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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zum abstandsgenauen
Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil. Ferner betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur abstandsgenauen Befestigung
des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil sowie eine Hilfsvorrichtung zum
Anbringen des Befestigungssystems an dem zweiten Bauteil, um das
erste Bauteil an dem Befestigungssystem anzuordnen.
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In
dem Patent
DE 101
38 371 D1 wird ein Verfahren und eine Hilfsvorrichtung
zur abstandsgenauen Befestigung eines Blechs an einem Bauteil offenbart.
Dazu wird die Verwendung einer Abstandsschraube vorgeschlagen. Eine
Abstandsschraube dient im Fahrzeugbau zum Beispiel dazu, ein Karosserieblech
mit einem bestimmten Abstand an einem Bauteil, wie zum Beispiel
dem Chassis des Fahrzeugs, zu befestigen.
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Die
in der
DE 101 38 371
C1 vorgeschlagene Abstandsschraube besitzt einen radial
angeordneten Teller, der fest mit der Schraube verbunden ist, um darauf
zum Beispiel ein Karosserieblech abstandsgenau abzulegen. Die Abstandsschraube
weist auf einer einem Basisbauteil zugewandten Seite ein Gewinde
auf, mit dem die Abstandsschraube in das Basisbauteil eingeschraubt
werden kann. Auf der bauteilabgewandten Seite der Abstandsschraube
ist ebenfalls ein Gewinde vorgesehen, um ein auf dem mittig relativ
zu der Länge
der Abstandsschraube angeordneten Teller aufliegendes Bauteil mittels
zum Beispiel einer Mutter zu sichern.
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Da
die Position des Tellers in Bezug auf die Länge der Abstandsschraube fest
ist, muss die Abstandsschraube also beim Einschrauben in das Basisbauteil
genauestens eingeschraubt werden, um den gewünschten Abstand zwischen dem
Basisbauteil und dem Teller der Abstandsschraube herzustellen. Eine
nachträgliche
Justierung, das heißt
nachdem das beabstandet anzuordnende, weitere Bauteil auf den Teller
gelegt ist, ist nicht möglich.
Ferner ist es mit einer solchen Abstandsschraube nicht möglich, einen
Abstand zu erzielen, der größer als
die axiale Entfernung zwischen dem Teller und dem dem Basisbauteil
zuge wandten Ende der Abstandsschraube ist. Der Abstand lässt sich
durch Einschrauben der Abstandsschraube lediglich verringern.
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Ferner
besteht die Gefahr, dass sich der eingestellte Abstand einer bereits
in das Basisbauteil eingeschraubten Abstandsschraube nachträglich ändert. Eine
solche Änderung
könnte
beispielsweise durch Vibrationen hervorgerufen werden, wie sie während der
Fahrt eines Fahrzeugs auftreten.
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Ferner
sind insbesondere im Fahrzeugbau sogenannte Schweißbolzen
bekannt, um zwei Bauteile miteinander zu verbinden.
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Dabei
wird ein bolzen- oder stiftförmiges
Element auf das Basisbauteil geschweißt. Diese Bolzen können mit
einem Außengewinde
versehen sein.
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Im
Allgemeinen werden Bolzen durch Kaltfließpressen hergestellt. Dabei
entsteht ein Flansch mit einem gegenüber dem Bolzen größeren Durchmesser.
