DE102015107867A1

DE102015107867A1 - Umgestaltbare Spannvorrichtung für Blechteile und Verfahren

Info

Publication number: DE102015107867A1
Application number: DE102015107867.8A
Authority: DE
Inventors: Neil David Mc Kay; Mark Allen Smith; Seog-Chan Oh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2015-11-26
Also published as: US20150336227A1; CN105081326A

Abstract

Es wird eine umgestaltbare Spannvorrichtung samt Verfahren zum Spannen eines Blechteils im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung bereitgestellt. Die umgestaltbare Spannvorrichtung umfasst einen aus einem flexiblen Material gefertigten Spannbehälter sowie Spanngranulatkörnchen, mit denen der Spannbehälter zumindest teilweise befüllt ist. Der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen passen sich im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil an, wenn das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der Vorläufigen Patentanmeldung der Vereinigten Staaten Nr. 62/005239, eingereicht am 30. Mai 2014, und der Vorläufigen Patentanmeldung der Vereinigten Staaten Nr. 62/000829, eingereicht am 20. Mai 2014, welche beide hierdurch in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme miteingeschlossen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine umgestaltbare Spannvorrichtung für Blechteile und ein zugehöriges Verfahren.
HINTERGRUND
Eine Anordnung, wie beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie, besteht in der Regel aus einer Mehrzahl von Blech- und/oder sonstigen Bauteilen, die im Hinblick auf eine angemessene Funktion und Ästhetik mit ausreichender Genauigkeit gefertigt, geprüft und aneinander montiert werden müssen. Für das Positionieren, Spannen und Darbieten von Bauteilen im Hinblick auf deren Bearbeitung, Prüfung oder Montage an anderen Bauteilen werden in der Regel fest zugeordnete Spannvorrichtungen entworfen und angefertigt. Diese fest zugeordneten Spannvorrichtungen können eine längere Vorlaufzeit und eine beträchtliche Kapitalinvestition in Entwurf und Fertigung benötigen, bevor sie in Verwendung genommen werden können. Überdies können die fest zugeordneten Spannvorrichtungen ein großes Ausmaß an Produktionsflächen beanspruchen.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird eine umgestaltbare Spannvorrichtung zum Spannen eines Blechteils im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung bereitgestellt. Die umgestaltbare Spannvorrichtung umfasst einen aus einem flexiblen Material gefertigten Spannbehälter sowie Spanngranulatkörnchen, mit denen der Spannbehälter zumindest teilweise befüllt ist. Der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen passen sich im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil an, wenn das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird. Die umgestaltbare Spannvorrichtung kann außerdem eine mit dem Spannbehälter funktional verbundene Unterdruckquelle und eine mit dem Spannbehälter funktional verbundene Luftquelle umfassen. Der Spannbehälter kann aus einem luftundurchlässigen Material gefertigt sein. Der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen können sich im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil anpassen, wenn dem Spannbehälter Luft von der Luftquelle zugeführt wird und das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird. Der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen können im Zusammenwirken miteinander eine starre Spannform bilden, wenn die Luft durch die Unterdruckquelle aus dem Spannbehälter entzogen wird, nachdem sich der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil angepasst haben. Die umgestaltbare Spannvorrichtung kann außerdem einen Stützbehälter, der aus einem flexiblen Material gefertigt ist, an dem Spannbehälter angebracht ist und diesen stützt, sowie Stützgranulatkörnchen, mit denen der Stützbehälter zumindest teilweise befüllt ist, umfassen. Der Stützbehälter und die Stützgranulatkörnchen können sich im Zusammenwirken miteinander an den Spannbehälter anpassen, wenn das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird.
Außerdem wird eine zweite Ausführungsform der umgestaltbaren Spannvorrichtung zum Spannen eines Blechteils im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung bereitgestellt. Die umgestaltbare Spannvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von jeweils aus einem flexiblen Material gefertigten Spannbehältern sowie Spanngranulatkörnchen, mit denen ein jeder der Spannbehälter zumindest teilweise befüllt ist. Die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen passen sich im Zusammenwirken miteinander an einen Abschnitt des Blechteils an, wenn das Blechteil auf die Spannbehälter gelegt wird. Die umgestaltbare Spannvorrichtung kann außerdem eine mit jedem Spannbehälter funktional verbundene Unterdruckquelle und eine mit jedem Spannbehälter funktional verbundene Luftquelle umfassen. Jeder Spannbehälter kann aus einem luftundurchlässigen Material gefertigt sein. Die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen können sich im Zusammenwirken miteinander an einen Abschnitt des Blechteils anpassen, wenn den Spannbehältern Luft von der Luftquelle zugeführt wird und das Blechteil auf die Spannbehälter gelegt wird. Die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen können im Zusammenwirken miteinander entsprechende starre Spannformen bilden, wenn die Luft durch die Unterdruckquelle aus den Spannbehältern entzogen wird, nachdem sich die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an einen Abschnitt des Blechteils angepasst haben.
