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Die Erfindung betrifft eine Positionierhilfe, mit deren Hilfe insbesondere Kraftfahrzeugbauteile genau positioniert werden können, um sie in einer definierten Lage einem Bearbeitungsschritt unterziehen zu können.
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Aus
DE 197 09 088 A1 ist eine Positionierhilfe bekannt, bei der mit Hilfe von Einstellspindeln und Hubzylindern eine Zentrierplatte in drei rechtwinkelig zueinander ausgerichteten Koordinatenrichtungen linear verstellt werden kann. In der gewünschten Position kann die Zentrierplatte mit Hilfe mehrere Verspannschrauben arretiert werden.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Kraftfahrzeugbauteile schnell und genau positionieren zu können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine schnelle und genaue Positionierung von Kraftfahrzeugbauteilen ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Positionierhilfe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Positionierhilfe zum Positionieren und/oder Halten und/oder Bearbeiten insbesondere von Kraftfahrzeugbauteilen vorgesehen mit einer Basisplatte zur Verbindung mit einem Untergrund, einem in eine X-Richtung relativ zur Basisplatte verschiebbaren Schlitten, einem in einer im Wesentlichen rechtwinkelig zur X-Richtung verlaufenden Y-Richtung relativ zum Schlitten verschiebbaren Verschiebekörper, einem mittelbar oder unmittelbar mit dem Verschiebekörper verschraubten Gewindering zur Variation eines Abstands des Gewinderings zur Basisplatte in einer im Wesentlichen senkrecht zur X-Richtung und zur Y-Richtung verlaufenden Z-Richtung, einem in Z-Richtung relativ zum Gewindering bewegbaren an dem Gewindering angreifbaren Niederhalter und einem mit dem Niederhalter und der Basisplatte verbundenen Verspannsystem zum Anpressen des Niederhalters auf die Basisplatte zu.
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Durch den Schlitten und den Verschiebekörper kann insbesondere eine definierte Positionierung in einer horizontalen Ebene erreicht werden, während mit Hilfe des Gewinderings eine Positionierung in vertikaler Richtung erreicht werden kann. Hierzu ist insbesondere kein pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches Verstellsystem erforderlich. Insbesondere ist die Positionierhilfe rein manuell betätigbar. Die dadurch als universelles manuell einstellbares 3-Achs-Positionier- und/oder Aufnahmesystem ausgestaltete Positionierhilfe kann dadurch beispielsweise leicht an einer geeigneten Stelle auf einen Untergrund aufgesetzt werden ohne externe Verstellsysteme anschließen zu müssen. Die Positionierhilfe kann beispielsweise lediglich mit ihrem Eigengewicht auf dem Untergrund aufliegen oder mit dem Untergrund lagefest fixiert sein.
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Der Gewindering kann insbesondere zur Anlage an dem zu positionieren Bauteil vorgesehen sein. Hierzu kann der Gewindering beispielsweise geeignet ausgeformt sein, um das Bauteil, vorzugsweise lagefest, aufzunehmen, festzuhalten und/oder eine hierzu geeignete Haltevorrichtung mit dem Gewindering zu befestigen. Der Gewindering kann über ein Gewinde mit dem Verschiebestück oder einem relativ zum Verschiebestück lagefestem Mittelstück verschraubt sein. Durch die Schraubverbindung kann die Einstellung in Z-Richtung durch eine Drehung des Gewinderings erfolgen, ohne dass hierzu eine lineare Betätigungseinrichtung, beispielsweise ein Zylinderkolben, vorgesehen werden muss. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass eine durch den Schlitten und das Verschiebestück hindurch geführte Betätigungseinrichtung vorgesehen werden muss, welche den maximalen Verstellweg in X-Richtung und/oder in Y-Richtung durch ein Anschlagen an dem Schlitten beziehungsweise an dem Verschiebestück begrenzen könnte. Die unterschiedlichen Einstellungen in den verschiedenen Koordinatenrichtungen können sich dadurch leicht überlagern ohne sich gegenseitig zu stören.
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Mit Hilfe des Verspannsystems kann der Niederhalter beispielsweise in Z-Richtung von dem Gewindering getrennt werden, so dass sich insbesondere ein Spalt zwischen dem Niederhalter und dem Gewindering einstellt, der vorzugsweise größer als der maximale Verstellweg des Gewinderings ist, wenn der Gewindering maximal weit auf die Basisplatte zu eingeschraubt ist. Dadurch ist es möglich mit geringen Betätigungskräften insbesondere von Hand die Einstellungen in den einzelnen Koordinatenrichtungen durchzuführen. Nachdem die gewünschten Einstellungen durchgeführt wurden, kann das Verspannsystem den Niederhalter in den Gewindering einsetzen und in Richtung Basisplatte ziehen. Dadurch werden zwischen dem Niederhalter und der Basisplatte der Gewindering, der Verschiebekörper und der Schlitten im Wesentlichen bewegungsfest eingespannt, so dass sich im Betrieb die in der Positionierhilfe eingestellte Position nicht mehr verändert. Der Gewindering, der Verschiebekörper und der Schlitten können sandwichartig übereinander durch die mit Hilfe des Verspannsystems über den Niederhalter eingeleitete Anpresskraft lagefest verklemmt werden. Im gelösten Zustand des Niederhalters können die einzelnen Koordinatenrichtungen schnell eingestellt werden, während im von dem Verspannsystem verspannten Zustand des Niederhalters alle eingestellten Koordinatenrichtungen sicher arretiert werden können, so dass eine schnelle und genaue Positionierung von Kraftfahrzeugbauteilen ermöglicht ist.
