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Die Erfindung betrifft eine Konsole eines Ständers zur Aufnahme von zu fügenden Bauteilen, insbesondere der Karosserie von Kraftfahrzeugen, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
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Es ist bekannt, Bauteile der Karosserie von Kraftfahrzeugen durch Fügen zu einem Bauteil zusammenzusetzen, wobei das Fügen nicht nur durch Schweißverfahren, sondern auch durch Klebeverfahren erfolgt. Unabhängig von den zur Anwendung kommenden Fügeverfahren werden im Allgemeinen zunächst die jeweiligen zu fügenden Bauteile in ihrer Zusammenbaulage zueinander fixiert und anschließend miteinander verbunden. Dabei kommt zum Fixieren der zu fügenden Bauteile beispielsweise ein Spannrahmen zur Anwendung, der Spannelemente besitzt, durch die die zu fügenden Bauteile in definierter Raumlage eingespannt werden. Die Spannelemente gemeinsam mit dem Spannrahmen erfüllen hierbei nicht nur eine Positionsaufgabe, indem sie die zu fügenden Bauteile in einer Relativlage zueinander exakt ausrichten, sondern auch eine Fixieraufgabe, bei der sie die zu fügenden Bauteile in einem festen Kontakt miteinander halten.
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Sollen mehrere Bauteile der Karosserie von zwei Kraftfahrzeugtypen positioniert und beispielsweise durch Schweißen zu einem Bauteil zusammengesetzt werden, so ist es auch bekannt, die zu fügenden Bauteile, nachdem sie auf einen Montagerahmen aufgelegt sind, mit diesem einer Schweißstation zuzuführen, in deren Bereich auswechselbare Positionseinrichtungen angeordnet sind, mit deren Hilfe die auf dem Montagerahmen aufliegenden Bauteile positioniert werden, bevor sie miteinander verschweißt werden.
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Unabhängig von den jeweils bekannten Einrichtungen zum Fixieren und Fügen von Bauteilen der Karosserie von Kraftfahrzeugen ist es darüber hinaus auch bekannt, Ständer, die die zu fügenden Bauteile durch eine Konsole aufnehmen, vorwiegend mit gebrannten, dickwandigen Blechen aufzubauen, die an den Berührungsflächen mit der Grundplatte sowie mit den Spann- und Arretierelementen zur Sicherung der Maßhaltigkeit gefräst sind. Dabei werden bei Erfordernis für größere Ausladungen an die gebrannten Bleche weitere Arme angeschweißt.
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Bei den bekannten Einrichtungen zum Fügen von Bauteilen der Karosserie von Kraftfahrzeugen hat sich jedoch gezeigt, dass durch diese nicht eine einfache und damit kostengünstige sowie robuste und zugleich verstellbare Konsole zur Verfügung steht, um in einer relativ kurzen Zeit Vorrichtungen zum Fügen der Bauteile aufzubauen, den Wiederverwendungsgrad zu erhöhen, geringfügige Lageänderungen in der bestehenden Fertigung umzusetzen und um insbesondere den Umsetzungszeitraum für beliebig neue Fahrzeugmodelle an den vorhandenen Vorrichtungen zu verkürzen.
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WO 2007 063 006 A1 offenbart einen Tragarm für ein Spann- und Zentrierelement eines Greifergerüstes zum Halten von Raumformbauteilen in der KFZ-Industrie. Hierbei ist vorgesehen, die Tragarme mittels mindestens eines Kugelgelenkes und/oder eines Lenkauszuges verschwenkt, verschieb- und verdrehbar in einer Klemm- und Löseeinheit eines dem Tragarm integrierten Verstellmechanismus auszurüsten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konsole eines Ständers zur Aufnahme von zu fügenden Bauteilen, insbesondere der Karosserie von Kraftfahrzeugen, entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, durch die im Wesentlichen unter Verwendung von kostengünstigen Serienteilen nicht nur ein schneller Aufbau und eine flexible Einstellbarkeit ermöglicht wird, sondern die auch dazu geeignet ist, um den Umsetzungszeitraum für neue Fahrzeugmodelle zu verkürzen, wobei gleichzeitig der Wiederverwendungsgrad zu erhöhen ist, geringfügige Lageänderungen in bestehender Fertigung umzusetzen sind sowie die Voraussetzungen dafür zu schaffen sind, dass die die Fügung vornehmenden Schweißvorrichtungen beziehungsweise Klebeeinrichtungen in einer relativ kurzen Zeit aufgebaut werden können.