Mit diesem Flansch wird eine Schweißfläche vergrößert. Ferner wird mit diesem
Flansch erreicht, dass ein Lichtbogen (beim Lichtbogenschweißen) nicht
auf den zylindrischen Teil des Bolzens übergreift. Damit wird eine
gleichmäßige Verschweißung ermöglicht.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren,
ein Befestigungssystem sowie eine Hilfsvorrichtung zum Anbringen
des Befestigungssystems vorzusehen, das die abstandsgenaue Befestigung
eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil verbessert.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Befestigungssystem gelöst, das einen Bolzen sowie
eine Anlagescheibe aufweist. Das erste Bauteil wird an einer Fläche der
Anlagescheibe angelegt, die dem ersten Bauteil zugewandt ist. Dabei
ist die Anlagescheibe derart mit dem Bolzen koppelbar, dass in axialer Richtung
des Bolzens ein beliebiger Abstand zwischen der dem ersten Bauteil
zugewandten Fläche der
Anlagescheibe und einem dem zweiten Bauteil zugewandten Ende des
Bolzens einstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gelöst, das die Schritte aufweist:
Zuführen
eines Befestigungssystems der oben erwähnten Art über eine Zuführeinrichtung;
Einstellen eines beliebigen Abstands durch axiales Verstellen der
Anlagescheibe relativ zum Bolzen mittels einer Verstelleinrichtung; Verfügen des
eingestellten Befestigungssystems mit dem zweiten Bauteil mittels
einer Fügeeinrichtung; und
Anordnen und Befestigen des ersten Bauteils an der Anlagescheibe.
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Außerdem wird
die Aufgabe durch eine Hilfsvorrichtung zum Anbringen eines Befestigungssystems
der oben erwähnten
Art gelöst,
wobei die Hilfsvorrichtung eine Zuführeinrichtung, eine Verstelleinrichtung,
eine Fügeeinrichtung
sowie eine Steuereinrichtung aufweist.
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Bevorzugterweise
weist der Bolzen ein Außengewinde
auf und die Anlagescheibe weist einen entsprechend an das Außengewinde
angepassten Gewindedurchzug auf, so dass die Anlagescheibe auf den
Bolzen schraubbar ist.
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Da
die Anlagescheibe nicht fest, sondern beweglich mit dem Bolzen verbunden
ist, lässt
sich nahezu jeder beliebige Abstand einstellen, der maximal nahezu
die Länge
des gesamten Bolzens betragen kann. Bevorzugterweise wird die Anlagescheibe
in mittlerer Höhe
des Bolzens voreingestellt, so dass sowohl größere als auch kleinere Abstände als
der mittlere Abstand eingestellt werden können.
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Weiter
von Vorteil ist, dass ein gewünschter Abstand
bereits vor der Montage des Befestigungssystems eingestellt werden
kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
eines der Gewinde eine Polygonform oder einen Steigungsfehler auf.
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Damit
wird eine Schwergängigkeit
zwischen dem Bolzen und der Anlagescheibe erreicht. Diese Schwergängigkeit
verhindert, dass ein vor der Montage des Befestigungssystems eingestellter
Abstand sich (nachträglich) ändert.
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Es
hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn sich das Außengewinde
des Bolzens im Wesentlichen über
die gesamte Länge
des Bolzens erstreckt.
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Dann
nämlich
ist der Bolzen einfach herzustellen. Es muss lediglich ein einziges
Gewinde geschnitten werden, was in einer Kosteneinsparung und Zeitersparnis
bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Befestigungssystems resultiert.
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Auch
von Vorteil ist, wenn der Bolzen an seinem dem zweiten Bauteil zugewandten
Ende einen Flansch zum Verfügen
des Bolzens mit dem Bauteil aufweist.
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Der
Flansch vergrößert die
zum Verfügen des
Bolzens mit dem zweiten Bauteil zur Verfügung stehende Fläche und
sichert ferner eine exakte Ausrichtung des Bolzens relativ zum Basisbauteil,
wobei die Ausrichtung in der Regel derart gewählt ist, dass der Bolzen senkrecht
auf der Fläche
des Basisbauteils steht. Im Basisbauteil muss keine Nietmutter vorgesehen
werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Anlagescheibe zumindest eine Werkzeugaufnahme in einer
ihrer Flächen,
insbesondere in der dem erste Bauteil zugewandten Fläche, auf.
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Mittels
der Werkzeugaufnahme kann ein fabrikseitig voreingestellter Abstand
von einem externen Werkzeug verstellt werden, das über entsprechende Mittel
verfügt,
die in die auf der Anlagescheibe vorgesehenen Werkzeugaufnahmen
eingreifen können.
