-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Rahmenbauweise zum Positionieren und Spannen eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils, in einer Fügeanlage, insbesondere einer Karosseriebauteilfügeanlage, wobei die Vorrichtung in Rahmenbauweise von einem Rahmen ausgebildet wird, an dem Schnittstellen zum Montieren von Funktionselementen ausgebildet sind.
-
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Karosseriebauteilfügeanlagen bekannt, bei denen Vorrichtung in Rahmenbauweise zum Einsatz kommen, deren Rahmen von einem rechteckigen Hohlprofil ausgebildet sind. An diesen Vorrichtungen sind üblicherweise Abstands-Konsolen angebracht, an denen unterschiedliche Funktionselemente wie beispielsweise Spanner oder Zentrierungen mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet werden können. Je nach Gestalt und Lage eines mittels dieser Funktionselemente zu haltenden Karosseriebauteils erstrecken sich die Konsolen aus der von der Vorrichtung ausgebildeten Ebene und verursachen Lastverhältnisse, wie unterschiedliche Drehmomente, die von der Vorrichtung selbst aufgenommen und weitergeleitet werden müssen. Um diesen nachteiligen Lastverhältnissen entgegenzuwirken, sind aus dem Stand der Technik besonders massiv gestaltete Vorrichtungen in Rahmenbauweise bekannt. Solche Vorrichtungen sind jedoch schwer zu handhaben und müssen, um eine wölb- und biegesteife Struktur aufzuweisen, besonders massiv ausgebildet werden, was zu einem starken Gewicht und schwerer Handhabbarkeit führt.
-
Ferner sorgen die in den Raum ragenden Abstands-Konsolen für ungünstige Bauraumverhältnisse und erschweren das Speichern der Vorrichtung in Magazinen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung in Rahmenbauweise bereitzustellen, die unaufwendig zu handhaben ist und dennoch eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweist, um aufzuspannende und zu haltende Bauteile ausreichend genau an vorbestimmten Positionen zu halten.
-
Ferner ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Karosseriebauteilfügevorrichtung bereitzustellen, die eine Tragwerksvorrichtung aufweist, die biegesteif ist und dennoch einfach zu handhaben ist.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung in Rahmenbauweise mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
-
Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung in Rahmenbauweise zum Positionieren und Spannen eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils bereitgestellt, wobei die Vorrichtung von Rahmenelementen gebildet wird, die Schnittstellen zu den Funktionselementen zum Positionieren und Spannen des Bauteils in einer vorbestimmten Position aufweisen, wobei die Rahmenelemente der Vorrichtung einen variablen Profilquerschnitt besitzen, der entlang des Profilverlaufs an die an der Schnittstelle zum Funktionselement wirkende Kraftverläufe gewichtssparend angepasst ist.
-
Unter einem Profilquerschnitt ist der Querschnitt eines Rahmenelements quer zur Längsrichtung desselben zu verstehen. Der Profilverlauf definiert die Abmessungen des Profilquerschnittes in der Quererstreckung des Profilquerschnittes, wie die Höhe, Breite des Profilquerschnittes als auch die Bauteildicke. Die Profilquerschnittabmessungen der jeweiligen Rahmenelemente sind hierbei an den Lastfall angepasst, bei dem bei einer maximalen Belastung eine Durchbiegung der Rahmenelemente in den vorgegebenen Toleranzbereichen stattfindet, aber gleichzeitig der Profilverlauf des jeweiligen Profilquerschnittes derart optimiert ist, dass der jeweilige Profilquerschnitt über die Vorrichtung in Rahmenbauweise dahingehend verändert wird, dass für die Lastein- und -ableitung überflüssiges Material an dem Profilquerschnitt weggelassen wird, so dass das Rahmenelement und der zugehörige Profilquerschnitt eine geringere Masse aufweisen. Eine derartige Optimierung kann zu unterschiedlichen Profilquerschnitten, insbesondere an den Schnittstellen führen, an denen die Funktionselemente angebracht sind. Unter frei veränderlich ist hierbei eine lastabhängige Bemessung der Profilquerschnitte der Rahmenelemente der Vorrichtung in Rahmenbauweise zu verstehen.