Es wird außerdem ein Verfahren zum Spannen eines Blechteils im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst, dass ein flexibler, zumindest teilweise mit Spanngranulatkörnchen befüllter Spannbehälter an das Blechteil angepasst wird, wenn das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird. Das Verfahren kann außerdem umfassen, dass Luft aus dem Spannbehälter entzogen wird, um einen Unterdruck in dem Spannbehälter zu erzeugen, so dass der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander eine starre Spannform bilden, nachdem der Spannbehälter an das Blechteil angepasst worden ist.
Durch die umgestaltbare Spannvorrichtung samt zugehörigem Verfahren lassen sich die Kapitalinvestition und die Vorlaufzeit, die für die Einführung neuer Fahrzeugmodelle erforderlich sind, reduzieren, da fest zugeordnete Spannvorrichtungen und Klemmhalter für die Bearbeitung, Montage und Prüfung von Blechteilen nicht erforderlich sind. Eine flexible und rasche Umgestaltung von Spannvorrichtungen zur Verwendung mit mehreren unterschiedlichen Blechteilen von unterschiedlicher Größe und/oder Form kann somit ermöglicht werden. Produktionsflächen lassen sich reduzieren, da eine einzige umgestaltbare Spannvorrichtung mehrere fest zugeordnete Spannvorrichtungen ersetzen kann. Diese Offenbarung betrifft jede beliebige Spannvorrichtung zum Positionieren, Festhalten und Darbieten eines beliebigen Bauteils aus einem beliebigen Material im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Prüfung oder Montage.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der vorliegenden Lehren in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung einer umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile, die ein Blechteil zeigt, das im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung aufgespannt ist;
1A ist eine im Querschnitt dargestellte, schematische Veranschaulichung der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile aus 1 entlang der Linie 1A-1A in 1 an einem Rand des Blechteils;
1B ist eine im Querschnitt dargestellte, schematische Veranschaulichung der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile aus 1 entlang der Linie 1B-1B in 1 an einem Ausschnitt des Blechteils;
2 ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile, die das Blechteil zeigt, das im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung aufgespannt ist;
3A ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile aus 1 in einer ersten starren Spannform;
3B ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile aus 1 in einer nicht starren und nicht angepassten Form;
3C ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile aus 1 in einer zweiten starren Spannform;
4A ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile in einer nicht starren und nicht angepassten Form;
4B ist eine schematische, perspektivische Veranschaulichung der umgestaltbaren Spannvorrichtung für Blechteile aus 4A in einer starren Spannform; und
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Spannen von Blechteilen im Hinblick auf deren Bearbeitung, Montage oder Prüfung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen über die Ansichten hinweg auf gleiche Bauteile beziehen, zeigt 1 eine umgestaltbare Spannvorrichtung 10 zum Spannen eines Bauteils 12. Bei dem Bauteil 12 kann es sich um ein Blechteil, wie etwa um ein Kofferraumdeckel-Innenteil handeln, wie dies hier gezeigt ist. Das Bauteil 12 kann aus Stahl, Aluminium oder einem beliebigen anderen geeigneten Blech gefertigt sein, oder kann aus einem beliebigen anderen geeigneten metallischen oder nichtmetallischen Material gefertigt sein. Das Bauteil oder Blechteil 12 kann durch die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung aufgespannt werden. Es sind außerdem zahlreiche Untergruppenbauteile 20A, 20B, 20C gezeigt, bei denen es sich um Verstärkungen für das Blechteil 12 handeln kann. Die Untergruppenbauteile 20A, 20B, 20C können im Hinblick auf die Montage an dem Blechteil 12 positioniert sein oder können bereits an dem Blechteil 12 montiert sein. Die Montage kann das Schweißen, Anschlagen, Schnappbefestigen oder ein beliebiges anderes Anbringverfahren umfassen. Die Bearbeitung kann das Formen, Stanzen, Schneiden, Schleifen, Polieren oder jeden beliebigen anderen Bauteilprozess umfassen. Die Prüfung kann das manuelle oder maschinelle Überprüfen von Abmessungen, Oberflächenzuständen oder einer beliebigen anderen physischen Eigenschaft des Bauteils 12 umfassen. Das Bauteil 12 umfasst einen Rand 14 und eine Oberseite 63. Das Bauteil 12 kann einen Ausschnitt 16 mit einem Ausschnittrand 18 ausbilden.
Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 umfasst einen aus einem flexiblen Material gefertigten Spannbehälter oder Sack 22 sowie Spanngranulatkörnchen 24, mit denen der Spannbehälter 22, ähnlich einem Bohnensack, zumindest teilweise befüllt ist. Der Spannbehälter 22 kann aus einem Polymermaterial oder aus einem anderen flexiblen und haltbaren Material gefertigt sein. Das Material des Spannbehälters 22 kann undurchlässig für Luft 29 sein und kann nichtentflammbar sein. Die Spanngranulatkörnchen 24 können in vielfältigen Formen ausgelegt sein, von denen zumindest manche nicht sphärisch sein können. Die Spanngranulatkörnchen 24 könne erste schartige oder raue Ränder 27 aufweisen und können einen ersten mittleren Durchmesser oder eine erste mittlere Breite aufweisen. Die Spanngranulatkörnchen 24 können aus einem starren Material wie beispielsweise Keramikbruch oder gemahlenen Bohnen gefertigt sein. Der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 passen sich im Zusammenwirken miteinander an das Bauteil oder Blechteil 12 an, wenn das Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt wird. Das Auflegen des Blechteils 12 auf den Spannbehälter 22 kann umfassen, dass das Blechteil 12 mit einer Kraft gegen den Spannbehälter 22 gedrückt wird, die ausreicht, um zu bewirken, dass sich der Spannbehälter 22 an das Blechteil 12 anpasst.
Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann an einer Basis 28 angebracht sein. Die Basis 28 kann feststehend sein. Alternativ dazu kann die Basis 28 auch Teil eines Förderers oder Förderwagens sein, der sich zwischen Stationen eines Fertigungssystems bewegt. Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann dazu verwendet werden, unterschiedlich ausgelegte Blechteile 12 während der Vorgänge der Bearbeitung, der Montage oder der Prüfung zu stützen, zu spannen oder darzubieten. Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann auch dazu benutzt werden, Bauteile, die aus anderen Materialien als Blech gefertigt sind, sowie Bauteile, die anders als typische Blechteile ausgelegt sind, zu stützen, zu spannen und darzubieten.
Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann eine mit dem Spannbehälter 22 funktional verbundene Unterdruckquelle 30 und eine mit dem Spannbehälter 22 funktional verbundene Luftquelle 38 umfassen. Die Unterdruckquelle 30 kann eine Unterdruckpumpe sein oder kann Teil eines betriebseigenen Unterdrucksystems sein. Die Luftquelle 38 kann eine Luftpumpe sein oder kann Teil eines betriebseigenen Druckluftsystems sein. Alternativ dazu kann die Luftquelle 38 eine Öffnung zu der die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 umgebenden Luft 29 hin sein. Der Spannbehälter 22 kann einen Zuführkanalanschluss 54 aufweisen. Die funktionale Anschlussverbindung zwischen der Unterdruckquelle 30 und dem Spannbehälter 22 kann die Unterdruckquelle 30 selektiv in Fluidverbindung und außer Fluidverbindung mit dem Spannbehälter 22 setzen und kann einen Unterdruckkanal 32, ein Ventil 46, einen Zuführkanal 48 und den Zuführkanalanschluss 54 umfassen. Bei dem Ventil 46 kann es sich um ein Dreiwegeventil handeln. Der Unterdruckkanal 32 kann ein Schlauch, eine Röhre oder eine Rohrleitung sein und kann ein erstes Ende 34, das mit der Unterdruckquelle 30 verbunden ist, und ein zweites Ende 36, das mit dem Ventil 46 verbunden ist, aufweisen. Der Zuführkanal 48 kann ein Schlauch, eine Röhre oder eine Rohrleitung sein und kann ein erstes Ende 50, das an dem Ventil 46 angebracht ist, und ein zweites Ende 52, das an dem Zuführkanalanschluss 54 angebracht ist, aufweisen. Die funktionale Verbindung zwischen der Luftquelle 38 und dem Spannbehälter 22 kann die Luftquelle 38 selektiv in Fluidverbindung und außer Fluidverbindung mit dem Spannbehälter 22 setzen und kann einen Luftkanal 40, das Ventil 46, den Zuführkanal 48 und den Zuführkanalanschluss 54 umfassen. Der Luftkanal 40 kann ein Schlauch, eine Röhre oder eine Rohrleitung sein und kann ein erstes Ende 42, das mit der Luftquelle 38 verbunden ist, und ein zweites Ende 44, das mit dem Ventil 46 verbunden ist, aufweisen. Es können auch andere Auslegungen von Kanälen und Ventilen verwendet werden, um die Unterdruckquelle 30 mit dem Spannbehälter 22 selektiv zu verbinden und von diesem zu trennen und um die Luftquelle 38 selektiv mit dem Spannbehälter 22 zu verbinden und von diesem zu trennen. Beispielsweise kann die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 auch mehrere Unterdruckkanäle 32, Luftkanäle 40, Ventile 46, Zuführkanäle 48 und Zuführkanalanschlüsse 54 umfassen.