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Insbesondere weist der Gewindering eine Aufnahmeeinrichtung, insbesondere eine umlaufende Nut und/oder einen umlaufenden Rand, zur Aufnahme eines Adapters auf. Über den Adapter kann beispielsweise eine Haltevorrichtung zur lagefesten Aufnahme eines Kraftfahrzeugbauteils mit dem Gewindering verbunden werden. Insbesondere können verschiedene Adapter für unterschiedliche Zwecke und/oder zur Manipulation unterschiedlicher Kraftfahrzeugbauteile vorgesehen sein, die jeweils mit dem Gewindering der gleichen Positionierhilfe verbunden werden können. Dadurch kann eine Positionierhilfe für unterschiedliche Einsatzzwecke verwendet werden.
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Vorzugsweise weist die Basisplatte mindestens eine Arretieröffnung zur Aufnahme eines Arretierbolzens zum Verschrauben der Positionierhilfe mit dem Untergrund auf. Ein aus dem Untergrund herausragender Passstift kann dadurch vermieden werden. Insbesondere ist es möglich zur Demontage der Positionierhilfe von dem Untergrund den mindestens einen Arretierbolzen zu lösen und die Positionierhilfe über den Untergrund unter einem Hindernis herauszuziehen, ohne dass die Positionierhilfe an einem Passstift oder ähnlichem anschlägt.
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Besonders bevorzugt weist mindestens ein zur Aufbringung einer an dem Niederhalter und der Basisplatte angreifenden Anpresskraft vorgesehenes Bauteil des Verspannsystems eine höhere Elastizität als der Niederhalter, der Gewindering, der Verschiebekörper, der Schlittensund die Basisplatte auf. Dadurch ist es möglich, dass sich beim Verspannen der Positionierhilfe Teile des Verspannsystems elastisch biegen können und dadurch eine entsprechend hohe Federkraft für das Anpressen des Niederhalters aufbringen können. Gleichzeitig wird ein elastisches Verbiegen des Gewinderings, des Verschiebekörpers, des Schlittens sowie gegebenenfalls des Niederhalters und der Basisplatte vermieden, so dass die eingestellte Lage der Positionierhilfe durch das Verspannen nicht verändert wird.
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Insbesondere weist das Verspannsystem mindestens einen Scherenhubhebel auf. Der Scherenhubhebel kann leicht mit Hilfe einer Spanngewindestange betätigt werden. Der Scherenhubhebel kann leicht eine rein lineare Bewegung für den Niederhalter ermöglichen, so dass ein Verklemmen des Niederhalters beispielsweise in dem Gewindering vermieden werden kann. Ferner lassen sich durch den Scherenhubhebel hohe Anpresskräfte erreichen. Der Scherenhubhebel weist insbesondere zwei gelenkig miteinander verbundene Lenkerhebel auf, von denen einer mit dem Niederhalter und ein anderer mit der Basisplatte gelenkig verbunden ist, wobei insbesondere die gelenkige Verbindung der Lenkerhebel in der Art eines Kniehebels verlagert werden kann.
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Vorzugsweise weist der Gewindering einen nach radial innen abstehenden, insbesondere in Umfangsrichtung umlaufenden, Ansatz zur Anlage an dem Niederhalter in Z-Richtung auf. Über den Ansatz kann die Anpresskraft des Verspannsystems mit Hilfe des Niederhalters eingeleitet werden. Der Niederhalter kann insbesondere zusätzlich von einem auf dem Niveau des Ansatzes in Z-Richtung verlaufenden Rand zentriert werden, so dass der Niederhalter auch in X-Richtung und in Y-Richtung von dem Gewindering geführt sein kann. Der Niederhalter ist hierzu vorzugsweise in X-Richtung und/oder in Y-Richtung relativ bewegbar mit dem Verspannsystems verbunden. Vorzugsweise weist der Niederhalter und/oder der Gewindering eine Einführungsfase zum automatischen Zentrieren des Niederhalters in dem Gewindering auf.
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Besonders bevorzugt ist ein mit dem Schlitten verbundener Lagehalter vorgesehen, wobei der Lagehalter im Wesentlich in Y-Richtung in einer Führungsnut des Niederhalters geführt ist. Durch den Lagehalter kann ein Zentrieren des Niederhalters in dem Gewindering erleichtert sein. Insbesondere kann ein Verkanten und/oder Verklemmen des Niederhalters beim Verspannen der Positionierhilfe vermieden werden.