-
Dies hat den Vorteil, dass eine gewichtsoptimierte Vorrichtung in Rahmenbauweise insgesamt eine geringere Masse aufweist und leichter bewegt und gehandhabt werden kann, was vorteilhafterweise zu einer Energie- und Zeiteinsparung führt, da die Vorrichtung in Rahmenbauweise durch die geringere Masse mit geringeren Beschleunigungen bewegt werden kann.
-
Nach einer Ausführungsform der Vorrichtung in Rahmenbauweise sind der Rahmen bzw. dessen Rahmenelemente, auf eine materialsparende Art und Weise, insbesondere gemäß einer Topologieoptimierung, ausgebildet. Unter einer Topologieoptimierung ist hierbei eine Optimierung der Verteilung der Masse und des Materials eines Rahmenelements an die auftretenden und abzutragenden Kräfte, insbesondere auch an den auftretenden und abzutragenden Kraftverlauf, zu verstehen. Hierbei können Finite-Elemente-Modelle zum Einsatz kommen, mittels denen der Profilquerschnitt derart optimiert wird, dass nur dort Material und Masse an dem Profilquerschnitt gemäß dem Kraftverlauf vorliegt.
-
Kernidee der Erfindung ist es, eine Vorrichtung in Rahmenbauweise bereitzustellen, die steif aber dennoch besonders leicht im Gewicht und zudem leicht handhabbar und vorteilhafterweise ebenfalls raumsparend gelagert werden kann. Zur Einsparung an Gewicht und Masse werden hierbei für die Ausbildung des Tragrahmens besonders leichte Materialien und besonders geeignete Profilquerschnitte verwendet, mit denen eine Gewichts- und Materialeinsparung möglich ist. Des Weiteren wird auf die Verwendung unnötiger Bauelemente verzichtet, die unvorteilhafte Kräfte erzeugen können, wie beispielsweise hervorstehende Abstands-Konsolen zur Positionierung von Funktionselementen, wie Spannern, Zentrierungen oder Auflagen. Hierbei wird insbesondere darauf geachtet, dass die Abstands-Konsolen in den Profilquerschnitten integriert sind, insbesondere von denselben selbst ausgebildet werden. Hiermit kann eine bessere Krafteinleitung in den Tragrahmen erfolgen.
-
Ferner werden zur Gewichtseinsparung insbesondere Werkstoffe verwendet, die bei gleicher Festigkeit eine geringere Masse bzw. ein geringeres Gewicht aufweisen, wobei versucht wird, an geeigneten Stellen Stahl durch beispielsweise hochfeste Aluminiumlegierungen oder entsprechende Werkstoffe zu ersetzen. Es ist hierbei auch vorstellbar, dass der Rahmen in Mischbauweise aus Stahl, Aluminium und anderen hochfesten Stoffen, wie beispielsweise kohlefaserverstärkten Materialien ausgebildet ist.
-
Durch eine voutenartige Ausgestaltung wenigstens eines Abschnitts des erfindungsgemäßen Trägerrahmens ist ein direktes Anflanschen der Funktionselemente an der Tragestruktur des erfindungsgemäßen Spannrahmens möglich, ohne dass hierfür Abstands-Konsolen erforderlich sind. Ferner weist durch das Fehlen dieser Konsolen die Vorrichtung in Rahmenbauweise eine geringere Masse auf und es ergeben sich geringere Momenteneinleitungen in die Tragwerksstruktur. Vorteilhafterweise können durch die geringeren Belastungen, die an der Tragwerkstruktur wirken, günstigere Profilstrukturen und Querschnitte verwendet werden, die eine geringere Masse aufweisen.
-
Bevorzugt werden als Profilstruktur für die Rahmenelemente L- oder Doppel-T-Profile verwendet, die im Vergleich zu den Hohlprofilrohren leichter sind und geometriebedingt kaum Momentenbelastungen in mehr als einer Richtung aufweisen. Es sind aber auch andere Profilformen denkbar, die an die jeweiligen Lastfälle angepasst sind.
