DE102019209601A1

DE102019209601A1 - Positioning module for joining or assembling components

Info

Publication number: DE102019209601A1
Application number: DE102019209601.8A
Authority: DE
Inventors: Philipp Sperlich; Kenny Pagel; Patrick Ackert
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2021-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Positioniermodul für ein Fügen oder Montieren von Bauteilen, insbesondere von Karosserieteilen bei dem an einem Grundkörper (1), der auf einer Konsole in einem Bauraum angeordnet ist, eine von einem Rotationsantrieb (4) angetriebene Welle (2) gelagert und an mindestens einem Ende fixiert ist. Die Welle (2) ist mit einer Einrichtung, die ausgebildet ist eine lineare Bewegung, die senkrecht zur Rotationsachse der Welle (2) ausgerichtet ist, bei Rotation der Welle (2) zu realisieren, verbunden. An der Einrichtung ist eine Auflage (10) für mindestens ein bauteilspezifisches Spann- und Positionierelement vorhanden, so dass das mindestens eine Spann- und Positionierelement infolge der linearen Bewegung in einer senkrecht zur Rotationsachse der Welle (2) ausgerichteten Achsrichtung positionierbar ist.

The invention relates to a positioning module for joining or assembling components, in particular body parts, in which a shaft (2) driven by a rotary drive (4) is mounted and attached to a base body (1) which is arranged on a bracket in an installation space at least one end is fixed. The shaft (2) is connected to a device which is designed to realize a linear movement which is oriented perpendicular to the axis of rotation of the shaft (2) when the shaft (2) rotates. The device has a support (10) for at least one component-specific clamping and positioning element, so that the at least one clamping and positioning element can be positioned in an axial direction perpendicular to the axis of rotation of the shaft (2) as a result of the linear movement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Positioniermodul für ein Fügen oder Montieren von Bauteilen, insbesondere von Karosseriebauteilen von Fahrzeugen. Sie kann bei der Justierung von Karosseriebauvorrichtungen oder der Positionierung jeglicher Baugruppen im Mikrometerbereich eingesetzt werden.The invention relates to a positioning module for joining or assembling components, in particular body components of vehicles. It can be used for adjusting bodywork jigs or for positioning any assemblies in the micrometer range.

Bei der Fertigung und speziell dem Fügen von Karosseriebauteilen müssen die zu fügenden Bauteile exakt und stabil positioniert werden. Dies erfolgt in speziellen Vorrichtungen. Treten Abweichungen der Bauteilform auf, kommt es zu unzureichender Fixierung und schlechter Positionierung, was zu einer nicht akzeptablen Formabweichung des Bauteils nach dem Fügen führt. Die Nachsteuerung der Positionierpunkte an abweichende Bauteilformen soll mit dieser Erfindung vereinfacht werden.When manufacturing and especially when joining body parts, the parts to be joined must be positioned precisely and stably. This is done in special devices. If there are deviations in the shape of the component, the result is insufficient fixation and poor positioning, which leads to an unacceptable deviation in shape of the component after joining. The adjustment of the positioning points to different component shapes is intended to be simplified with this invention.

Bisher wird eine Baugruppe nach dem Fügen vermessen, um Formabweichungen festzustellen. Überschreiten diese zu einem Zeitpunkt die erforderliche Toleranz, muss die Bauvorrichtung für das Fügen nachjustiert werden. Dies erfolgt größtenteils durch unterlegen von Abstimmblechen (sog. Shims) unter die Positionier- und Spannelemente. Bei größeren Abweichungen wird auch ein komplett neues Element gefertigt.So far, an assembly has been measured after joining in order to determine shape deviations. If these exceed the required tolerance at any point in time, the jig must be readjusted for joining. This is mostly done by placing shims (so-called shims) under the positioning and clamping elements. In the case of larger deviations, a completely new element is also manufactured.

Für diese Nachjustierung im Millimeterbereich muss in den hochautomatisierten Fertigungsprozess und Fertigungskreislauf eingegriffen werden, was zu Stillstandzeiten und somit Verzögerungen führt. Dabei muss die Justierung mit einer Genauigkeit im zweistelligen Mikrometerbereich erfolgen. Aufgrund der Einfachheit des bisherigen Vorgangs sowie der komplexen Gestaltung der genutzten Bauvorrichtungen wird bisher an diesem Verfahren festgehalten. Bisherige Entwicklungen, die eine Verbesserung des bestehenden Prozesses erbringen haben sich nicht durchgesetzt.For this readjustment in the millimeter range, it is necessary to intervene in the highly automated production process and production cycle, which leads to downtimes and thus delays. The adjustment must be carried out with an accuracy in the two-digit micrometer range. Due to the simplicity of the previous process as well as the complex design of the construction devices used, this method has so far been retained. Previous developments that improve the existing process have not caught on.