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Weiter
ist es von Vorteil, wenn der Gewindedurchzug einen Kragen aufweist,
der aus der dem ersten Bauteil zugewandten Fläche der Anlagescheibe vorstehen
kann und mit Mitteln versehen ist, die es erlauben, die Anlagescheibe,
nach erfolgter Anordnung des ersten Bauteils an der Anlagescheibe, nachträglich in
axialer Richtung des Bolzens zu verstellen.
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Somit
lässt sich
der Abstand auch nachträglich
noch korrigieren, sollte es bei dem Vorgang, bei dem das Befestigungssystem
mit dem Basisbauteil verfügt
wird, zu einer Verstellung des voreingestellten Abstandes kommen.
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Bevorzugterweise
sind die Mittel zum nachträglichen
Verstellen angepasst, mit einem externen Werkzeug zusammenzuwirken.
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Auf
diese Weise kann die nachträgliche
Justage automatisiert werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform sind
die Mittel zum nachträglichen
Verstellen durch eine Schlüsselfläche, eine
Mehrkantform oder eine Werkzeugaufnahme verkörpert.
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Diese
Mittel stellen gängige
Varianten dar, mit denen Werkzeuge die Anlagescheibe verstellen bzw.
verdrehen können.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist der Bolzen ein Schweißbolzen,
ist der Flansch ein Schweißflansch
und der Bolzen wird mittels Schweißens mit dem zweiten Bauteil
verfügt.
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Die
Bolzenschweißtechnik
ermöglicht
eine stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem Bolzen und dem Basisbauteil. Das erfindungsgemäße Befestigungssystem
lässt sich
auf einfache Weise an dem Basisbauteil anbringen.
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Auch
von Vorteil ist, wenn der Bolzen an seinem dem ersten Bauteil zugewandten
Ende eine Suchspitze aufweist.
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Mit
dieser Maßnahme
wird gewährleistet, dass
das erste Bauteil einfach auf den Bolzen, oder umgekehrt, aufsteckbar
ist, um die zwei miteinander zu verbindenden Bauteile schnell und
präzise
miteinander zu verbinden.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn der Bolzen ein metrischer Bolzen ist.
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Zusätzlich kann
das erfindungsgemäße Befestigungssystem
eine Mutter aufweisen, mit der das erste Bauteil an der Anlagescheibe
fixierbar ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der beliebige,
einzustellende Abstand mittels einer Sensoreinheit bestimmt wird,
die den Abstand zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil
bestimmt.
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Auf
diese Weise lassen sich beliebige Abstände situativ einstellen. Dies
bedeutet, dass die einzustellenden Abstände nicht vorab beispielsweise in
einer Speichereinheit hinterlegt sind, sondern je nach konkretem
Anwendungsfall mittels einer Sensoreinheit bestimmt werden. Dabei
liefert die Sensoreinheit entsprechende Informationen an eine Steuereinheit,
die wiederum auf eine Verstelleinrichtung einwirkt, mit der der
gewünschte
Abstand eingestellt wird.
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Anderenfalls,
das heißt
wenn der Abstand nicht situativ gemessen werden soll, kann eine
Speichereinrichtung vorgesehen werden, die in Abhängigkeit
eines Orts, an dem das Befestigungssystem zu platzieren ist, einen
Abstand ausgibt, der mit diesem Ort verknüpft ist und einen vorbestimmten
Abstand angibt.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf das Befestigungssystem der 1.
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3 zeigt
schematisch eine Anlage, mit der ein erfindungsgemäßes Befestigungssystem
an einem Basisbauteil anbringbar ist.
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4 zeigt
schematisch ein weiteres Element der Anlage gemäß der 3.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Im
Nachfolgenden wird ein Befestigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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1 zeigt
das Befestigungssystem 10 gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Befestigungssystem 10 umfasst einen vorzugsweise zylindrischen
Bolzen 12. Die Mittelachse des Bolzens 12 ist
mit A bezeichnet. Das Befestigungssystem 10 umfasst ferner
eine Anlagescheibe 14.
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Der
Bolzen kann optional eine sogenannte Suchspitze 16 an einem
seiner axialen Enden aufweisen. Die Suchspitze 16 dient
bei einer Montage eines Bauteils an einem Basisbauteil zur Vereinfachung
des Auffindens einer in diesem Bauteil vorgesehenen Öffnung.
