatte (26) mit einer Kulisse (29) und der Pendelauflage (27) bei Nichtgebrauch um die...jig for positioning and supporting components in a machine, in particular a measuring machine, with a fixed on a holder (2) Clamping unit (3), wherein the jig on one Recording (4) positionable body (5), which with a bracket (7) about a vertical axis (Z-axis) rotatably is coupled and the console (7) a first angle piece (8) and a second elbow (9), which at their contacting legs (13, 14) are rotatable relative to each other about a horizontal axis (Y-axis) are, and the holder (2) with its holder base body (17) relative to the second Leg (18) of the second angle piece (9) about a further axis of rotation (D) is arranged rotatably, characterized in that on a pivotally mounted about the axis of rotation (D) support plate (26) of the holder (2) in a bracing of a component according to the Force acting relative to this aligning pendulum support (27) is provided, wherein the support plate (26) with a link (29) and the pendulum support (27) when not in use to the...

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung zum Positionieren und Tragen von Bauteilen in einer Maschine, insbesondere einer Messmaschine.The The invention relates to a jig for positioning and Carrying components in a machine, in particular a measuring machine.

In unterschiedlichsten Anwendungsfällen müssen Bauteile in Maschinen positionsgerecht festgehalten werden, beispielsweise zur Durchführung von Messungen auf dem Tisch einer Messmaschine. Solche Anwendungsfälle sind in der DE 197 08 762 A1 oder der DE 195 10 456 C2 beschrieben. Hierbei sind auf dem Tisch der Messmaschine säulenartige höhenverstellbare Tragelemente vorgesehen. An den freien Enden der Tragelemente ist jeweils eine Aufspannvorrichtung mit einer Spanneinheit angeordnet, mittels derer die zu vermessenden Bauteile, beispielsweise Komponenten einer Kraftfahrzeugkarosserie fixiert werden.In a wide variety of applications, components must be held in position in machines, for example, to carry out measurements on the table of a measuring machine. Such applications are in the DE 197 08 762 A1 or the DE 195 10 456 C2 described. Here, columnar height-adjustable support elements are provided on the table of the measuring machine. At the free ends of the support elements, in each case a clamping device is arranged with a clamping unit, by means of which the components to be measured, for example components of a motor vehicle body are fixed.

Da die im Betrieb auftretenden Kräftebedingungen des Bauteils in der Maschine reproduziert werden sollen, ist für den Erfolg einer Messung bzw. einer ganzen Messreihe eine spannungsfreie und reproduzierbare Fixierung der Bauteile erforderlich. Dies ist mit den bekannten Aufspannvorrichtungen nicht immer möglich, insbesondere wenn es sich bei den zu vermessenden Bauteilen um komplexe räumlich gekrümmte Konstruktionen handelt.There the force conditions occurring during operation of the component to be reproduced in the machine is for success a measurement or an entire series of measurements a voltage-free and reproducible fixation of the components required. This is with the known jigs not always possible, in particular if the components to be measured are complex, spatially curved constructions is.

Die DE PS 61 246 offenbart bereits eine Möglichkeit zur räumlichen Fixierung von Werkstücken aufgrund einer Anordnung mit mehreren Freiheitsgraden, allerdings soll das Werkstück in einem Schraubstock fixiert werden, der von sich aus für die reproduzierbare Aufnahme bestimmter Werkstückgeometrien ungeeignet ist.The DE PS 61 246 already discloses a possibility for spatial Fixation of workpieces due to a multiple degrees of freedom arrangement, however should the workpiece to be fixed in a vise, by itself for the reproducible Recording of certain workpiece geometries is unsuitable.

Durch die DE 691 01 810 T2 zählt eine Vorrichtung zum Halten eines Werkstücks zum Stand der Technik, mit einer Haltekugel, die in begrenztem Maß in einem Kugelsitz eines Schubsockels schwingen kann und an der Außenseite eine Halteabflachung aufweist, die unter Druck zur Anlage an das einzuspannende Werkstück kommt. Hierbei handelt es sich um eine sogenannte Pendelauflage, die sich beim Verspannen eines Bauteils entsprechend der Kraftwirkung relativ zu diesem ausrichtet.By the DE 691 01 810 T2 includes a device for holding a workpiece to the prior art, with a holding ball that can swing to a limited extent in a ball seat of a sliding base and on the outside has a Halteabflachung that comes under pressure to rest against the workpiece to be clamped. This is a so-called pendulum support, which aligns with the bracing of a component according to the force effect relative to this.