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Dadurch, dass erfindungsgemäß die Konsole mit der Grundplatte des Ständers, dem die Konsole zugeordnet ist, über eine Verbindungsstange vertikal verschiebbar und über Drehgelenke gelenkig in Verbindung steht, derart, dass die Konsole stufenlos in sechs Achsen und somit in sechs Freiheitsgraden verstellbar ist, indem sie unabhängig von ihrer vertikalen Verschiebung auch horizontal richtungsunabhängig nach innen und außen verschiebbar ist, wobei in der Einstellposition der Konsole sowohl die Verbindungsstange als auch die Drehgelenke festlegbar sind und dabei alle sechs zu verriegelnden Freiheitsgrade der Verbindungsstange sowie der Drehgelenke parallel und somit gleichzeitig aufbringbar sind, wird eine Konsole bereitgestellt, die bedingt durch ihre flexible Einstellbarkeit insbesondere dazu geeignet ist, auch dann ihrer Aufgabe gerecht zu werden, wenn Bauteile der Karosserie von neuen Fahrzeugmodellen zu fügen sind, was aus der axialen sowie aus der richtungsunabhängigen, horizontalen Verschiebung der Konsole resultiert.
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Ferner sind erfindungsgemäß zwei als Kugelgelenke ausgebildete Drehgelenke vorgesehen, von denen ein erstes Kugelgelenk im Bereich der Konsole und ein zweites Kugelgelenk im Bereich der Grundplatte des Ständers angeordnet ist, wobei beide Kugelgelenke als geschlitzte Kugelhülsen ausgebildet sind, die einen die axial verschiebbar angeordnete Verbindungsstange aufnehmenden, zentrischen Durchgang besitzen und in Lagerpfannen der Konsole und eines an der Grundplatte befestigten Lagerbockes drehbar gelagert sind, und die axial verschiebbar angeordnete Verbindungsstange innerhalb des zentrischen Durchganges der in der Lagerpfanne des Lagerbockes drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse axial verschiebbar angeordnet, während sie innerhalb des zentrischen Durchganges der in der Lagerpfanne der Konsole drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse fest mit der geschlitzten Kugelhülse in Verbindung steht und somit in ihrer axialen Verschiebung festgelegt ist.
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Damit ohne jeden Zeitaufwand und dabei ohne den Einsatz neuer Konsolen und damit auch kostengünstig eine Anpassung der Konsole an neue Fahrzeugmodelle hinsichtlich des Fügens der zu fügenden Bauteile vorgenommen werden kann, ist dem Lagerbock eine Druckplatte zugeordnet, die über Schrauben mit dem Lagerbock verbunden ist, wobei in der Druckplatte sowie in dem Lagerbock die Lagerpfanne zur Aufnahme der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse vorgesehen ist, so dass durch Anziehen der Schrauben die drehbar gelagerte, geschlitzte Kugelhülse zwischen der Druckplatte und dem Lagerbock geklemmt ist.
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Analog ist in erfindungsgemäßer Ausbildung der Konsole dieser auf ihrer dem Lagerbock zugerichteten Seite eine Druckplatte zugeordnet, die ebenfalls über Schrauben mit der Konsole verbunden ist, wobei in dieser sowie in der Konsole die Lagerpfanne zur Aufnahme der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse vorgesehen ist, so dass durch Anziehen der Schrauben die drehbar gelagerte, geschlitzte Kugelhülse zwischen der Druckplatte und der Konsole geklemmt ist. Damit sind die Voraussetzungen dafür gegeben, dass nach einer Anpassung der Konsole an zu fügende Bauteile neuer Fahrzeugmodelle mit dem Anziehen der den Druckplatten des Lagerbockes sowie der Konsole zugeordneten Schrauben die Lage der flexibel einstellbaren Konsole zur Grundplatte des Ständers unbeweglich und damit statisch ist.