-
Vorzugsweise werden die Doppel-T-Trägerprofile an die möglich auftretenden Krafteinwirkungen optimiert, indem das Deckblech (Obergurt), der Steg oder das Bodenblech (Untergurt) verstärkt wird, beispielsweise durch dickere oder zusätzliche Bleche, also eine Vergrößerung der Steg- oder Gurt-Bauteilstärke. Vorteilhafterweise können auch Verstärkungsrippen oder Bleche zwischen den Deck- und Bodenblechen vorgesehen werden, die sich quer des Steges erstrecken. Es können sowohl Doppel-T-Profile gemäß der DIN1025 vorgesehen werden, als auch speziell für die jeweiligen Lastfälle bemessene Doppel-T-Profile oder L-Profile.
-
Weitere Leichtbaumaßnahmen liegen in der Optimierung der Steg- und Gurtabschnitte des Doppel-T-Profils durch entsprechende Anpassung der Dicken- und Höhenabmessungen der Stege und Gurtbleche an die vorliegenden und anzunehmenden Kraftfälle.
-
Besonders vorteilhaft definiert der Profilverlauf der Tragwerkstruktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung Aussparungen und Öffnungen, durch die hindurch von Manipulatoren, wie beispielsweise Industrierobotern, geführte Werkzeuge, wie beispielsweise Punktschweißfügewerkzeuge, hindernisfrei geführt und bewegt werden können.
-
Hinsichtlich einer wirtschaftlichen Herstellung werden bevorzugt Leichtbaurahmenprofile aus Materialien mit guter Schweißeignung ausgebildet. Hierbei sind beispielsweise Stahlbleche oder Aluminiumbleche und deren Legierungen zu verstehen. Es liegt auch im Bereich des Möglichen, dass die Rahmenstruktur aus kohlefaserverstärkten Rahmenelementen ausgebildet und entsprechend hergestellt wird.
-
Außerdem liegt es im Bereich der Erfindung, die an den Funktionselementen eingeleiteten Kräfte an Rahmenbereiche abzuleiten, die möglichst nah an den Krafteinleitungsstellen liegen. Hierbei gilt es die Anbindung der Vorrichtung in Rahmenbauweise an das Grundgestell der Karosseriebaufügeanlage ggf. anzupassen. Beispielsweise kann eine Anbindung an der Ober- und Unterseite der Vorrichtung in Rahmenbauweise günstiger sein, als eine Anbindung an der schmalen Vorrichtungsseite.
-
Ferner sind die erfindungsgemäßen Vorrichtungen in Rahmenbauweise einteilig und mehrteilig ausgebildet, so dass eine Kombination der einzelnen segmentierten mehrteiligen Vorrichtung in Rahmenbauweise gemäß einer Baukastensystematik möglich ist.
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung in Rahmenbauweise ist insbesondere für Karosseriebauteilfügeanlagen vorgesehen, wobei die Vorrichtung in Rahmenbauweise aufgrund der Leichtbauweise besonders leicht zu handhaben ist und insbesondere aufgrund der kompakten Bauweise leicht zu lagern ist.
-
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Karosseriebauteilfügeanlage erfindungsgemäß mit einer Karosseriebauteilfügeanlage mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.
-
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
-
1 in einer schematischen Vorderansicht eine Karosseriebauteilfügeanlage mit einer paarweise angeordneten Vorrichtung in Rahmenbauweise;
-
2 eine schematische Draufsicht auf die Karosseriebauteilfügeanlage von 1;
-
3 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Rahmenbauweise;
-
4 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Rahmenbauweise;
-
5 eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Rahmenbauweise, an der unterschiedliche Funktionselemente angebracht sind;
-
6 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Rahmenbauweise, an der unterschiedliche Funktionselemente angebracht sind, in Modulbauweise;
-
7a–7b in einer perspektivischen Ansicht einen Profilquerschnitt für unterschiedliche Montagestelle zur Anbringung von unterschiedlichen Funktionselementen;
-
8 eine schematische Ansicht einer Spannstelle jeweils mit und ohne Konsole; und
-
9 eine schematische Querschnittansicht eines Profilquerschnitts zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Rahmenbauweise.