In der DE 296 03 081 U1 wird eine Vorrichtung zum Positionieren von Spann- oder Anschlagelementen für Werkstücke an Vorrichtungsbaukästen, Bearbeitungsvorrichtungen oder dergleichen beschrieben mit einem mindestens zweiarmigen Gelenkarm, wobei das oder die Gelenke der Gelenkarme als lösbare, formschlüssige Verbindungen ausgebildet sind. Insbesondere handelt es sich hierbei um Verzahnungen mit aneinander angepassten, vorzugsweise gleichen Zähnen an den einander gegenüber liegenden Flächen der Gelenke. Derartige Vorrichtungen werden auch im Katalog der Firma Horst Witte Gerätebau, 21354 Bleckede, April 2001, Seiten 152, 153, 158, 159 und 194 bis 229, "ALUFIX" angeboten, wobei es sich um ein Baukastenprinzip handelt, bei welchem unterschiedliche Aufsatzteile den Kontakt zwischen dem Werkstück und einer sogenannten ALUFIX-Vorrichtung herstellen.In the DE 296 03 081 U1 a device for positioning of clamping or stop elements for workpieces to device construction kits, processing devices or the like is described with a at least two-armed articulated arm, wherein the one or more joints of the articulated arms are designed as releasable, positive connections. In particular, these are teeth with matched, preferably the same teeth on the opposite surfaces of the joints. Such devices are also in the catalog of Horst Witte Gerätebau, 21354 Bleckede, April 2001, pages 152, 153, 158, 159 and 194 to 229, "ALUFIX" offered, which is a modular principle, in which different parts of the attachment contact between the workpiece and a so-called ALUFIX device.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Aufspannvorrichtung zum Positionieren und Tragen von Bauteilen in einer Maschine zu schaffen, die eine spannungsfreie und reproduzierbare Fixierung ermöglicht.Of the Invention is based on the prior art, the task, a jig for positioning and supporting components in a machine to create a tension-free and reproducible Fixation allows.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Aufspannvorrichtung mit einer auf einem Halter festgelegten Spanneinheit gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1. Die Aufspannvorrichtung weist einen auf einer Aufnahme positionierbaren Grundkörper auf, der mit einer Konsole um eine Vertikalachse (Z-Achse) drehbeweglich gekoppelt ist. Die Konsole umfasst ein erstes Winkelstück und ein zweites Winkelstück, die an ihren einander kontaktierenden Schenkeln um eine Horizontalachse (Y-Achse) relativ zueinander drehbeweglich sind. Der Halter wiederum ist mit seinem Haltergrundkör per relativ zum zweiten Schenkel des zweiten Winkelstücks um eine weitere Drehachse (D-Achse) drehbeweglich angeordnet. Dabei ist auf einer um die Drehachse schwenkbeweglich gelagerten Stützplatte des Halters eine sich beim Verspannen eines Bauteils entsprechend der Krafteinwirkung relativ zu diesem ausrichtende Pendelauflage vorgesehen.The solution This task consists in a jig with a on a holder fixed clamping unit according to the features of claim 1. The jig has a positionable on a receptacle body on, with a console about a vertical axis (Z axis) rotatably is coupled. The console includes a first elbow and a second elbow, the at their contacting legs about a horizontal axis (Y-axis) are rotatable relative to each other. The holder is in turn with his Haltergrundkör by relative to the second leg of the second elbow about a another axis of rotation (D-axis) rotatably arranged. It is on a pivotally mounted about the axis of rotation support plate of the holder in accordance with the bracing of a component the force effect relative to this aligning pendulum support intended.