Ferner geht der Bolzen 12 in 1 an seinem
dem Basisbauteil zugewandten Ende in einen Flansch 18 über.
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Bei
dem in 1 dargestellten Bolzen 12 handelt es
sich um einen Schweißbolzen,
der auf ein Basisbauteil aufgeschweißt wird. Deshalb bildet der untere
Teil des Flansch 18, der durch eine gestrichelte Linie
vom oberen Teils des Flansch 18 getrennt dargestellt ist,
einen sogenannten Abbrandbereich 20. Im Abbrandbereich 20 kommt
es bei einer Verschweißung
des Bolzens 12 mit dem Basisbauteil zu einer stoffschlüssigen Verbindung
zwischen dem Bolzen 12 und dem Basisbauteil. Beim Verschweißen, insbesondere
beim Hubzündungsschweißen, wird zwischen
dem Bolzen 12 und dem Basisbauteil eine Spannung angelegt,
die ausreicht um bei einem bestimmten Abstand zwischen dem Bolzen 12,
der auf das Basisbauteil zu bewegt wird, und dem Basisbauteil einen
Lichtbogen zwischen den beiden zu „zünden". Die dabei frei werdende Energie reicht
aus, um sowohl den Flansch 18 als auch die Oberfläche des Basisbauteils
aufzuschmelzen. Anschließend
wird der Bolzen auf die aufgeschmelzte Oberfläche abgesetzt, und es kommt
zu einer stoffschlüssigen
Verbindung.
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Außerdem weist
der Bolzen 12 der 1 ein Außengewinde 22 auf.
Dieses Außengewinde 22 kann
mit einem Gewindedurchzug 24 der Anlagescheibe 14 derart
zusammenwirken, dass sich die Anlagescheibe 14 in axialer
Richtung A relativ zum Bolzen durch Drehen verstellen lässt. Das
Gewinde des Gewindedurchzugs 24 ist entsprechend auf das Außengewinde 22 des
Bolzens 12 abgestimmt.
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Bei
der in der 1 gezeigten speziellen Ausführungsform
des Gewindedurchzugs 24 weist dieser einen Kragen 26 auf,
der aus einer Fläche 28 der
Scheibe 14 vorsteht, wobei die Fläche 28 einem ersten
Bauteil 30 zugewandt ist. Das erste Bauteil 30 kann
mittels dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem 10 abstandsgenau
zu einem zweiten Bauteil 32, nämlich dem Basisbauteil 32,
angeordnet werden.
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Der
Abstand zwischen der dem ersten Bauteil 30 zugewandten
Fläche 28 der
Anlagescheibe 14 und einer Oberfläche 34 des Basisbauteils 32 ist
in 1 mit D bezeichnet. Diese Distanz bzw. dieser Abstand
D kann mittels dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem
variiert werden. Dazu wird die Anlagescheibe 14 in eine
gewünschte
Richtung entlang der Längsachse
A des Bolzens verdreht. Diese Relativbewegung der Scheibe 14 zum
Bolzen 12 ist in 1 mit einem
Pfeil 27 angedeutet.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf das Befestigungssystem 10 der 1,
wobei das erste Bauteil 30 sowie das Basisbauteil 32 in 2 nicht
dargestellt sind. Im Nachfolgenden werden ausgehend von dem Mittelpunkt
der 2 die einzelnen Elemente, die bereits in 1 dargestellt
sind, nochmals beschrieben werden.
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In
der Draufsicht der 2 ist die Suchspitze 16 am
nächsten
zu dem Mittelpunkt angeordnet. Daran schließt sich der Bolzen 12 an.
