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Die Erfindung bezieht sich auf eine Positioniervorrichtung für ein Blechbauteil, insbesondere für ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs, das auf der Positioniervorrichtung in einem Wärmeoffen gehalten wird, bestehend aus einem Grundkörper, der auf einer Seite eine Aufnahmeeinrichtung trägt, mit der er auf Halteschienen abstützbar ist, und auf seiner anderen Seite mindestens eine Halteeinrichtung für das Blechbauteil aufweist.
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Die Automobilindustrie setzt in jüngster Zeit verstärkt hochfeste Bleche im Karosseriebau ein, um einerseits die gewünschte Steifigkeit der Karosserie zu erreichen und andererseits Gewicht zu sparen. Hierzu werden die vorgeformten Blechbauteile wie Längsträger, B-Säule oder ähnliches auf Positioniervorrichtungen gelegt, die auf Halteschienen gehalten sind. Diese Halteschienen sind mit einer Fördereinrichtung verbunden oder an einem Transportwagen befestigt, über die dann die Blechbauteile in einen Wärmeofen gefahren werden, in dem sie auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden. Anschließend werden die Blechbauteile abgeschreckt, um so ihre hohe Festigkeit zu errreichen.
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Bei der Anmelderin werden Positioniervorrichtungen mit einem kastenartigen Grundkörper verwendet, der aus mehreren Stahlplatten mit Verstärkungsblechen zusammen geschweißt ist, an seinem unteren Ende zwei beabstandete Aufnahmeeinrichtungen aufweist und an seinem gegenüberliegenden Ende Halteeinrichtungen für das Blechbauteil trägt. Die Halteeinrichtungen sind in der Regel Zapfen, Schlitze, Spitzkegel oder ähnliches, die das Blechbauteil stützen und über Öffnungen im Blechbauteil positionieren.
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Als Aufnahmeeinrichtungen fungieren nach unten offene Profile wie U-Profile oder Winkeleisen, über die die Positioniervorrichtung auf Halteschienen aufliegt und vertikal nach oben abgehoben werden kann.
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Nachteilig ist es bei dieser bekannten Anordnung, dass der Grundkörper sehr schwer ist und sich aufgrund der Temperaturen im Wärmeofen leicht verziehen kann. Die in dem Grundkörper herrschenden Wärmespannungen können so groß werden, dass er an seinen Schweißnähten einreißt. Damit verziehen sich aber auch die Halteeinrichtungen für die Blechbauteile, so dass sich die Blechbauteile selbst ebenfalls im Wärmeofen verziehen können, da sie nicht mehr lagegenau gehalten werden.
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Für partiell zu härtende Stahlbauteile beschreibt die
DE 10 2009 015 013 A1 in
9 sehr schematisch einen Ofensattel, in der Beschreibung Ofenträger genannt, der auf zwei Halteschienen aufliegt und vertikal nach oben abgehoben werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Positioniervorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass ein Verzug trotz der im Wärmeofen herrschenden Temperaturen weitgehend ausgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Grundkörper gemäß der Erfindung besteht aus einer senkrecht stehenden Wand, die einerseits mit den Halteeinrichtungen und andererseits mit den Aufnahmeeinrichtungen bestückt ist. Aufgrund der fehlenden Seitenwände und der fehlenden Verstärkungsbleche verzieht sich dieser Grundkörper nicht mehr, allenfalls kann er sich in seiner Flächenerstreckung dehnen, was aber durch geeignete Halteeinrichtungen keine Auswirkung auf die Formbeständigkeit der von der Positioniervorrichtung getragenen Blechbauteile hat. Auch ist die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung wesentlich leichter als die bisher verwendeten, so dass sowohl die Aufwärmzeit im Ofen, aber zugleich auch der Verschleiß der Halteschienen bzw. ihre Belastung reduziert werden. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird auch der Platzbedarf der Positioniervorrichtung wesentlich verringert, was sich in der benötigten Lager- bzw. Bereithaltungsfläche positiv bemerkbar macht.