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Somit stellt die Erfindung eine Konsole bereit, die nicht nur eine Anpassung an zu fügende Bauteile neuer Fahrzeugmodelle gewährleistet und dabei diese Anpassung ohne jeden Zeitaufwand ermöglicht, sondern die sich auch durch die Verwendung von im Wesentlichen genormten Bauteilen zumindest für den Lagerbock und für die Kopfklemmung auszeichnet, so dass gegenüber herkömmlichen Konsolen die teuren und zeitaufwendigen Arbeitsgänge, wie Konstruieren, technologische Bearbeitung, Brennen und Fräsen entfallen. Neben weiteren Vorteilen, die sich aus der Ausbildung der Konsole ergeben, liegen durch die erfindungsgemäße Konsole aber auch die Voraussetzungen dafür vor, dass die die Fügung vornehmenden Schweißvorrichtungen beziehungsweise Klebeeinrichtungen in relativ kurzer Zeit aufgebaut werden können, was ebenfalls die Kosten bei der Herstellung der Karosserie des Kraftfahrzeuges positiv beeinflusst. Schließlich ist durch die der Konsole zugeordneten, drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen über die Schrauben und damit über die der Konsole sowie dem Lagerbock zugeordneten Druckplatten nicht nur manuell, sondern auch pneumatisch/hydraulisch eine Lösung, insbesondere aber eine wiederholgenaue Fixierung der Kugelgelenke durchführbar.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die vorzugsweise durch die drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen gebildeten Kugelgelenke geschaffenen, flexiblen Spannstellen aber auch mit dem Aufbau von Antrieben zur Kugelentsperrung für automatischen Zweistellungsbetrieb mit Roboterverstellung einsetzbar.
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Schließlich sind die zur Fügung vorgesehenen Bauteile zwischen zwei Spannelementen eines Spannantriebes aufnehmbar, der der Konsole zugeordnet ist, wobei ein Spannelement unmittelbar mit der Konsole in Wirkverbindung steht.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die in Schnittdarstellung eine Konsole zur Aufnahme von zu fügenden Bauteilen zeigt, näher erläutert.
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Die Figur zeigt im Schnitt eine Konsole 1 eines nicht weiter dargestellten Ständers zur Aufnahme von zu fügenden Bauteilen 2 der Karosserie von Kraftfahrzeugen. Damit die Konsole 1 hinsichtlich des Fügens der zu fügenden Bauteile 2 neuer Fahrzeugmodelle angepasst werden kann, ist diese flexibel einstellbar. Dabei steht die Konsole 1 mit der Grundplatte 3 des Ständers über eine axial verschiebbar angeordnete Verbindungsstange 4 in Verbindung und ist sowohl vertikal verschiebbar als auch horizontal verschiebbar richtungsunabhängig nach innen und außen angeordnet, wobei die horizontale Verschiebung unabhängig von der vertikalen Verschiebung vorgenommen werden kann. Um die horizontale Verschiebung der Konsole 1 zu ermöglichen, sind der axial verschiebbar angeordneten Verbindungsstange 4 zwei Drehgelenke 5, 6 zugeordnet, so dass die Konsole 1 über diese mit der Grundplatte 3 des Ständers gelenkig verbunden ist. Als Drehgelenke 5, 6 sind Kugelgelenke 7, 8 vorgesehen, die als drehbar gelagerte, geschlitzte Kugelhülsen 9, 10 ausgebildet sind. Ein erstes Drehgelenk 5 ist in der Konsole 1 angeordnet und ein zweites Drehgelenk 6 ist einem an der Grundplatte 3 befestigten Lagerbock 11 zugeordnet. Zur Aufnahme der axial verschiebbar angeordneten Verbindungsstange 4 besitzen die drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 einen zentrischen Durchgang 12, 13. Während die axial verschiebbar angeordnete Verbindungsstange 4 innerhalb des zentrischen Durchganges 13 der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse 10 axial verschiebbar ist, steht sie innerhalb des zentrischen Durchganges 12 der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse 9 fest mit dieser in Verbindung und ist somit in ihrer axialen Verschiebung festgelegt.