Der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 können sich im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil 12 anpassen, wenn dem Spannbehälter 22 Luft 29 von der Luftquelle 38 zugeführt wird und das Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt wird. Der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 können im Zusammenwirken miteinander eine starre Spannform 56 bilden, wenn die Luft 29 durch die Unterdruckquelle 30 aus dem Spannbehälter 22 entzogen wird, wodurch ein Unterdruck 37 in dem Spannbehälter 22 erzeugt wird, nachdem sich der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil 12 angepasst haben. Die Spanngranulatkörnchen 24 können infolge des Entzugs der Luft 29 aus dem Spannbehälter 22 gegeneinander und gegen den Spannbehälter 22 gezogen werden, wodurch bewirkt wird, dass der Spannbehälter 22 gegen das Blechteil 12 gezogen wird und wodurch bewirkt wird, dass der Spannbehälter 22 in Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 die starre Spannform 56 ausbildet.
In 1A–1B, auf welche nun Bezug genommen wird, ist die starre Beziehung der Spannform 56 zu dem Blechteil 12 eingehender gezeigt. Ein Anpassungsabschnitt 60 des Spannbehälters 22 kann sich in Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 an eine Unterseite 61 und an einen Rand 14 des Blechteils 12 anpassen. Der Anpassungsabschnitt 60 kann sich außerdem auch an andere Merkmale, die in dem Blechteil 12 ausgebildet sind, wie etwa, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, an die Ausschnittränder 18, an ein stufenförmiges Teilstück, ein L-förmiges Teilstück und ein U-förmiges Teilstück, anpassen. Zusätzlich kann ein Überlappungsabschnitt 62 des Spannbehälters 22 in Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 die Oberseite 63 des Blechteils 12 benachbart zu dem Bauteilrand 14 überlappen, einschließen oder einfangen. Auf ähnliche Weise kann der Überlappungsabschnitt 62 des Spannbehälters 22 in Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 die Oberseite 63 des Blechteils 12 benachbart zu dem Ausschnittrand 18 überlappen, einschließen oder einfangen. Obwohl in 1A–1B Zwischenräume zwischen den Spanngranulatkörnchen 24 gezeigt sind, wären die Spanngranulatkörnchen 24 dicht gepackt.
In 3A, auf welche nun kurz Bezug genommen wird, kann nach dem Entzug der Luft 29 aus dem Spannbehälter 22 und der damit einhergehenden Erzeugung des Unterdrucks 37 in dem Spannbehälter 22 sowie nach der Entnahme des Blechteils 12 aus der umgestaltbaren Spannvorrichtung 10 die starre Spannform 56 unverändert verbleiben, so dass ein ähnliches Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt werden kann und durch die starre Spannform 56 aufgespannt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform kann die starre Spannform 56 den Überlappungsabschnitt 62, der die Oberseite 63 des Blechteils 12 überlappt, einschließt oder einfängt, unter Umständen nicht umfassen. Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann ein an der Basis 28 angebrachtes Montageelement 86 umfassen. Ein Klemmhalter (nicht gezeigt) kann an dem Montageelement 86 angebracht sein. Der Klemmhalter kann das Blechteil 12 gegen die starre Spannform 56 spannen, wenn sich der Klemmhalter in einem betätigten Zustand befindet. Das Blechteil 12 kann von der starren Spannform 56 abnehmbar sein, wenn sich der Klemmhalter in einem nicht betätigten Zustand befindet. Die starre Spannform 56 kann unverändert verbleiben, nachdem das Blechteil 12 aus der umgestaltbaren Spannvorrichtung 10 entnommen worden ist, so dass ein ähnliches Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt werden kann und durch die starre Spannform 56 und den betätigten Klemmhalter aufgespannt werden kann.