-
1 und 2 zeigen jeweils in einer Vorderansicht und in einer Draufsicht eine exemplarische Anwendung einer Vorrichtung in Rahmenbauweise die hierin und üblicherweise paarweise in einer Karosseriebauteilfügeanlage 100 angeordnet sind.
-
Die Vorrichtung in Rahmenbauweise 2a und 2b weisen Schnittstellen 7 und Abstands-Konsolen 6 zur Montage unterschiedlicher Funktionselemente 3, 4, 5 auf, um das zu haltende und aufzuspannende Bauteil 10 in die gewünschte Lage und Position in x-, y-, und z-Richtung zu positionieren und zu fixieren. Die Karosserieteile 10 werden von den Vorrichtungen in Rahmenbauweise 2a und 2b aufgespannt und gehalten und in eine vorbestimmte Position gebracht, so dass die Karosserieteile 10 mittels geeigneter Fügewerkzeuge 21, die an gesteuerten Manipulatoren 20 vorgesehen sind, dauerhaft miteinander verbunden werden.
-
Die Vorrichtungen in Rahmenbauweise 2a, 2b werden üblicherweise paarweise eingesetzt, um die Karosserieteile 10 in die Sollposition zu verbringen, dort zu spannen und zu halten, und sind üblicherweise bei spiegelsymmetrischen Teilen 10a, 10b ebenfalls abhängig von den Haltepunkten an dem Bauteil ebenfalls spiegelsymmetrisch ausgebildet. Um die Fahrzeug-Rohkarosserie 10 auszubilden, werden die von den Vorrichtungen in Rahmenbauweise 2a, 2b gehaltenen Karosserieteile 10a und 10b mit Fügewerkzeugen 21, wie Schweißzangen 21, die mittels Manipulatoren 20, hier Fügeroboter 20 geführt werden, aneinander befestigt. Es sind jedoch auch andere Fügeverfahren möglich, wie beispielsweise Kleben oder Nieten.
-
Die Vorrichtung in Rahmenbauweise 2 ist mit Abstandskonsolen 6 und unterschiedlichen schematisch dargestellten Funktionselementen 3, 4, 5 gezeigt. Diese Vorrichtung 2 weist Riegel 8a, Stiele 8b, die einen in der z-x-Ebene aufgespannten Rahmen bilden, und Versteifungsstreben und Positionierstreben 8c zum Versteifen und zum Positionieren der jeweiligen Schnittstellen 7 mit den dazugehörigen Funktionselementen 3, 4, 5 auf.
-
An den Schnittstellen 7 sind Abstandskonsolen 6 angebracht, die die Funktionselemente 3, 4, 5 in die gewünschte Position von der z-x-Ebene der Vorrichtung 2 in Richtung der y-Achse beabstanden. Die Abstandskonsolen 6 können unterschiedliche Längsabmessungen in y-Richtung aufweisen.
-
Regelmäßig verursachen die Abstandkonsolen 6 ein Drehmoment, das von der Tragstruktur, insbesondere den Riegeln, Stielen und Streben 8a, 8b, 8c der Vorrichtung in Rahmenbauweise 2 an die Vorrichtungsanbindungen 1 übertragen werden muss, was die Verwendung von massiven Profilquerschnitten erfordert und zu einer Gewichtserhöhung der Vorrichtung in Rahmenbauweise 2 führt und deren Handhabung und Lagerung in Bereitstellungsräumen erschwert. Eine Lagerung in Bereitstellungsräumen der Vorrichtung in Rahmenbauweise 2 wird insbesondere dann erschwert, wenn die Abstandskonsolen 6 mit einem besonders großen Abstand aus der Vorrichtungs-z-x-Ebene vorstehen.
-
Wie in 1 und 2 gezeigt weist die Tragstruktur der Vorrichtung in Rahmenbauweise 2 eine Mehrzahl von Montagestellen 7 bzw. Schnittstellen zur Montage der Funktionselemente 3, 4, 5 auf. An den Montagestellen 7 sind je nach Gestalt des Karosserieteils 10a, 10b oder des zu positionierenden Bauteils unterschiedliche Funktionsvorrichtungen 3, 4, 5 anbringbar, wie Spannervorrichtungen 4 zum Festhalten und Aufspannen der Karosserieteile, Auflagevorrichtungen 5 zum Anliegen der Seitenflächen der Karosserieteile, und Zentrierungsvorrichtungen 3 zum passgenauen Ausrichten und Zentrieren der Karosserieteile 10a, 10b.