Bei Nichtgebrauch der Auflage kann die Stützplatte mit der Kulisse und der Pendelauflage auf einer Befestigungsplatte um die Drehachse in Pfeilrichtung aus dem Auflagebereich geschwenkt werden. Diese Maßnahme ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Aufspannung eines Bauteils, welches von mehreren Aufspannvorrichtungen gehalten wird, gezielt an einem Punkt aufgehoben werden soll.at Disuse the pad, the support plate with the backdrop and the pendulum support on a mounting plate around the axis of rotation be pivoted in the direction of arrow from the support area. These measure is particularly useful when the clamping of a component, which is held by several jigs, targeted to be lifted at one point.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aufspannvorrichtung ist es möglich, Bauteile so aufzunehmen, dass diese spannungsfrei maßhaltig exakt und reproduzierbar gespannt werden können. Durch die drei Achsen und die hierdurch ermöglichte Relativverstellung der Bauteile der Aufspannvorrichtung zueinander wird eine universelle Einspannmöglichkeit in allen Raumrichtungen gewährleistet.By the embodiment of the invention Jig it is possible Take components so that these tension-free dimensionally accurate and can be stretched reproducibly. Through the three axes and the relative adjustment made possible thereby the components of the jig to each other is a universal facility of clamping guaranteed in all directions.

Die Drehbeweglichkeit bezüglich der Achsen ist justierbar und lagefixierbar (Patentanspruch 2). Hierdurch ist eine einwandfreie Wiederholgenauigkeit bzw. Reproduzierbarkeit der Einspannung von Bauteilen unterschiedlichster Form möglich.The rotational mobility with respect to the axes is adjustable and fixed in position (claim 2). This is a perfect repeatability or reproducibility of the clamping of Components of different shapes possible.

Gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 3 erfolgt die Justierung über eine Rasterung an den einander kontaktierenden Flächen der zueinander drehbeweglichen Bauteile.According to the characteristics of claim 3, the adjustment via a grid to the one another contacting surfaces the mutually rotatable components.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Patentansprüche 4 und 5.Further advantageous embodiments of the inventive concept are the subject of the claims 4 and 5.

Die Aufspannvorrichtung ist insbesondere zum Positionieren und Tragen von Gegenständen wie Instrumententafelträgern, B-Säulen von Kraftfahrzeugen u.ä. in einer Messmaschine vorteilhaft geeignet. Hierbei sind mehrere Aufspannvorrichtung in bekannter Weise auf dem Tisch einer Messmaschine angeordneten Tragelementen positioniert.The Clamping device is in particular for positioning and carrying of objects like Instrument panel carriers, B-pillars of motor vehicles and the like suitable in a measuring machine advantageous. Here are several Clamping device in a known manner on the table of a measuring machine positioned supporting elements positioned.

Grundsätzlich kann eine erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung aber auch in anderen Anwendungsfällen zum Einsatz gelangen, beispielsweise in einer Materialbearbeitungsmaschine.Basically a jig according to the invention but also in other applications used, for example in a material processing machine.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:The Invention is described below with reference to an illustrated in the drawings embodiment described in more detail. Show it:

1 in perspektivischer Darstellungsweise eine erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung; 1 in perspective representation, a jig according to the invention;

2 die Aufspannvorrichtung auf einem Spannfuß in der Seitenansicht und 2 the jig on a clamping foot in the side view and

3 eine Stirnansicht auf die Darstellung der 2 gemäß dem Pfeil III. 3 an end view on the representation of 2 according to the arrow III.

In den 1 bis 3 ist mit 1 eine Aufspannvorrichtung bezeichnet zum Positionieren und Tragen von Bauteilen mit einer auf einem Halter 2 festgelegten Spanneinheit 3. Die Aufspannvorrichtung 1 weist einen auf einer Aufnahme 4 positionierbaren Grundkörper 5 auf. In den 2 und 3 ist die Aufspannvorrichtung 1 mit der Aufnahme 4 in einen Spannfuß 6 eingesetzt dargestellt.In the 1 to 3 is with 1 a jig for positioning and supporting components with one on a holder 2 fixed clamping unit 3 , The jig 1 has one on a recording 4 positionable body 5 on. In the 2 and 3 is the jig 1 with the recording 4 in a clamping foot 6 shown used.

Der Grundkörper 5 ist mit einer Konsole 7 gekoppelt. Grundkörper 5 und Konsole 7 sind um eine Vertikalachse Z relativ zueinander beweglich. Die Drehbeweglichkeit ist durch den Pfeil P1 verdeutlicht.The main body 5 is with a console 7 coupled. body 5 and console 7 are movable about a vertical axis Z relative to each other. The rotational mobility is illustrated by the arrow P1.

