DE102019101664A1

DE102019101664A1 - Vorrichtung zur Lagerung eines Bauteils

Info

Publication number: DE102019101664A1
Application number: DE102019101664.9A
Authority: DE
Inventors: Lutz Bauer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Bauteils (4), wobei die Vorrichtung zwei erste Lagermittel (1; 2) und zwei zweite Lagermittel (3'; 3") umfasst, wobei die ersten Lagermittel (1; 2) und die zweiten Lagermittel (3'; 3") dazu ausgebildet sind, das Bauteil (4) zu stützen, wobei die zweiten Lagermittel (3'; 3") über ein drehbares Verbindungsmittel (6) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zur Lagerung von Bauteilen bekannt. Sie werden häufig verwendet, um die Bauteile mechanisch zu bearbeiten. Die US 2009/278294 A1 offenbart beispielsweise ein Klemmsystem zum Spannen von Tragflächenprofilen mit schwenkbaren Armen, damit die Tragflächenprofile besser bearbeitet werden können.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine präzise Positionierung von Bauteilen mit relativ großen Toleranzen ermöglicht. Außerdem soll ein System mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zur mechanischen Bearbeitung eines Bauteils mit einer solchen Vorrichtung geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein System gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Vorrichtung umfasst zwei erste Lagermittel und zwei zweite Lagermittel. Die Lagermittel sind dazu ausgebildet, das Bauteil zu stützen. Dabei ist es insbesondere möglich, dass das komplette Bauteil alleine durch die Lagermittel gestützt wird. Die komplette Gewichtskraft wirkt in diesem Fall also auf die Lagermittel bzw. zusätzlich die Spannkraft, da das Bauteil an den vier Lagermitteln gespannt wird und durch die Wippe statisch bestimmt ist.
Die zweiten Lagermittel sind über ein drehbares Verbindungsmittel miteinander verbunden. So können die zweiten Lagermittel und das Verbindungsmittel einen Wippmechanismus ausbilden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn Bauteile mit vergleichsweise hohen Toleranzen besonders präzise positioniert werden sollen, weil sie beispielsweise durch Roboter mechanisch bearbeitet werden sollen. Solch hohe Toleranzen treten beispielsweise bei vergleichsweise großen wärmebehandelten Gussbauteilen auf, die sich beim Erkalten unterschiedlich verziehen können.
Aufgrund des drehbaren Verbindungsmittels ergibt sich immer eine Auflage des Bauteils auf allen Lagermitteln. Dabei stellen die ersten Lagermittel starre Auflagepunkte dar. Zusammen mit einem Drehpunkt des Verbindungsmittels, um den die Drehung des Verbindungsmittels erfolgt, wird eine Ebene definiert, die eine eindeutige Positionierung des Bauteils festlegt.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist, dass Abweichungen der Maße des Bauteils, beispielsweise aufgrund eines Verzugs beim Erkalten, an den Auflagepunkten der ersten Lagermittel bei der oben erwähnten Definition der Ebene bei der Positionierung weniger stark ins Gewicht fallen. Dies gilt insbesondere, wenn die Abweichungen unterschiedliche Vorzeichen aufweisen. Es sind daher größere Bauteiltoleranzen möglich. Insbesondere fallen Maßabweichungen auf der Wippenseite weniger ins Gewicht, da an den Auflagepunkten der zweiten Lagermittel durch die Wippe die Abweichungen ausgeglichen werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verbindungsmittel einen Drehpunkt aufweisen, der zwischen den zweiten Lagermitteln angeordnet ist. Das Verbindungsmittel kann um den Drehpunkt drehbar sein. Vorzugsweise ist der Drehpunkt mittig zwischen den zweiten Lagermitteln angeordnet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die ersten und die zweiten Lagermittel jeweils dazu ausgebildet sein, einen in etwa punktförmigen Kontaktbereich mit dem Bauteil auszubilden. Unter dem Begriff „punktförmiger Kontaktbereich“ wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Kontaktbereich verstanden, der eine Fläche von deutlich weniger als 10cm², aufweist.
Punktförmige Kontaktbereiche haben den Vorteil, dass eine präzise definierte Ebene zwischen den Kontaktbereichen der ersten Lagermittel und dem Drehpunkt des Verbindungsmittels definiert ist, die als Referenz für eine Bearbeitung des Bauteils verwendet werden kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die ersten Lagermittel mechanisch entkoppelt voneinander angeordnet sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die ersten Lagermittel mechanisch entkoppelt von den zweiten Lagermitteln angeordnet sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Drehpunkt in etwa mittig zwischen den zweiten Lagermitteln angeordnet sein. Dies ist besonders vorteilhaft, um vergleichsweise große Toleranzen der zu bearbeitenden Bauteile zu ermöglichen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verbindungsmittel ausschließlich um eine einzige Drehachse drehbar sein, wobei die Drehachse durch den Drehpunkt verlaufen kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verbindungsmittel in einer vertikalen Richtung drehbar sein, wenn die ersten Lagermittel das Bauteil stützen. In diesem Fall kann sich die Drehachse in einer horizontalen Richtung erstrecken.