Zur Automatisierung des Prozesses und damit dem Einsatz aktiver Komponenten in den Bauvorrichtungen ist es notwendig eine Formabweichung der Bauteile zu bestimmen und den Justierbedarf zu ermitteln.To automate the process and thus the use of active components in the construction devices, it is necessary to determine a form deviation of the components and to determine the need for adjustment.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten für eine sehr genaue Positionierung von Spann- und Positionierelementen anzugeben, wobei gleichzeitig ein geringer Bauraumbedarf für ein dazu geeignetes Modul gegen sein soll.It is therefore the object of the invention to provide possibilities for a very precise positioning of tensioning and positioning elements, while at the same time there should be little space requirement for a module suitable for this purpose.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Positioniermodul, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.According to the invention, this object is achieved with a positioning module which has the features of claim 1. Advantageous refinements and developments can be implemented with features identified in the subordinate claims.

Der Grundgedanke der im Folgenden beschriebenen Erfindung besteht darin, nur den Bauraum der bauteilspezifischen Spann- und Positionierelemente zu nutzen und diese Elemente derart zu gestalten, dass eine Justiermöglichkeit entsteht. Dadurch soll ermöglicht werden, dass bestehende Bauvorrichtungen ohne größere Umbauten nachgerüstet und mehrere Elemente auf einer Konsole angebracht werden können.The basic idea of the invention described below is to use only the installation space of the component-specific clamping and positioning elements and to design these elements in such a way that adjustment is possible. This is intended to enable existing construction devices to be retrofitted without major modifications and several elements to be attached to a console.

Zur Lösung des beschriebenen Problems sollten die Bauteile zunächst im nicht gefügten Zustand vermessen werden. Dies kann z.B. durch optische Verfahren im Prozess durchgeführt werden. Somit können schon vorweg die Formabweichungen quantitativ bestimmt und für die Positionierung benutzt werden. Ziel der Erfindung ist es, die daraus resultierenden notwendigen Anpassungen durch aktive Elemente vorab in der Bauvorrichtung vorzunehmen. Dabei sollten die eingesetzten aktiven Komponenten in den Abmessungen ähnlich den bisherigen starren Spann- und Positionierelementen sein, um diese in bestehende Vorrichtungen implementieren zu können.To solve the problem described, the components should first be measured in the non-joined state. This can be done e.g. by optical methods in the process. In this way, the shape deviations can be determined quantitatively in advance and used for positioning. The aim of the invention is to make the necessary adjustments resulting therefrom by means of active elements in advance in the construction device. The dimensions of the active components used should be similar to the previous rigid clamping and positioning elements so that they can be implemented in existing devices.

Somit besteht die Erfindung vorteilhaft aus einer beweglichen Komponente, die eine lineare Bewegung in einer Richtung ausführen kann, sowie dem notwendigen Antrieb und ggf. einer geeigneten Sensorik.The invention thus advantageously consists of a movable component that can perform a linear movement in one direction, as well as the necessary drive and, if necessary, a suitable sensor system.

Bei dem erfindungsgemäßen Positioniermodul ist an einem Grundkörper, der auf einer Konsole in einem Bauraum angeordnet ist eine von einem Rotationsantrieb angetriebene Welle gelagert und an mindestens einem Ende fixiert.In the case of the positioning module according to the invention, a shaft driven by a rotary drive is mounted on a base body, which is arranged on a bracket in an installation space, and is fixed at at least one end.

Die Welle ist mit einer Einrichtung, die ausgebildet ist eine lineare Bewegung, die senkrecht zur Rotationsachse der Welle ausgerichtet ist, bei Rotation der Welle zu realisieren, verbunden.The shaft is connected to a device which is designed to realize a linear movement which is oriented perpendicular to the axis of rotation of the shaft when the shaft rotates.

An der Einrichtung ist eine Auflage für mindestens ein bauteilspezifisches Spann- und Positionierelement vorhanden, so dass das mindestens eine Spann- und Positionierelement infolge der linearen Bewegung in einer senkrecht zur Rotationsachse der Welle ausgerichteten Achsrichtung positionierbar ist. Die Auflage bildet also einen Träger für mindestens ein Spann- und Positionierelement. Dieses kann dann senkrecht zur Rotationsachse bewegt und dabei in dieser Achsrichtung positioniert werden.On the device there is a support for at least one component-specific clamping and positioning element, so that the at least one clamping and positioning element as a result of the linear movement can be positioned in an axial direction aligned perpendicular to the axis of rotation of the shaft. The support thus forms a carrier for at least one tensioning and positioning element. This can then be moved perpendicular to the axis of rotation and positioned in this axis direction.

Für eine definierte Positionierung kann ein Drehgeber an der Welle oder dem Rotationsantrieb vorhanden sein. Ein Sensor, der für die Positionierung genutzt werden kann, kann auch ein Endlagensensor und/oder an der Einrichtung kann ein Wegsensor vorhanden sein. Bevorzugt sind dabei inkrementale Geber. Mittels der erfassten Messsignale kann man die Positionierung des mindestens einen Spann- und Positionierelements mittels einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch bevorzugt mit Hilfe von vorab an den jeweiligen Bauteilen ermittelten Messwerten beeinflussen.A rotary encoder can be provided on the shaft or the rotary drive for defined positioning. A sensor that can be used for positioning can also be an end position sensor and / or a displacement sensor can be present on the device. Incremental encoders are preferred. By means of the recorded measurement signals, the positioning of the at least one tensioning and positioning element can be automatically influenced by means of an electronic control and / or regulating device, preferably with the aid of measurement values determined beforehand on the respective components.