Die Konsole 7 umfasst ein erstes Winkelstück 8 und ein zweites Winkelstück 9. Das erste Winkelstück 8 der Konsole 7 liegt mit seinem Schenkel 10 auf dem Grundkörper 5 auf. In der Kontaktfläche zwischen Grundkörper 5 und Schenkel 10 ist eine Rasterung 11 vorgesehen, die eine feinfühlige reproduzierbare Einstellung der Relativlage zwischen Grundkörper 5 und Konsole 7 ermöglicht. Die Arretierung der Relativlage erfolgt über eine Stellschraube 12.The console 7 includes a first elbow 8th and a second elbow 9 , The first contra-angle 8th the console 7 lies with his thigh 10 on the body 5 on. In the contact area between the base body 5 and thighs 10 is a rasterization 11 provided that a sensitive reproducible adjustment of the relative position between the base body 5 and console 7 allows. The locking of the relative position via a set screw 12 ,

Der in Bildebene vertikal gerichtete Schenkel 13 des ersten Winkelstücks 8 und der Schenkel 14 des zweiten Winkelstücks 9 kontaktieren einander und sind um eine Horizontalachse Y relativ zueinander drehbeweglich (Pfeil P2). Auch hier ist in der Kontaktfläche zwischen den beiden Schenkeln 13 bzw. 14 eine Rasterung 15 vorge sehen, die eine Justierung der Relativlage von Winkelstück 8 und Winkelstück 9 ermöglicht. Die Fixierung kann über eine Stellschraube 16 vorgenommen werden.The vertical in image plane leg 13 of the first elbow 8th and the thigh 14 of the second elbow 9 contact each other and are rotatable relative to each other about a horizontal axis Y (arrow P2). Again, this is in the contact area between the two thighs 13 respectively. 14 a rasterization 15 Pre see, an adjustment of the relative position of elbow 8th and elbow 9 allows. The fixation can be done with a set screw 16 be made.

Der Halter 5 weist einen Haltergrundkörper 17 auf. Dieser liegt auf dem zweiten Schenkel 18 des zweiten Winkelstücks 9 auf. Der Haltergrundkörper 17 und der zweite Schenkel 18 sind um eine weitere Achse (D) drehbeweglich angeordnet (Pfeil P3). Die Einstellung der Relativlage des Haltergrundkörpers 17 und des zweiten Winkelstücks 9 zueinander erfolgt über eine Rasterung 19 zwischen Schenkel 18 und Haltergrundkörper 17. Die Lagefixierung wird über eine Stellschraube 20 vorgenommen.The holder 5 has a holder body 17 on. This is on the second leg 18 of the second elbow 9 on. The holder body 17 and the second leg 18 are rotatably arranged about a further axis (D) (arrow P3). The setting of the relative position of the holder body 17 and the second elbow 9 to each other via a grid 19 between thighs 18 and holder body 17 , The position fixation is via a set screw 20 performed.

An den Halter 2 ist seitlich eine Platte 21 angegliedert, an die ein Hebel 22 einer Spannzange 23 mit Kniehebelspannmechanismus angelenkt ist. Am freien Arm 24 der Spannzange 23 ist ein Halterkopf 25 montiert. Dieser wirkt mit einer auf einer Stützplatte 26 des Halters 4 vorgesehenen Pendelauflage 27 zusammen. Durch Betätigung des Spannhebels 28 werden der Haltekopf 25 und die Pendelauflage 27 gegeneinander gezogen und ein zwischen diesen angeordnetes Bauteil verspannt. Die Pendelauflage 27 ist auf einer Kulisse 29 um den Punkt P pendelnd bzw. schwimmend gelagert und kann um diesen rotieren. Auf diese Weise ist eine selbsttätige Ausrichtung der Pendelauflage 27 beim Verspannen eines Bauteils relativ zu diesem entsprechend der Krafteinwirkung sichergestellt.To the holder 2 is a plate on the side 21 affiliated to which a lever 22 a collet 23 articulated with toggle clamping mechanism. On the free arm 24 the collet 23 is a holder head 25 assembled. This acts with a on a support plate 26 of the owner 4 provided pendulum support 27 together. By pressing the clamping lever 28 become the holding head 25 and the pendulum support 27 pulled against each other and braced between them arranged component. The pendulum support 27 is on a backdrop 29 mounted around the point P pendulum or floating and can rotate around this. In this way, an automatic alignment of the pendulum support 27 ensured during bracing of a component relative to this according to the force.