-
Die Tragstruktur der konventionellen Vorrichtung in Rahmenbauweise 2 ist üblicherweise aus einem Trägersystem in einer rahmenartigen Struktur ausgebildet. Die Vorrichtung in Rahmenbauweise 2 weist sich in horizontaler x-Richtung erstreckende Riegel 8a, in vertikaler z-Richtung erstreckende Stiele 8b und in z- und x-Richtung erstreckende Versteifungs- und Positionierstreben 8c auf. Die horizontal und vertikal verlaufenden Versteifungs- und Positionierstreben 8c sind oftmals an Positionen vorgesehen, die nicht optimal für die Positionierung der Funktionselemente sind und die für die Fügewerkzeuge freizuhaltenden Freiräume führen zu einer ungünstigen Umleitung der Lastpfade und zu Spannungsspitzen in der Rahmenstruktur der Vorrichtung in Rahmenbauweise. Um diese Spannungsspitzen abtragen zu können, werden üblicherweise besonders massive Hohlprofile verwendet.
-
Die in 1 und 2 gezeigten konventionellen Vorrichtungen in Rahmenbauweise, insbesondere die Rahmenelemente 8a, 8b und 8c des Rahmens weisen ein Hohlprofil mit konstantem Profilquerschnitt auf.
-
In 3 und 4 ist jeweils eine optimierte Vorrichtung in Rahmenbauweise 200 gezeigt. Der Verlauf von Positionier- und Aussteifungstreben 18c ist an die auftretenden Lastverhältnisse angepasst, so dass mögliche Spannungsspitzen abgemindert oder vermieden werden können. Ferner sind Rahmenöffnungen 30, die von den Streben 18c und den Riegeln 18a und den Stielen 18b definiert und begrenzt werden, an die Bewegungsspielräume der Fügeroboter 20 angepasst.
-
Die Profilquerschnitte der Streben 18c und der Riegel 18a und der Stiele 18b sind bevorzugt vorab an die auftretenden Kraft- und Lastverhältnisse angepasst worden, wobei bevorzugt Doppelt-T-Träger ähnlich DIN 1025, wie beispielsweise in 7a gezeigt, verwendet werden, um Material und damit Gewicht einzusparen.
-
Wie weiter aus 3 ersichtlich, ist der Gurtbereich 81 der Profilquerschnitte der Streben 18c, Riegel 18a und Stiele 18b bevorzugt ebenfalls an die auftretenden Kraft- und Lastverhältnisse optimiert worden, so dass das Gewicht der Vorrichtung in Rahmenbauweise 200 weiter optimiert ist und eine Materialeinsparung und Gewichtsreduzierung möglich ist, was die Handhabbarkeit der Vorrichtung in Rahmenbauweise verbessert. Die Riegel 18a, Stiele 18b und Streben 18c sind ferner so miteinander verbunden und im Profilquerschnitt designed, dass die Vorrichtung in Rahmenbauweise 200 besonders biegesteif ist. Beispielsweise können die Rahmenelemente 18a, 18b, 18c, die besonders großen Belastungen, insbesondere im Fall der Prozesslast, ausgesetzt sind, größere Abmessungen und Bauteilstärken aufweisen, wobei die Rahmenelemente geringere Abmessungen und Bauteilstärken aufweisen, die unter Prozess- oder Lagerbedingungen weniger stark belastet werden und damit weniger verformsteif sein müssen. Dies ist an den unterschiedlichen Abmessungen des Gurtabschnittes 81 der Rahmenelemente 18a, 18b, 18c der Vorrichtung in Rahmenbauweise 200 in 4 dargestellt.
-
Für eine erfindungsgemäße Optimierung der Leichtbauweise wird erfindungsgemäß die Vorrichtung in Rahmenbauweise an Stellen, die eine geringere Last aufnehmen müssen, die Abmessungen der verwendeten Profilquerschnitte wie Höhe H, Breite L und Wandstärke S verkleinert, wie aus 3 und 4 sowie 9 ersichtlich.