Der Kragen 26 des Gewindedurchzugs 24 (vgl. 1)
hat hier einen größeren Durchmesser
als der Bolzen 12. Mit einem strichpunktiert dargestellten
Kreis 50 ist in der 2 eine Öffnung 50 des
ersten Bauteils 30 schematisch angedeutet. Die Grundfläche des
Flansch 18 ist mit einer gestrichelten Linie angedeutet,
da diese in der Draufsicht der 2 auf das
Befestigungssystem 10 der 1 durch
die Fläche 28 der
Anlagescheibe 14 verdeckt ist. Die Größe bzw. der Durchmesser der Anlagefläche 28 der
Scheibe 14 ist beliebig wählbar und kann in Abhängigkeit
von Eigenschaften des zu befestigenden Bauteils 30 variiert
werden.
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Die
Anlagefläche 28 der
Anlagescheibe 14 ist im Beispiel der 2 in
Gestalt einer Schlüsselfläche 40 mit
geradlinigen Seiten 42 und 44 dargestellt. Diese
Schlüsselfläche 40 ist
jedoch lediglich ein Beispiel. Die Anlagescheibe 14 könnte auch
eine andere Form, wie z.B. eine Mehrkantform, aufweisen.
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Zusätzlich kann
die Anlagescheibe 14 Werkzeugaufnahmen, z.B. in Form von
Bohrungen 46 oder von Langlöchern 47, aufweisen,
damit ein externes Werkzeug in diese Aufnahmen 46 bzw. 47 eingreifen
kann, um die Anlagescheibe 14 axial durch Drehen zu verstellen.
Die Langlöcher 47 bieten
den Vorteil, dass bei extremen Toleranzlagen zwischen dem Befestigungssystem 10 und
einer Verstelleinrichtung, die noch genauer im Zusammenhang mit den 3 und 4 erläutert werden
wird, trotzdem noch ein einwandfreier Eingriff des externen Werkzeugs
möglich
ist.
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Es
versteht sich, dass die in 2 verschieden
dargestellten Werkzeugaufnahmen 46 bzw. 47 alle
in Form von Bohrungen 46 oder Langlöchern 47 ausgebildet
sein könnten.
Auch die Anzahl der Werkzeugaufnahmen kann variiert werden, ebenso
wie deren Anordnung relativ zur Scheibe 14.
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Auch
der Kragen 26 des Gewindedurchzugs 24 kann Werkzeugaufnahmen 48 aufweisen,
um die Anlagescheibe 14 in axialer Richtung zu verstellen. Die
Werkzeugaufnahmen 48 lassen sich auch dazu benutzen, die
Anlagescheibe 14 zu verstellen, wenn das erste Bauteil 30 (vgl. 1)
bereits auf der Anlagescheibe 14 aufliegt. Um das erste
Bauteil 30 überhaupt
auf die Anlagescheibe 14 legen zu können, sollte das erste Bauteil 30 die Öffnung 50 aufweisen. Die Öffnung 50 hat
in der Regel einen größeren Durchmesser
als der Kragen 26. Der Kragen 26 liegt somit frei
und auf ihm kann nach erfolgter Anordnung des ersten Bauteils 30 auf
der Anlagescheibe 14 durch ein externes Werkzeug zugegriffen
werden, um die Anlagescheibe 14 nachträglich zu verstellen.
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Dazu
ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Kragen 26,
was seine Höhe
betrifft, über
das erste Bauteil 30 hinausragt, wie es in 1 dargestellt ist.
Der Kragen 26 in 1 ist lediglich
zu Veranschaulichungszwecken höher
als die Dicke des ersten Bauteils 30 dargestellt. Das Bauteil 30 kann
mit einer in der 1 nicht dargestellten, weiteren
Mutter, die über
die Suchspitze 16 auf den Bolzen 12 aufgeschraubt
wird, an der Anlagescheibe 14 fixiert werden. Dabei kann
es von Vorteil sein, wenn eine Unterlegscheibe zwischen der (in 1 nicht
dargestellten) Mutter und dem Bauteil 30 vorgesehen wird. Deshalb
ist der Kragen 26 in der 1 als über das erste
Bauteil 30 hinausragend dargestellt. Der Kragen 26 weist
in 1 eine Mehrkantform 45 auf. Er könnte jedoch
ebenso wie die Anlagescheibe 14 die Gestalt einer Steckfläche aufweisen,
damit ein externes Werkzeug, auch nachträglich, die axiale Position der
Anlagescheibe einstellen kann. Umgekehrt kann die Anlage scheibe 14 natürlich auch
eine Mehrkantform aufweisen, anstatt in Gestalt einer Steckfläche ausgebildet
zu sein.