In der Aufspannvorrichtung 1 können beliebige Gegenstände spannungsfrei und reproduzierbar gespannt werden. Die Relativlage von Grundkörper 5 zur Konsole 7, Winkelstück 8 und Winkelstück 9 bzw. Konsole 7 und Halter 2 um die Drehachsen Z, Y bzw. D ist frei definierbar und einstellbar, so dass sich eine universelle Einspannmöglichkeit in allen Raumrichtungen ergibt.In the jig 1 any objects can be stretched stress-free and reproducible. The relative position of the main body 5 to the console 7 , Elbow 8th and elbow 9 or console 7 and holder 2 around the axes of rotation Z, Y and D is freely definable and adjustable, so that there is a universal clamping possibility in all directions.

Bei Nichtgebrauch der Auflage kann die Stützplatte 26 mit der Kulisse 29 und der Pendelauflage 27 auf einer Befestigungsplatte 30 um die Drehachse D in Pfeilrichtung P3 aus dem Auflagebereich geschwenkt werden. Diese Maßnahme ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Aufspannung eines Bauteils, welches von mehreren Aufspannvorrichtungen 1 gehalten wird, gezielt an einem Punkt aufgehoben werden soll.When not in use the support, the support plate 26 with the backdrop 29 and the pendulum pad 27 on a mounting plate 30 be pivoted about the axis of rotation D in the direction of arrow P3 from the support area. This measure is particularly useful when the clamping of a component, which of several jigs 1 is kept deliberately stopped at one point ben should be.

11: Aufspannvorrichtungjig
22: Halterholder
33: Spanneinheitclamping unit
44: Aufnahmeadmission
55: Grundkörperbody
66: Spannfußclamping foot
77: Konsoleconsole
88th: Winkelstückelbow
99: Winkelstückelbow
1010: Schenkel v. 8 Thighs v. 8th
1111: Rasterungscanning
1212: Stellschraubescrew
1313: Schenkel v. 8 Thighs v. 8th
1414: Schenkel v. 9 Thighs v. 9
1515: Rasterungscanning
1616: Stellschraubescrew
1717: HaltergrundkörperHolder body
1818: Schenkel v. 9 Thighs v. 9
1919: Rasterungscanning
2020: Stellschraubescrew
2121: Platteplate
2222: Hebellever
2323: Spannzangecollet
2424: Arm v. 25 Arm v. 25
2525: Halterkopfholder head
2626: Stützplattesupport plate
2727: Pendelauflagependulum edition
2828: Spannhebelclamping lever
2929: Kulissescenery
3030: Befestigungsplattemounting plate
DD: Achseaxis
PP: PunktPoint
P1P1: Pfeilarrow
P2P2: Pfeilarrow
P3P3: Pfeilarrow
YY: HorizontalachseHorizontal axis
ZZ: Vertikalachsevertical axis

Claims

Clamping device for positioning and supporting components in a machine, in particular a measuring machine, with one on a holder ( 2 ) clamping unit ( 3 ), wherein the jig one on a receptacle ( 4 ) positionable body ( 5 ), which is connected to a console ( 7 ) is rotatably coupled about a vertical axis (Z-axis) and the console ( 7 ) a first angle piece ( 8th ) and a second angle piece ( 9 ), which at their contacting legs ( 13 . 14 ) are rotatable about a horizontal axis (Y-axis) relative to each other, and the holder ( 2 ) with its holder body ( 17 ) relative to the second leg ( 18 ) of the second angle piece ( 9 ) is arranged rotatably about a further axis of rotation (D), characterized in that on a pivotally mounted about the axis of rotation (D) supporting plate ( 26 ) of the holder ( 2 ) a self-aligning pendulum support (2), which straightens when a component is braced in relation to the force acting thereon ( 27 ) is provided, wherein the support plate ( 26 ) with a backdrop ( 29 ) and the pendulum support ( 27 ) are pivotable when not in use about the axis of rotation (D) from the support area.

Clamping device according to claim 1, characterized that the rotational mobility with respect the axes (Z, Y, D) is adjustable and position fixable.

Clamping device according to claim 2, characterized in that the adjustment via a grid ( 11 . 15 . 19 ) on the mutually contacting surfaces of the mutually rotatable components ( 5 . 7 ; 13 . 14 ; 17 . 18 ) he follows.

Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pendulum support ( 27 ) on the backdrop ( 29 ) is floating around a point (P) or floating.

Clamping device according to claim 4, characterized in that the pendulum support ( 27 ) can rotate around the point (P).