In 1–1A, auf welche nun wieder Bezug genommen wird, können der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander das Blechteil 12 fassen, wenn der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander die starre Spannform 56 ausbilden, wodurch eine Bewegung des Blechteils 12 relativ zu der umgestaltbaren Spannvorrichtung 10 unterbunden wird. Das Fassen des Blechteils 12 kann aus der Reibung zwischen dem Anpassungsabschnitt 60 des Spannbehälters 22 und dem Bauteilrand 14 oder dem Ausschnittrand 18 oder anderen Merkmalen resultieren, die in dem Blechteil 12 ausgebildet sind, wie etwa, als Beispiele ohne einschränkenden Charakter, stufenförmige Teilstücke, L-förmige Teilstücke oder U-förmige Teilstücke. Das Fassen des Blechteils 12 kann aus einer Überlappung, einem Einschluss oder einem Eingefangensein des Blechteils 12 durch den Überlappungsabschnitt 62 des Spannbehälters 22 in Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 resultieren. Das Fassen des Blechteils 12 kann aus einem durch den Kontakt zwischen dem Anpassungsabschnitt 60 des Spannbehälters 22 und dem Blechteil 12 erzeugten Unterdruck resultieren.
In 4A–4B, auf welche nun Bezug genommen wird, kann gemäß einer anderen Ausführungsform die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 einen Stützbehälter 90, der aus einem flexiblen Material gefertigt ist und den Spannbehälter 22 stützt, sowie Stützgranulatkörnchen 94, mit denen der Stützbehälter 90 zumindest teilweise befüllt ist, umfassen. Der Stützbehälter 22 kann an einer Anschlussstelle 92 an dem Spannbehälter 22 angebracht sein. Der Stützbehälter 90 und die Stützgranulatkörnchen 94 können sich im Zusammenwirken miteinander an den Spannbehälter 22 anpassen, wenn das Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt wird.
Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann auf eine Art und Weise ähnlich jener, wie sie weiter oben in Bezug auf 1 beschrieben ist, eine mit dem Spannbehälter 22 und dem Stützbehälter 90 funktional verbundene Unterdruckquelle 30 und eine mit dem Spannbehälter 22 und dem Stützbehälter 90 funktional verbundene Luftquelle 38 umfassen. Der Spannbehälter 22 und der Stützbehälter 90 können aus einem Material gefertigt sein, das luftundurchlässig ist. Der Spannbehälter 22 und der Stützbehälter 90 können aus einem Material gefertigt sein, das nichtentflammbar ist. Die Stützgranulatkörnchen 94 können vielfältige Formen aufweisen, von denen zumindest manche nicht sphärisch sein können. Die Stützgranulatkörnchen 94 können zweite schartige oder raue Ränder 97 aufweisen und können einen zweiten mittleren Durchmesser oder eine zweite mittlere Breite aufweisen. Der zweite mittlere Durchmesser oder die zweite mittlere Breite kann größer als der erste mittlere Durchmesser oder die erste mittlere Breite sein.
Der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 können sich im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil 12 anpassen, und der Stützbehälter 90 und die Stützgranulatkörnchen 94 können sich im Zusammenwirken miteinander an den Spannbehälter 22 anpassen, wenn dem Spannbehälter 22 und dem Stützbehälter 90 Luft 29 durch die Luftquelle 38 zugeführt wird und das Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt wird. Der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 können im Zusammenwirken miteinander eine starre Spannform 56 bilden und der Stützbehälter 90 und die Stützgranulatkörnchen 94 können im Zusammenwirken miteinander eine starre Stützform 100 bilden, wenn die Luft 29 durch die Unterdruckquelle 30 aus dem Spannbehälter 22 und dem Stützbehälter 90 entzogen wird, nachdem sich der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil 12 angepasst haben und sich der Stützbehälter 90 und die Stützgranulatkörnchen 94 im Zusammenwirken miteinander an den Spannbehälter 22 angepasst haben. Der Stützbehälter 90 kann im Zusammenwirken mit den Stützgranulatkörnchen 94 den Spannbehälter 22 auf einer Anpassungsfläche 98 des Stützbehälters 90 abstützen. Der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 mit den ersten schartigen oder rauen Rändern 27 können im Zusammenwirken miteinander eine höhere Formschlusskraft bereitstellen, während der Stützbehälter 90 und die Stützgranulatkörnchen 94 mit den zweiten schartigen oder rauen Rändern 97 im Zusammenwirken miteinander eine stärkere Stützstruktur bereitstellen können.