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Wie die Figur weiterhin zeigt, ist sowohl der Konsole 1 als auch dem Lagerbock 11 je eine Druckplatte 14, 15 zugeordnet, von denen die Druckplatte 14 über Schrauben 16 mit der Konsole 1 und die Druckplatte 15 über Schrauben 17 mit dem Lagerbock 11 verbunden ist. Während in der Druckplatte 14 sowie in der Konsole 1 eine Lagerpfanne 18 zur Aufnahme der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse 9 vorgesehen ist, ist in der Druckplatte 15 sowie in dem Lagerbock 11 eine weitere Lagerpfanne 19 zur Aufnahme der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse 10 vorgesehen. Somit sind die Voraussetzungen dafür gegeben, dass die Konsole 1 nach ihrem Einstellen bei ihrer Anpassung zur Aufnahme der zu fügenden Bauteile der Karosserie neuer Fahrzeugmodelle sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung unter Verwendung der als drehbar gelagerte, geschlitzte Kugelhülsen 9, 10 ausgebildeten Kugelgelenke 7, 8 sowie der Druckplatten 14, 15 festgelegt werden kann und somit unbeweglich also statisch ist, da durch das Anziehen der Schrauben 16, 17 ein Klemmen der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 zwischen der Druckplatte 14 und der Konsole 1 einerseits und zwischen der Druckplatte 15 und dem Lagerbock 11 andererseits erfolgt.
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Bei dieser derart vorgenommenen Festlegung der Konsole 1 ist davon auszugehen, dass in den Kugelgelenken 7, 8 bei ihrem Fixieren eine Keilwirkung zwischen den Druckplatten 14, 15 und den drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 aufgebaut wird. Diese Keilwirkung wirkt einerseits zwischen der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülse 10 und der axial verschiebbar angeordneten Verbindungsstange 4 gegen eine Axialverschiebung. Andererseits wird durch die Keilwirkung aber auch eine Kraftverstärkung zwischen der Niederhalterkraft der Druckplatten 14, 15 und den drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 erreicht. Aus der Ausbildung der Konsole 1 mit ihren Drehgelenken 5, 6 in Form der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 resultiert somit, dass die Niederhalterkraft und die Keilwirkung ringförmig und gleichmäßig um die drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 wirkt. Das aber bedeutet, dass eine Zentrierung der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 in den Drehgelenken 5, 6 erreicht wird, die eine ungewollte Lageverstellung der Konsole 1 während der Arretierung verhindert. In Verbindung mit der Zentrierung der drehbar gelagerten, geschlitzten Kugelhülsen 9, 10 werden bei ihren Arretierungen alle sechs zu verriegelnden Freiheitsgrade der axial verschiebbar angeordneten Verbindungsstange 4 sowie der Drehgelenke 5, 6 parallel und somit gleichzeitig aufgebracht.
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Die Figur zeigt aber auch, dass der Konsole 1 ein Spannantrieb 20 zugeordnet ist, zu dem zwei Spannelemente 21, 22 gehören, zwischen denen die zur Fügung vorgesehenen Bauteile 2 der Karosserie 1 aufgenommen werden. Dabei liegt das eine Spannelement 22 auf der Konsole 1 auf, so dass beim Fügen der Bauteile 2 durch Schweißen oder Kleben ihre lagesichere Aufnahme gewährleistet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Konsole
- 2
- Bauteile
- 3
- Grundplatte
- 4
- axial verschiebbar angeordnete Verbindungsstange
- 5
- Drehgelenke
- 6
- Drehgelenke
- 7
- Kugelgelenke
- 8
- Kugelgelenke
- 9
- drehbar gelagerte, geschlitzte Kugelhülsen
- 10
- drehbar gelagerte, geschlitzte Kugelhülsen
- 11
- Lagerbock
- 12
- zentrische Durchgänge
- 13
- zentrische Durchgänge
- 14
- Druckplatten
- 15
- Druckplatten
- 16
- Schrauben
- 17
- Schrauben
- 18
- Lagerpfannen
- 19
- Lagerpfannen
- 20
- Spannantrieb
- 21
- Spannelemente
- 22
- Spannelemente