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Die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 und/oder 3 erhöht die Steifigkeit und damit die bleibende geometrische Genauigkeit der Halteeinrichtungen weiter, da sich die Verstärkungsrippe unmittelbar unterhalb der Halteeinrichtung bis zur Unterkante des Grundkörpers erstreckt.
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Es hat sich als sinnvoll erwiesen, den Grundkörper der Positioniereinrichtung senkrecht zu der Aufnahmeeinrichtung anzuordnen (Patentanspruch 4). Hierbei können auch zwei oder mehrere Positioniervorrichtungen in Förderrichtung beabstandet hintereinander angeordnet werden, wenn entsprechend lange Blechbauteile gehalten werden sollen.
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Aufgrund der wesentlich schmäler bauenden erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung können auch zwei oder mehrere parallel zueinander in Längsrichtung der Halteschienen angeordnet werden. Damit können zwei oder mehrere Blechbauteile (zum Beispiel rechter und linker Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie) gleichzeitig im Wärmeofen behandelt werden oder Blechbauteile mit einer großen Breite gehalten werden.
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Damit die Positioniervorrichtung sicher auf den Halteschienen geführt wird, wird die Weiterbildung nach Patentanspruch 5 vorgeschlagen. Während bei der Ausführung nach dem Stand der Technik die Positioniervorrichtung nur lose auf den Halteschienen aufliegt und damit aufgrund von Vibrationen um die Längsachse der Halteschienen eine Kippbewegung ausführen kann und sich auch um ihre Hochachse bewegen kann, wird durch das Festlager dies sicher verhindert. Damit kann sich die Positioniervorrichtung auch beim Abnehmen des Blechbauteils nicht mehr mit von den Halteschienen abheben. Ein anschließendes Herabfallen auf die Halteschienen ist damit ausgeschlossen, das bisher zu einer Beschädigung oder gar Zerstörung der Halteschienen führen konnte.
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Als Festlager im Sinne der Erfindung wird eine Lageranordnung verstanden, die im Einsatz der Positioniereinrichtung keine Dreh- und/oder Kippbewegung zulässt. Selbstverständlich kann die Positioniereinrichtung auf den Halteschienen zum Einstellen auf die Größe des zu haltenden Blechbauteils verschoben werden und für Reparaturzwecke ausgetauscht werden. Auch kann sie gegen eine andere Positioniervorrichtung mit anderen Halteeinrichtungen ausgetauscht werden, wenn anders dimensionierte oder anders gestaltete Blechbauteile im Wärmeofen behandelt werden sollen.
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Die Weiterbildungen nach den Patentansprüchen 6 und 7 beschreiben geeignete Ausgestaltungen der Aufnahmeeinrichtung und der Halteschienen. Hierbei kann die Halteschiene für das Festlager aus einem geschlossenen Vierkantprofil bestehen, das von einem kongruenten Vierkantprofil der Aufnahmeeinrichtung allseits umschlossen wird. Es können aber auch andere polygonale oder im Querschnitt nicht-kreisförmige Profile zur Anwendung gelangen.
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Die Positioniervorrichtung ist auf den Halteschienen verschiebbar. Um sie für jedes Blechbauteil genau auf den Halteschienen festzulegen, eignet sich die Weiterbildung nach Patentanspruch 8.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung
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1 eine Vorderansicht einer Positioniervorrichtung;
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2 eine Seitenansicht der Positioniervorrichtung nach 1; und
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3 eine Vorderansicht einer weiteren Positioniervorrichtung.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 1 dargestellt. Sie besteht aus einem Grundkörper 2, der in diesem Beispiel ein Stahlblech von mehreren Millimeter Stärke ist, zwei Aufnahmeeinrichtungen 3 und 4 sowie zwei Halteeinrichtungen 5.
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Die Aufnahmeeinrichtungen 3 und 4 sind rechts und links am unteren Rand des Grundkörpers 2 angeschweißt und stehen in Wirkverbindung mit zwei Halteschienen 6 und 7.
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Die Halteschienen 6 und 7 verlaufen in diesem Beispiel senkrecht zur Zeichenebene. Damit verlaufen die Aufnahmeeinrichtungen 3 und 4 ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene. Der Grundkörper 2 steht vertikal auf seinen Aufnahmeeinrichtungen 3 und 4.