In 2, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst gemäß einer anderen Ausführungsform die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 zum Spannen eines Blechteils 12 eine Mehrzahl von jeweils aus einem flexiblen Material gefertigten Spannbehältern 22 sowie Spanngranulatkörnchen 24, mit denen ein jeder der Spannbehälter 22 zumindest teilweise befüllt ist. Die Spannbehälter 22 und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen 24 passen sich im Zusammenwirken miteinander an zumindest einen Abschnitt des Blechteils 12 an, wenn das Blechteil 12 auf die Spannbehälter 22 gelegt wird. Ein zwischen den Spannbehältern 22 ausgebildeter Zugriffsraum 64 kann einen verbesserten Zugriff auf das Blechteil 12 für Werkzeuge und Vorgänge der Bearbeitung, der Montage und der Prüfung erlauben.
Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann auf eine Art und Weise ähnlich jener, wie sie weiter oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, eine mit jedem Spannbehälter 22 funktional verbundene Unterdruckquelle 30 und eine mit jedem Spannbehälter 22 funktional verbundene Luftquelle 38 umfassen. Jeder Spannbehälter 22 kann aus einem Material gefertigt sein, das undurchlässig für Luft 29 ist. Die Spannbehälter 22 und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen 24 können sich im Zusammenwirken miteinander an einen Abschnitt des Blechteils 12 anpassen, wenn den Spannbehältern 22 Luft 29 von der Luftquelle 38 zugeführt wird und das Blechteil 12 auf die Spannbehälter 22 gelegt wird. Die Spannbehälter 22 und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen 24 bilden im Zusammenwirken miteinander entsprechende starre Spannformen 56, wenn die Luft 29 durch die Unterdruckquelle 30 aus den Spannbehältern 22 entzogen wird, nachdem sich die Spannbehälter 22 und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander an einen Abschnitt des Blechteils 12 angepasst haben.
Die starren Spannformen 56 können unverändert verbleiben, wenn die Luft 29 aus den Spannbehältern 22 entzogen wird und das Blechteil 12 aus der umgestaltbaren Spannvorrichtung 10 entnommen wird, so dass ein ähnliches Blechteil 12 auf die Spannbehälter 22 gelegt werden kann und durch die starren Spannformen 56 aufgespannt werden kann.
Die Spannbehälter 22 und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen 24 können das Blechteil 12 im Zusammenwirken miteinander fassen, wenn die Spannbehälter 22 und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander die entsprechenden starren Spannformen 56 ausbilden, wodurch eine Bewegung des Blechteils 12 relativ zu der umgestaltbaren Spannvorrichtung 10 unterbunden wird, wie dies weiter oben mit Bezugnahme auf 1–1A beschrieben ist. Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann eine Mehrzahl von Stützbehältern 90, die jeweils aus einem flexiblen Material gefertigt sind und einen entsprechenden Spannbehälter 22 stützen, sowie Stützgranulatkörnchen 94, mit denen ein jeder der Stützbehälter 90 zumindest teilweise befüllt ist, umfassen, wie dies weiter oben unter Bezugnahme auf 4A–4B beschrieben ist.
Die umgestaltbare Spannvorrichtung 10 kann außerdem ein oder mehrere Stellglieder 70 umfassen, die an einem oder an mehreren der Spannbehälter 22 und an der Basis 28 angebracht sind. Das eine oder die mehreren Stellglieder 70 können den Spannbehälter 22 in eine oder in mehrere der Richtungen X, Y und Z neu positionieren. Alternativ dazu kann der Spannbehälter 22 auch manuell in eine oder in mehrere der Richtungen X, Y und Z neu positioniert werden. Das Stellglied 70 kann den Spannbehälter 22 derart neu positionieren, dass er eine bestimmte Größe und/oder Form des Blechteils 12 aufnehmen kann, bevor das Blechteil 12 auf die Spannbehälter 22 gelegt wird.
Das Stellglied 70 kann den Spannbehälter 22 neu positionieren, um ihn an die Form des Blechteils 12 anzupassen, nachdem die Spannbehälter 22 und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander entsprechende starre Spannformen 56 gebildet haben, wenn die Luft 29 durch die Unterdruckquelle 30 aus den Spannbehältern 22 entzogen worden ist.
In 3A–3C, auf welche nun Bezug genommen wird, kann die Basis 28 der umgestaltbaren Spannvorrichtung 10 die an der Basis 28 angebrachten Montageelemente 86 umfassen. Sichtkameras, Sensoren, mechanische Klemmhalter sowie Bearbeitungs-, Montage- und Prüfwerkzeuge können an den Montageelementen 86 angebracht sein. 3A zeigt die umgestaltbare Spannvorrichtung 10, wenn die Luft 29 aus dem Spannbehälter 22 entzogen ist und der Spannbehälter 22 im Zusammenwirken mit den Granulatkörnchen 24 eine erste starre Spannform 80 aufrechterhält, wenn das Blechteil 12 entfernt worden ist. In diesem Zustand kann ein ähnliches Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt werden und durch die erste starre Spannform 80 aufgespannt werden.