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Das
Außengewinde 22 bzw.
das Innengewinde des Gewindedurchzugs 24 kann eine Polygonform
oder einen Steigungsfehler haben, um eine Schwergängigkeit
zwischen Scheibe und Bolzen sicherzustellen. Die Oberfläche des
Bolzens kann mit einem Korrosionsschutz versehen sein, der schweißbar ist.
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Die
Scheibe hat vorzugsweise einen Durchmesser von 23 bis 26 Millimeter,
wobei der Durchmesser auf das Bauteil, wie zum Beispiel einen Kotflügel, abzustimmen
ist. Die Oberfläche
der Scheibe 14 kann schweißunabhängig beschichtet werden.
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Da
die Scheibe 14 mit dem ersten Bauteil 30 belegt
ist und die Reibungskräfte
einer (nicht dargestellten) Mutter auf das erste Bauteil 30 wirken,
wird die Scheibe 14 beim Anziehen der Mutter nicht auf Verdrehung
belastet. Die Schwergängigkeit
des Gewindes sollte deshalb ausreichen, wobei sie mindestens gewährleisten
sollte, dass zum Beispiel beim Vereinzeln in einem Zuführer oder
beim Transport des Systems 10 ein Verstellen der Scheibe 14 verhindert
wird.
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Die 3 und 4 zeigen
eine Vorrichtung 60, mit der das Befestigungssystem 10 der
vorliegenden Erfindung an einem zweiten Bauteil 32 angebracht
werden kann, um es anschließend
mit einem ersten Bauteil 30 in Verbindung zu bringen, wobei das
erste Bauteil 30 und das zweite Bauteil 32 im montierten
Zustand einen Abstand D zueinander haben sollen.
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Diese
Vorrichtung 60 umfasst eine Zuführeinrichtung 62 mit
einer Zuführschiene 63, über die Befestigungssysteme 10 aus
einem (nicht dargestellten) Speicher der Zuführeinrichtung 62 vereinzelt, das
heißt
einzeln, zugeführt
werden können.
Ferner weist die Vorrichtung 60 eine Verstelleinrichtung 64 sowie
eine Steuereinrichtung 66 und optional eine Speichereinheit 68 auf.
Optional kann auch eine Sensoreinheit 70 vorgesehen sein,
die einen ersten Sensor 72 sowie einen zweiten Sensor 82 umfassen kann.
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Da
das Befestigungssystem 10 der Verstelleinrichtung 64 vorzugsweise
automatisch zugeführt wird,
kann es forderlich sein, dass die Anlagescheibe 14 eine
vorbestimmte relative axiale Position bezüglich dem Bolzen 12,
d.h. einen vorab eingestellten Abstand, aufweist. Dazu kann das
Befestigungssystem nach einer Herstellung seiner einzelnen Elemente
und einer optionalen Korrosionsschutzbeschichtung mit einem Verschraubautomaten
(in 3 und 4 nicht dargestellt) weiterbearbeitet
werden. Mit dem Verschraubautomaten wird zunächst die Anlagescheibe 14 mit
einem vorbestimmten Drehmoment gegen den Flansch 18 (vgl. 1)
geschraubt. Drehmomente von 4 – 6
Nm sind dabei bevorzugt. Durch diesen Prozessschritt kann sichergestellt
werden, dass die Anlagescheibe 14 der Zuführeinrichtung 62 verliersicher,
und insbesondere verdrehsicher, mit einem vorab eingestellten Abstand
relativ zum Bolzen 12 geliefert wird. Daraus ergibt sich
auch eine Schwerpunktlage, die derart definiert sein kann, dass das
Befestigungssystem 10 bzw. der Bolzen 12 mit einer
vorbestimmten Orientierung in der Zuführeinrichtung 62 vereinzelt
wird.