-
In 4 ist eine weitere Verbesserung des Gewichts der Tragwerkvorrichtung 201 durch weitere Leichtbaumaßnahmen ersichtlich. Die Gurtabschnitte 81 sind in allen Abschnitten an die wirklichen Lastverhältnisse angepasst und ermöglichen eine weitere Materialeinsparung und damit einhergehende Gewichtsreduzierung, wobei die Biegesteifigkeit der Tragwerkvorrichtung 201 nicht leidet, da nur an den Stellen der Tragwerkvorrichtung auf Material verzichtet wird, das für die Biegesteifigkeit und das Tragverhalten der Vorrichtung in Rahmenbauweise 201 nicht notwendig ist. Die Ermittlung der Abmessungen der Profilquerschnitte der Rahmenelemente wird bevorzugt mittels einer Topologieoptimierung durchgeführt, so dass die Masse eines Bauteils innerhalb eines festgelegten Raums optimal verteilt wird, unter gleichbleibender Festigkeit. Dabei werden der maximal zur Verfügung stehende Bauraum und die Randbedingungen (Lasten und Einspannungen) festgelegt. Diese Daten werden in ein Finite Elemente-Modell (FE-Modell) umgesetzt, berechnet und ausgewertet.
-
Bevorzugt werden die in der Tragewerkvorrichtung 200, 201, 201.1, 202.2 (siehe 5 und 6) vorgesehenen Profile 18 gemäß dem „Fully Stressed Design” optimiert, wobei nur die Elemente vorgesehen werden, die nahe der maximal zulässigen Spannung beansprucht werden, so dass am Ende der Optimierung nahezu jedes Element hinsichtlich der Festigkeit vollständig ausgenutzt wird und ein möglichst homogener Spannungsverlauf in der Tragewerkvorrichtung 201 der Vorrichtung in Rahmenbauweise erzielt wird. Ferner können hiermit auch Bereiche 31 (siehe 5) in den Rahmenelementen 18a, 8b, 18b, 8c und 18c bestimmt werden, in denen keine Spannungen in unterschiedlichen Lastfällen auftreten. Die last- bzw. spannungsfreien Bereiche 31 können mit Aussparungen oder Öffnungen 31 versehen werden. Vorzugsweise werden die Vorrichtungsanbindungen 1 der Vorrichtung in Rahmenbauweise 201 an den Stellen derselben vorgesehen, die laut statischem Modell eine momentenfreie Lagerung an sogenannten Besselschen Punkten vorsehen, die zur Befestigung der Vorrichtung in Rahmenbauweise 201 an Haltestrukturen von beispielsweise Karosseriefügeanlagen dienen. Eine derartige Vorrichtungsanbindungen 1 ist bei den in 5 und 6 gezeigten Vorrichtungen 201, 201.1 und 201.2 verwirklicht.
-
5 und 6 zeigen eine optimierte Vorrichtung in Rahmenbauweise 201, 201.1 und 201.2. Die Vorrichtung in Rahmenbauweise 201 ist einhüftig ausgebildet und für ein Bauteil vorgesehen, während die Vorrichtung in Rahmenbauweise 201.1 und 201.2 modular aufgebaut ist und mit anderen Rahmenabschnitten 201.1 und 201.2 kombiniert werden kann. Ferner hat die zweitteilige Gestalt der Vorrichtung in Rahmenbauweise 201.1 und 201.2 den Vorteil, dass die Vorrichtungsanbindungen 1 an mehren Stellen des Riegels 18a an der Oberseite und der Unterseite des Rahmens an momentfreien Positionen vorgesehen werden können und damit eine bessere Kraftableitung und leichtere Bauweise der Rahmenabschnitten 201.1 und 201.2 möglich ist.
-
Es liegt auch im Bereich der Erfindung, dass die Vorrichtung 201 zur Montage an Industrierobotern ausgelegt ist, so dass die Vorrichtung in Rahmenbauweise mittels der Industrieroboter in die jeweilig geforderte Lage gebracht werden kann.