Zum Umgestalten der umgestaltbaren Spannvorrichtung 10 wird die Unterdruckquelle 30 getrennt und wird die Luftquelle 38 an den Spannbehälter 22 angeschlossen. Wie in 3B gezeigt, bildet der Spannbehälter 22 im Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 eine nicht-starre und nicht-angepasste Form 82. In diesem Zustand sind die Spanngranulatkörnchen 24 und der Spannbehälter 22 entspannt und lassen sich neu formen.
Wenn ein unterschiedliches Blechteil (nicht gezeigt) mit einer Größe und/oder Form, die sich von jener des Blechteils 12 unterscheidet, auf den Spannbehälter 22 gelegt wird und sich der Spannbehälter 22 im Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 an das unterschiedliche Blechteil angepasst hat, kann die Luftquelle 38 getrennt werden und die Unterdruckquelle 30 kann an den Spannbehälter 22 angeschlossen werden, wodurch bewirkt wird, dass der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander eine zweite starre Spannform 84 bilden. 3C zeigt die umgestaltbare Spannvorrichtung 10, wenn die Luft 29 aus dem Spannbehälter 22 entzogen ist und der Spannbehälter 22 im Zusammenwirken mit den Spanngranulatkörnchen 24 bei entferntem unterschiedlichen Blechteil die zweite starre Spannform 84 aufrechterhält.
In 5, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst ein Verfahren 200 zum Spannen eines Blechteils 12 im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung, dass ein flexibler, zumindest teilweise mit Spanngranulatkörnchen 24 befüllter Spannbehälter 22 an das Blechteil 12 angepasst wird (202), wenn das Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt wird. Das Verfahren 200 kann umfassen, dass Luft 29 aus dem Spannbehälter 22 entzogen wird (204), um den Unterdruck 37 in dem Spannbehälter 22 zu erzeugen, so dass der Spannbehälter 22 und die Spanngranulatkörnchen 24 im Zusammenwirken miteinander eine starre Spannform 56 bilden, nachdem der Spannbehälter 22 an das Blechteil 12 angepasst worden ist. Das Verfahren 200 kann umfassen, dass die starre Spannform 56 beibehalten wird (206), wenn das Blechteil 12 aus dem Spannbehälter 22 entfernt wird, indem der Unterdruck 37 in dem Spannbehälter 22 beibehalten wird, so dass ein ähnliches Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt werden kann und durch die starre Spannform 56 aufgespannt werden kann. Das Verfahren 200 kann umfassen, dass Luft 29 dem Spannbehälter 22 zugeführt wird (208), so dass die starre Spannform 56 nicht beibehalten wird und sich der Spannbehälter 22 an ein unterschiedliches Blechteil anpasst, wenn das unterschiedliche Blechteil auf den Spannbehälter 22 gelegt wird.
Das Anpassen 202 kann umfassen, dass ein Stützbehälter 90, der zumindest teilweise mit Stützgranulatkörnchen 94 befüllt ist, derart angepasst wird, dass er den Spannbehälter 22 stützt, wenn das Blechteil 12 auf den Spannbehälter 22 gelegt wird. Das Anpassen 202 kann umfassen, dass eine Mehrzahl von flexiblen Spannbehältern 22, von denen ein jeder zumindest teilweise mit Spanngranulatkörnchen 24 befüllt ist, an ein Blechteil 12 angepasst wird, wenn das Blechteil 12 auf die Spannbehälter 22 gelegt wird.
Diese Offenbarung betrifft die Fertigung, Bearbeitung, Montage und/oder Prüfung einer beliebigen Maschine oder eines beliebigen Erzeugnisses. Beispiele ohne einschränkenden Charakter umfassen etwa Fahrzeuge, Gebäude (wie etwa Fertigteilkonstruktionen für Wohn- und Bürogebäude), Luftfahrzeuge, Haushaltsgeräte, Endprodukte, Büroprodukte, Möbel, Klimatechniksysteme, Industrieausrüstungen usw.
Es sind hier zwar die besten Umsetzungsarten der zahlreichen Aspekte der vorliegenden Lehren im Detail beschrieben worden, für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem diese Lehren gehören, sind jedoch verschiedene alternative Aspekte für die Umsetzung der vorliegenden Lehren, die im Umfang der beigefügten Patentansprüche gelegen sind, erkenntlich.