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Oft
wird das Befestigungssystem 10 als Schüttgut in den Speicher der Zuführeinrichtung 62 eingefüllt. Deshalb
kann ein Vereinzelungsprozess notwendig sein, der dann durch die
Schwerpunktslage erleichtert wird. Das Befestigungssystem 10 kann der
Verstelleinrichtung 64 auf diese Weise einfach über die
Zuführschiene 63 zugeführt werden,
die dann einen, z.B. mit der Sensoreinheit 70 zu bestimmenden,
relativen Abstand einstellt. Dies hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Befestigungssystem
für verschiedene
Fahrzeugtypen verwendet werden kann.
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Mit
der Verstelleinrichtung 64 lässt sich also ein vorab eingestellter
Abstand der Scheibe 14 relativ zum Bolzen 12 des
Befestigungssystems 10 verstellen. Dazu weist die Verstelleinrichtung 64 beispielsweise
ein Hohlwerkzeug 78 auf, das zum Beispiel über den
stehenden Kragen 26 (vgl. 1) geführt werden
kann, um die Scheibe 14 zu verstellen.
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Die
relative Position der Scheibe 14 zum Bolzen 12 kann
mit einem ersten Sensor 72 der Sensoreinheit 70 erfasst
werden. Dies ist durch einen Pfeil 74 in der 3 schematisch
angedeutet. Die Position eines Endes des Bolzens 12, das
im montierten Zustand dem zweiten Bauteil 32 zugewandt
ist, wie zum Beispiel der Flansch 18, kann ebenfalls von
dem ersten Sensor 72 erfasst werden, was schematisch durch
einen Pfeil 76 in der 3 angedeutet
ist.
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Der
erste Sensor 72 liefert diese Messergebnisse an die Steuereinrichtung 66,
die beispielsweise durch einen Mikroprozessor verkörpert sein
kann. Die Steuereinrichtung 66 kann jedoch auch durch jedes
andere beliebige Steuersystem, wie zum Beispiel einen PC oder einen
Großrechner,
implementiert sein, das die Steuerung der Vorrichtung 60 durchführen kann.
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Die
Steuereinrichtung 66 überprüft, ob der vorab
eingestellte Abstand mit einem einzustellenden Abstand übereinstimmt,
um ggf. über
die Verstelleinrichtung 64 mit deren Werkzeug 78 die
relative Lage der Scheibe 14 zu verändern, indem die Scheibe 14 mit
dem Werkzeug 78 verdreht wird, wie es durch einen Pfeil 80 in
der 3 schematisch angedeutet ist.
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Der
einzustellende Abstand D kann entweder aus einem in der Speichereinheit 68 abgespeicherten
Datensatz abgerufen werden, wobei der Datensatz zumindest eine Verknüpfung zwischen
dem Ort, an dem das Befestigungssystem 10 zu positionieren
ist, und einem entsprechenden Abstand D beinhaltet.
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Alternativ
kann der einzustellende Abstand D jedoch auch mit Hilfe des zweiten
Sensors 82 bestimmt werden. Der zweite Sensor 82 ist
in der Lage, die relative Position eines beliebigen ersten Bauteils 30 zu
dem Basisbauteil 32 zu bestimmen. Dies ist in der 3 durch
die Pfeile 84 und 86 schematisch angedeutet. Mit
dem zweiten Sensor 82 lässt
sich somit situationsabhängig
arbeiten. Beispielsweise könnte das
in 3 dargestellte erste Bauteil 30 bereits
relativ zu dem Basisbauteil 32 mittels eines anderen Befestigungssystems 10 angebracht
sein und man will nun ein weiteres, erstes Bauteil 30 mit
dem gleichen Abstand D wie das bereits verbaute Bauteil 30 anbauen.
In diesem Fall ist der zweite Sensor 82 hilfreich.
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4 zeigt
ein weiteres Element der Vorrichtung 60, nämlich einen
Schweißroboter 88.
Aus Gründen
einer einfacheren Darstel lung sind einige der Elemente, die in 3 dargestellt
sind, in 4 nicht dargestellt, und umgekehrt.