-
Die Funktionselemente 3, 4 und 5 sind in die Rahmenelemente 18a, 18b, 18c integriert, so dass keine Abstands-Konsolen 6 erforderlich sind. Die erforderliche Position der Funktionselemente 3, 4 und 5 wird durch eine entsprechende Vergrößerung der Abmessungen der die Rahmenelemente 18a, 18b, 18c bildenden Querschnittsprofile erzielt, wie z. B. in 7b gezeigt, wobei Vouten 84 die Abstands-Konsole 6 bilden.
-
Eine mögliche Integration der Abstands-Konsolen 6 ist die Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Obergurt 81 und dem Untergurt 83 eines Doppel-T-Trägers, wobei der Übergang zwischen Doppel-T-Trägern mit geringerer Abmessung durch einen Vouten-Anschluss 88 erfolgt, wie aus 8b und 8c zu entnehmen ist. In dem Vouten-Bereich 84 zwischen den Vouten-Anschlüssen 88 können Öffnungen 31 für Material des Profilquerschnittes vorgesehen werden, die für die Lastabtragung nicht notwendig sind, und somit Gewicht eingespart wird. Der Übergang zwischen Profilquerschnitten mit unterschiedlichen Abmessungen kann aber auch über stetig verlaufende, gerundete Anschlüsse erzielt werden.
-
In 7a und 7b sind exemplarisch in einer perspektivischen Ansicht unterschiedliche Profilquerschnitte dargestellt, die in der Tragwerkvorrichtung 200 und 201 verwendbar sind.
-
Eine Kombination aus Hohlprofil, beispielsweise eine Rechteckrohr oder Quadratrohr und einem L-, T-, Doppel-T-Querschnittsprofil, wie in 7a gezeigt, ist auch vorstellbar, wenn beispielsweise an der Schnittstelle 7 eine Torsion in Längsrichtung des Profilquerschnittes in bestimmten Lastfällen auftreten kann. Als Alternative zu dem Hohlprofil können torsionsbelastete Rahmenelemente bei L-, T- oder Doppel-T-Querschnittsprofilen Verstärkungsrippen oder Verstärkungsbleche vorgesehen werden, die sich zwischen dem Obergurt 81 und Untergurt 82 erstrecken.
-
Aus 8 ist ersichtlich, dass aufgrund einer Leichtbauweise auch auf die Abstandskonsole 6 verzichtet werden kann und die Funktionseinheit 4 direkt an der Schnittstelle 7 befestigt werden kann.
-
9 zeigt eine andere Variante der Verbesserung der Krafteintragswirkung des Profilquerschnitts, der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Rahmenbauweise vorgesehen ist. Der untere Gurtbereich 83, der eine größere Last aufzunehmen hat, insbesondere durch ein an der Schnittstelle auftretendes Moment, ist dicker ausgebildet als der obere Gurtbereich 81, der eine geringere Last aufnehmen muss. Dies ist exemplarisch im Untergurt 83 gezeigt, der eine größere Bauteilstärke SBodenblech als die Bauteilstärke SDeckblech, des Obergurts 81. Entsprechend kann die Bauteilstärke des Stegs SSteg an die zu erwartenden Lasten angepasst werden, wobei die jeweilige Bauteilstärke an die auftretenden Lasten angepasst wird.
-
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Tragwerkvorrichtung 100 und das damit dargestellte Leichtbaukonzept ist aber nicht auf Karosseriebauteilfügeanlagen beschränkt. Eine nach dem hiermit vorgestellten Leichtbaukonzept ausgebildete Vorrichtung in Rahmenbauweise 100 ist auch in anderen technischen Gebieten einsetzbar, die ein vordefiniertes und maßgenaues Positionieren von Teilen in vorbestimmten Lagen erfordert, um diese mittels geeigneter Fügeverfahren miteinander zu befestigen, wie beispielsweise Nietverfahren oder Klebeverfahren. Hierbei wäre die Verwendung der erfindungsgemäßen Tragwerkvorrichtung 100 auch im Flugzeugbau vorstellbar, wenn beispielsweise bestimmte Flugzeugbauteile lagegenau in vorbestimmten Toleranzbereichen vor dem Aneinaderbefestigen zu positionieren sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN1025 [0015]
- DIN 1025 [0044]