Claims

Umgestaltbare Spannvorrichtung zum Spannen eines Blechteils im Hinblick auf dessen Bearbeitung, Montage oder Prüfung, umfassend: einen aus einem flexiblen Material gefertigten Spannbehälter; sowie Spanngranulatkörnchen, mit denen der Spannbehälter zumindest teilweise befüllt ist; wobei sich der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil anpassen, wenn das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine mit dem Spannbehälter funktional verbundene Unterdruckquelle; und eine mit dem Spannbehälter funktional verbundene Luftquelle; wobei der Spannbehälter aus einem luftundurchlässigen Material gefertigt ist; wobei sich der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil anpassen, wenn dem Spannbehälter Luft von der Luftquelle zugeführt wird und das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird; und wobei der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander eine starre Spannform bilden, wenn die Luft durch die Unterdruckquelle aus dem Spannbehälter entzogen wird, nachdem sich der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil angepasst haben.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin umfassend einen Klemmhalter; wobei der Klemmhalter das Blechteil gegen die starre Spannform spannt, wenn sich der Klemmhalter in einem betätigten Zustand befindet; wobei das Blechteil von der starren Spannform abnehmbar ist, wenn sich der Klemmhalter in einem nicht betätigten Zustand befindet; und wobei die starre Spannform unverändert verbleibt, nachdem das Blechteil von der umgestaltbaren Spannvorrichtung abgenommen worden ist.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen das Blechteil im Zusammenwirken miteinander fassen, wenn der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander die starre Spannform ausbilden, wodurch eine Bewegung des Blechteils relativ zu der umgestaltbaren Spannvorrichtung unterbunden wird.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen Stützbehälter, der aus einem flexiblen Material gefertigt ist, an dem Spannbehälter angebracht ist und diesen stützt; sowie Stützgranulatkörnchen, mit denen der Stützbehälter zumindest teilweise befüllt ist; wobei sich der Stützbehälter und die Stützgranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an den Spannbehälter anpassen, wenn das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin umfassend: eine mit dem Spannbehälter und mit dem Stützbehälter funktional verbundene Unterdruckquelle; und eine mit dem Spannbehälter und mit dem Stützbehälter funktional verbundene Luftquelle; und wobei der Spannbehälter und der Stützbehälter aus einem luftundurchlässigen Material gefertigt sind; wobei sich der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil anpassen, und sich der Stützbehälter und die Stützgranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an den Spannbehälter anpassen, wenn dem Spannbehälter und dem Stützbehälter Luft von der Luftquelle zugeführt wird und das Blechteil auf den Spannbehälter gelegt wird; und wobei der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander eine starre Spannform bilden, und der Stützbehälter und die Stützgranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander eine starre Stützform bilden, wenn die Luft durch die Unterdruckquelle aus dem Spannbehälter und aus dem Stützbehälter entzogen wird, nachdem sich der Spannbehälter und die Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an das Blechteil angepasst haben und sich der Stützbehälter und die Stützgranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an den Spannbehälter angepasst haben.
Umgestaltbare Spannvorrichtung zum Spannen eines Blechteils, umfassend: eine Mehrzahl von jeweils aus einem flexiblen Material gefertigten Spannbehältern; sowie Spanngranulatkörnchen, mit denen ein jeder der Spannbehälter zumindest teilweise befüllt ist; wobei sich die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an zumindest einen Abschnitt des Blechteils anpassen, wenn das Blechteil auf die Spannbehälter gelegt wird.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin umfassend: eine mit jedem Spannbehälter funktional verbundene Unterdruckquelle; und eine mit jedem Spannbehälter funktional verbundene Luftquelle; wobei jeder Spannbehälter aus einem luftundurchlässigen Material gefertigt ist; wobei sich die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an einen Abschnitt des Blechteils anpassen, wenn den Spannbehältern Luft von der Luftquelle zugeführt wird und das Blechteil auf die Spannbehälter gelegt wird; und wobei die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander entsprechende starre Spannformen bilden, wenn die Luft durch die Unterdruckquelle aus den Spannbehältern entzogen wird, nachdem sich die Spannbehälter und die entsprechenden Spanngranulatkörnchen im Zusammenwirken miteinander an einen Abschnitt des Blechteils angepasst haben.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die starren Spannformen unverändert verbleiben, wenn die Luft aus den Spannbehältern entzogen worden ist und das Blechteil von der umgestaltbaren Spannvorrichtung abgenommen worden ist.
Umgestaltbare Spannvorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin umfassend ein Stellglied, das an einen der Spannbehälter angebracht ist.