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Die Halteschiene 7 besteht aus einem auf die Spitze gestellten, geschlossenen und hohlen Vierkantprofil. Es sind aber auch andere polygonalen Profile vorstellbar.
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Die Aufnahmeeinrichtung 3 besteht aus einem zu ihrer Halteschiene 6 hin geöffneten U-Profil. Der Abstand der Schenkel des U-Profils weist eine lichte Weite auf, die größer ist als der Querschnitt der Halteschiene 6. Damit wirkt die Aufnahmeeinrichtung 3 als Auflager 8.
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Die Aufnahmeeinrichtung 4 besitzt, abgesehen von einem geringen Spiel, das gleiche Querschnittsprofil wie die Halteschiene 7. Sie umschließt die Halteschiene vollständig. Somit wirkt die Aufnahmeeinrichtung 4 als Festlager 9 für die Positioniervorrichtung 1. Sie kann damit nicht mehr durch Vibrationen kippen bzw. pendeln und sich um die Hochachse bewegen.
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Die Halteeinrichtungen 5 für das aufzunehmende Blechbauteil sind üblicher Art, wie beispielsweise Spitzen, Kegelstümpfe oder ähnliches.
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Im Bereich der Halteeinrichtungen 5 sind zumindest auf einer Seite des Grundkörpers 2 Verstärkungsrippen 10 angeschweißt, die nahezu über die gesamte Höhe des Grundkörpers 2 verlaufen und zumindest bis an oder doch nahezu an die Halteeinrichtungen 5 reichen und so ein Verziehen des Grundkörpers 2 im Bereich der Halteeinrichtungen 5 vermeiden bzw. ganz erheblich reduzieren.
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In dem Grundkörper 2 sind noch einige Öffnungen 11 zur weiteren Gewichtsreduzierung angebracht.
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Eine schlitzförmige Öffnung 12 in dem Grundkörper 2 dient zur Aufnahme einer in 1 nicht näher dargestellten Verbindungsleiste 14, wenn mehrere Positioniervorrichtungen 1 hintereinander abstandsgenau angeordnet werden müssen, um lange Blechbauteile aufzunehmen.
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In 2 ist eine Seitenansicht der Positioniervorrichtung aus 1 dargestellt.
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Hier ist ersichtlich, wie die Aufnahmeeinrichtung 4 die Halteschiene 7 umschließt. Weiterhin sind hier schematisiert zwei Befestigungsmittel 13 zu sehen, über die die Positioniervorrichtung 1 auf der Halteschiene 7 befestigt werden kann. Als Befestigungsmittel 13 kommen beispielsweise Schrauben in Betracht. Es kann jedoch auch ein Bolzen vorgesehen sein.
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Weiterhin ist hier die Verbindungsleiste 14 zum Verbinden mehrerer Positioniervorrichtungen 1 bei langen Blechbauteilen zu sehen.
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Hier sind auf der Vorder- und Rückseite des Grundkörpers 2 Verstärkungsrippen 10 angeordnet.
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Zum Transport der Positioniervorrichtung 1 in bzw. aus einem Wärmeoffen können die Halteschienen 6 und 7 an einer Fördereinrichtung (nicht dargestellt) befestigt sein, die kontinuierlich oder diskontinuierlich sich durch bzw. in und aus dem Wärmeofen bewegt. Hierbei kann es sich um einen Durchlaufofen oder um einen einseitig zu beschickenden Ofen handeln.
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In 3 ist eine alternative Positioniereinrichtung in Vorderansicht dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern wie in den 1 und 2 bezeichnet sind.
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Der Unterschied zu der Positioniereinrichtung 1 aus 1 besteht in der Anzahl der Halteeinrichtungen 5 und damit auch in der Anzahl der Verstärkungsrippen 10. Auch ist hier eine Vielzahl von Öffnungen 11 vorgesehen. In Ergänzung zu der Ausbildung nach 1 ist ein Blechbauteil 15 gezeigt, das über Halteeinrichtungen 5 in Form von Positionierstiften 5.1 und Auflagepunkten 5.2 lagegenau fixiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009015013 A1 [0006]