Der Schweißroboter 88 ist
ebenfalls an die Steuereinrichtung 66 gekoppelt. Der Schweißroboter 88 verfügt das System 10 mit
dem Basisbauteil 32.
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Man
erkennt, dass sich in 4 die Verstelleinrichtung 64 entlang
der Achse A von dem Befestigungssystem 10 wegbewegt hat.
Dies geschieht dann, wenn der einzustellende Abstand D mittels der Verstelleinrichtung 64 eingestellt
ist. Dann „greift" sich der Schweißroboter
das Befestigungssystem. Dazu kann der Schweißroboter 88 zum Beispiel
mit (nicht dargestellten) Greifern ausgestattet sein, die das Befestigungssystem 10 aufnehmen
und zusätzlich
für einen
Schweißstromübergang
sorgen, indem über
die Greifer eine Spannung angelegt wird.
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Nachdem
der Roboter 88 sein Schweißwerkzeug 90 in eine
zum Beispiel vorprogrammierte Position bewegt hat, kann der eigentliche
Schweißvorgang
erfolgen. Ein dabei entstehender Abbrand am Bolzenflansch 18 ist
entweder bekannt oder kann (nachträglich) mittels der Sensoreinheit 70 bestimmt werden.
Vorzugsweise ist der Abbrand in der Speichereinheit 68 der
Steuereinrichtung 66 hinterlegt, so dass der vom zweiten
Sensor 82 ermittelte Verstellweg, das heißt die Distanz
D, mit dem Abbrand verrechnet werden kann.
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Über eine
Prozessdatenerfassung aus dem Schweißvorgang ist darüber hinaus
eine Trendbeobachtung möglich,
die verhindert, dass Schwankungen im Schweißvorgang zu Abweichungen bei
den Lagetoleranzen führen.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben,
wobei die im Zusammenhang mit den 3 und 4 getroffenen
Aussagen mit zu berücksichtigen
sind.
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Gemäß dem Verfahren
zur abstandsgenauen Befestigung eines ersten Bauteils 30 an
einem zweiten Bauteil 32 wird in einem Schritt S1 ein Befestigungssystem 10 über eine
Zuführeinrichtung
zugeführt.
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Anschließend wird
in einem Schritt S2 ein beliebiger Abstand durch axiales Verstellen
der Anlagescheibe relativ zum Bolzen mittels einer Verstelleinrichtung
eingestellt.
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In
einem Schritt S3 wird das eingestellte Befestigungssystem mit dem
zweiten Bauteil mittels einer Fügeeinrichtung
verfügt
und in einem Schritt S4 wird das erste Bauteil an der Anlagescheibe
angeordnet und befestigt.
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Es
versteht sich, dass das erfindungsgemäße Befestigungssystem 10 nicht
nur mittels Schweißens
mit dem Basisbauteil verfügt
werden kann. Unter dem Begriff „Verfügen" wird jeglicher Vorgang verstanden,
bei dem das Befestigungssystem auf eine andauernde Weise mit dem
Basisbauteil verbunden wird.
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Auch
ist eine andere Art der verstellbaren Verbindung zwischen Bolzen
und Scheibe denkbar. So kann die Verbindung nicht nur unter Verwendung von
Gewinden erfolgen, sondern auch unter Verwendung eines Systems erfolgen,
das beispielsweise eine in Zähne
einrastende Nase aufweist wie es bei Kabelbindern bekannt ist. Jegliche
andere Art von Verbindung zwischen Scheibe und Bolzen ist möglich, so
lange eine Verstellbarkeit der relativen Position der Scheibe zum
Bolzen gewährleistet
ist.
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Ferner
ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Bolzen einen Flansch 18 (vgl. 1)
aufweist. Der Bolzen 12 könnte auch in eine in das zweite
Bauteil 32 eingearbeitete, entsprechende Nietmutter (nicht
dargestellt) eingeschraubt werden. Auch ist das Vorsehen eines Kragens
nicht zwingend erforderlich. Der Gewindedurchzug 24 könnte sich
auch lediglich durch die Scheibe 14 erstrecken, das heißt keinen
Kragen 26 aufweisen.