Das System umfasst eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung und das Bauteil. Das Bauteil wird durch die ersten und die zweiten Lagermittel gestützt. Vorzugsweise wird das Bauteil ausschließlich durch die ersten und die zweiten Lagermittel gestützt.
Beim Verfahren wird das Bauteil mechanisch bearbeitet, beispielsweise durch einen Roboter, während es auf einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung gelagert ist. Insbesondere bei der mechanischen Bearbeitung durch einen Roboter ist die präzise Definition der Lagerebene durch die ersten Lagermittel und den Drehpunkt des Verbindungsmittel vorteilhaft, damit der Roboter die Lage des Bauteils präzise kennt, auch wenn das Bauteil relativ große Toleranzen aufweist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Abbildung.
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines auf einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung gelagerten Bauteils.
Das Bauteil 4 ist auf zwei ersten Lagermitteln 1 und 2 und zwei zweiten Lagermitteln 3' und 3" gelagert. Dabei wird die gesamte Masse des Bauteils ausschließlich durch die Lagermittel 1, 2, 3' und 3" gestützt. Zusätzlich wird die Spannkraft, durch die Lagermittel 1, 2, 3' und 3" gestützt, da das Bauteil an den vier Lagermitteln gespannt wird und durch die Wippe statisch bestimmt ist.
Die zweiten Lagermittel 3' und 3" sind durch ein Verbindungsmittel 6 miteinander verbunden. Das Verbindungsmittel 6 ist um einen Drehpunkt 3 in einer vertikalen Richtung drehbar, sodass also auch bei relativ großen Toleranzen das Bauteil immer auf den ersten Lagermitteln 1 und 2 und den zweiten Lagermitteln 3' und 3" aufliegt. Die vertikale Ebene bezieht sich auf die Ebene 5. Die gesamte Anordnung funktioniert nämlich auch dann, wenn das Bauteil bspw. an einer vertikalen Grundplatte mit den beschriebenen Lagermitteln gespannt wird. In diesem Fall stützen die Lagermittel 1, 2, 3' und 3" allein die Spannkraft und nicht die Masse des Bauteils.
Eine Lagerebene 5 wird durch die ersten Lagermittel 1 und 2 und den Drehpunkt 3 definiert, die vor allem für eine mechanische Bearbeitung des Bauteils 4 vorteilhaft ist. Aufgrund der Drehbarkeit des Verbindungsmittels 6 ergeben sich - verglichen mit den Toleranzen des Bauteils 4 - vergleichsweise geringe Abweichungen der Lagerung des Bauteils 4 von der Lagerebene 5. Dies vereinfacht eine mechanische Bearbeitung des Bauteils 4 mit einem Roboter.
Grundsätzlich ergeben sich Alternativen zum drehbaren Verbindungsmittel (6), welches die zweiten Lagermittel koppelt. Dies wäre bspw. ein hydraulisches System mit hydraulisch kommunizierenden Verbindung der zweiten Lagermittel 3' und 3". Damit ist der Drehpunkt in diese alternativen ausführungsform nicht mehr physikalisch ausgebildet, liegt aber vom Prinzip her jedoch weiterhin imaginär vor. Eine andere Alternative stellt eine prismatische Verschiebung der zweiten Lagermittel 3', 3" dar,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2009278294 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Lagerung eines Bauteils (4), wobei die Vorrichtung zwei erste Lagermittel (1; 2) und zwei zweite Lagermittel (3'; 3") umfasst, wobei die ersten Lagermittel (1; 2) und die zweiten Lagermittel (3'; 3") dazu ausgebildet sind, das Bauteil (4) zu stützen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Lagermittel (3'; 3") über ein drehbares Verbindungsmittel (6) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (6) einen Drehpunkt (3) aufweist, der zwischen den zweiten Lagermitteln (3'; 3") angeordnet ist, wobei das Verbindungsmittel (6) um den Drehpunkt (3) drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lagermittel (1; 2) und die zweiten Lagermittel (3'; 3") jeweils dazu ausgebildet sind, einen in etwa punktförmigen Kontaktbereich mit dem Bauteil (4) auszubilden.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lagermittel (1; 2) mechanisch entkoppelt voneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lagermittel (1; 2) mechanisch entkoppelt von den zweiten Lagermitteln (3'; 3") angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (3) in etwa mittig zwischen den zweiten Lagermitteln (3'; 3") angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (6) ausschließlich um eine einzige Drehachse drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (6) in einer vertikalen Richtung drehbar ist, wenn die ersten Lagermittel (1; 2) das Bauteil (4) stützen.
System, umfassend eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche und das Bauteil (4), wobei das Bauteil (4) durch die ersten Lagermittel (1; 2) und die zweiten Lagermittel (3'; 3") gestützt ist.
Verfahren zur mechanischen Bearbeitung eines Bauteils (4), wobei das Bauteil (4) auf einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gelagert wird und dort mechanisch bearbeitet wird.