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Insbesondere ist ein Adapter mit dem Gewindering verbunden, wobei der Adapter eine Reflektorkugel zur optischen Überprüfung der Lage des Adapters aufweist. Durch den Adapter, der beispielsweise mit einem in Z-Richtung abstehenden Bund in einer korrespondierenden Nut des Gewinderings mit Passung eingesetzt ist, kann eine definierte Relativlage der Reflektorkugel zum Gewindering vorgegeben werden. Beispielsweise mit Hilfe eines Lasertrackers kann berührungslos durch optische Messverfahren die genaue Position der Reflektorkugel und dadurch die von der Positionierhilfe eingestellte Lage gemessen und leicht überprüft werden.
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Vorzugsweise ist ein Zwischenadapter mit dem Gewindering verbunden, wobei der Zwischenadapter eine den maximalen Verstellweg der Positionierhilfe in Z-Richtung übersteigende Strecke in Z-Richtung überbrückt, wobei insbesondere eine in Z-Richtung von dem Gewindering weg weisende Stirnseite des Zwischenadapters korrespondierend zu einer zum Zwischenadapter weisenden Stirnseite des Gewinderings ausgestaltet ist. Mit Hilfe des Zwischenadapters kann eine Lage in Z-Richtung eingestellt werden, die ohne den Zwischenadapter nicht angesteuert werden könnte. Insbesondere können mehrere Zwischenadapter in Z-Richtung übereinander gestapelt werden. Dadurch können insbesondere auch Kraftfahrzeugbauteile für SUVs mit Hilfe der Positionierhilfe positioniert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische teilgeschnittene Ansicht einer Positionierhilfe,
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2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Verspannsystems für die Positionierhilfe aus 1 und
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3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Adapters für die Positionierhilfe aus 1.
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Die in 1 dargestellte Positionierhilfe 10 weist eine Basisplatte 12 auf, die über mehrere, beispielsweise drei, Arretierbolzen 14 durch eine in der Basisplatte 12 ausgebildeten Arretieröffnung 15 mit einem Untergrund verschraubt werden kann. Mit Hilfe einer ersten Stellschraube 16 kann ein Schlitten 18 relativ zur Basisplatte 12 in einer X-Richtung verschoben werden. An dem Schlitten 18 greift ein Verschiebekörper 20 an, der mit Hilfe einer zweiten Stellschraube 22 in einer Y-Richtung relativ zum Schlitten 18 verschoben werden kann. Mit dem Verschiebekörper 20 ist ein Mittelstück 24 lagefest verbunden, mit dem ein Gewindering 26 verschraubt ist. Durch ein manuelles Drehen des Gewinderings 26 kann der Gewindering 26 in eine Z-Richtung relativ zum Verschiebekörper 20 verlagert werden. Der Gewindering 26 weist einen nach radial innen abstehenden Ansatz 28 auf, auf den ein Niederhalter 30 mit Hilfe eines Verspannsystems 32 gepresst werden kann, um die Positionierhilfe 10 lagefest zu arretieren. Der Ansatz 28 wird radial außen von einem Rand 34 begrenzt, mit dessen Hilfe der Niederhalter 30 in dem Gewindering 26 zentriert werden kann. Mit Hilfe eines Lagehalters 36, der in einer Führungsnut 38 des Niederhalters 30 in Y-Richtung geführt sein kann, kann ein Verkippen und/oder Verkanten des Niederhalters 30 in dem Gewindering 26 vermieden werden.
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Wie in 2 dargestellt ist das Verspannsystems 32 mit der Basisplatte 12 und dem Niederhalter 30 verbunden, so dass zwischen der Basisplatte 12 und dem Niederhalter 30 der Gewindering 26, das Mittelstück 24, der Verschiebekörper 20 und der Schlitten 18 lagefest verklemmt werden können. Das Verspannsystem 32 weist mehrere Scherenhubhebel 40 auf, die mit einer Spanngewindestange 42 betätigt werden können. Hierzu weisen die Scherenhubhebel 40 jeweils einen mit der Basisplatte 12 gelenkig verbundenen ersten Lenkerhebel 44 und einen gelenkig mit dem Niederhalter 30 verbundenen zweiten Lenkerhebel 46 auf, die über ein von der Spanngewindestange 42 verlagerbares Hebelgelenk 48 gelenkig miteinander verbunden sind.
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Wie in 3 dargestellt kann ein Adapter 50 vorgesehen sein, der eine Reflektorkugel 52 aufweist. Der Adapter 50 weist einen Bund 54 auf, der in eine korrespondierende Nut 56 des Gewinderings 26 mit Passung eingesetzt werden kann. Mit Hilfe der Reflektorkugel 52 kann durch optische Messverfahren die von der Positionierhilfe 10 eingestellte Lage des Gewinderings 26 gemessen und überprüft werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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