Bei einer erfindungsgemäßen Alternative ist die Einrichtung mit einem Getriebe, das mit einer an der Welle vorhandenen Schnecke, einem Schneckenrad, dessen Rotationsachse senkrecht zur Rotationsachse der Welle ausgerichtet und dabei innerhalb des Schneckenrades ein Innengewinde ausgebildet ist, in dem ein mit einem komplementären Außengewinde versehener Gewindestift drehfest aufgenommen ist gebildet. Dabei trägt der Gewindestift die Auflage an seiner der Welle abgewandten Stirnfläche. Durch die Rotation der Welle kann der Gewindestift die Auflage in der senkrecht zur Rotationsachse ausgerichteten Achsrichtung und damit auch das mindestens eine Spann- und Positionierelement zu seiner Positionierung bewegen.In an alternative according to the invention, the device is provided with a gearbox which is equipped with a worm on the shaft, a worm wheel, the axis of rotation of which is aligned perpendicular to the axis of rotation of the shaft and an internal thread is formed within the worm wheel, in which a threaded pin provided with a complementary external thread rotatably received is formed. The threaded pin carries the support on its end face facing away from the shaft. As a result of the rotation of the shaft, the threaded pin can move the support in the axial direction aligned perpendicular to the axis of rotation and thus also the at least one tensioning and positioning element for its positioning.

Vorteilhaft können an der Auflage Führungselemente, die in komplementär ausgebildeten Führungselementen, die am Grundkörper vorhanden sind, für eine lineare Bewegung der Auflage senkrecht zur Rotationsachse der Welle geführt werden.Advantageously, guide elements, which are provided in complementary guide elements that are present on the base body, can be guided on the support for a linear movement of the support perpendicular to the axis of rotation of the shaft.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Alternative ist die Einrichtung mit einem linear parallel zur Rotationsachse der Welle mittels einer an der Welle vorhandenen Gewindespindel bewegbaren ersten keilförmigen Element, das mit der Gewindespindel verbunden ist und eine schräg geneigte Oberfläche oder einen schräg geneigten Oberflächenbereich aufweist und an der schräg geneigten Oberfläche oder den Oberflächenbereich eine schräg geneigte Oberfläche oder Oberflächenbereich eines zweiten keilförmigen Elements anliegt angeordnet, gebildet.In a further alternative according to the invention, the device is provided with a first wedge-shaped element which can be moved linearly parallel to the axis of rotation of the shaft by means of a threaded spindle provided on the shaft, which is connected to the threaded spindle and has an inclined surface or an inclined surface area and on the inclined inclined Surface or the surface area an obliquely inclined surface or surface area of a second wedge-shaped element rests arranged, formed.

Das zweite keilförmige Element bildet einen Träger für die Auflage bildet. Dabei ist das erste keilförmige Element in einer Führung, die parallel zur Rotationsachse der Welle ausgerichtet ist, für eine entsprechende lineare Bewegung geführt.The second wedge-shaped element forms a support for the support. The first wedge-shaped element is guided in a guide that is aligned parallel to the axis of rotation of the shaft for a corresponding linear movement.

Am zweiten keilförmigen Element ist für eine lineare Bewegung der Auflage senkrecht zur Rotationsachse der Welle mindestens ein Führungselement vorhanden.At least one guide element is provided on the second wedge-shaped element for a linear movement of the support perpendicular to the axis of rotation of the shaft.

Das mindestens eine Führungselement kann in einer am Grundkörper vorhandenen Führung geführt sein.The at least one guide element can be guided in a guide present on the base body.

In und an den schräg geneigten Oberflächen oder Oberflächenbereichen des ersten und zweiten keilförmigen Elements können für eine lineare Bewegung der beiden keilförmigen Elemente parallel zur Rotationsachse der Welle jeweils komplementäre Führungselemente vorhanden sein.In and on the obliquely inclined surfaces or surface areas of the first and second wedge-shaped elements, complementary guide elements can be provided for a linear movement of the two wedge-shaped elements parallel to the axis of rotation of the shaft.

Die keilförmigen Elemente können gegen keilförmige Elemente mit verändertem Neigungswinkel der schräg geneigten Oberflächen oder Oberflächenbereichen ausgetauscht werden. Dadurch kann eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses für die lineare Bewegung des mindestens einen Spann- und Positionierelements erreicht werden.The wedge-shaped elements can be exchanged for wedge-shaped elements with a changed angle of inclination of the obliquely inclined surfaces or surface areas. As a result, a change in the transmission ratio for the linear movement of the at least one tensioning and positioning element can be achieved.

Durch die Wahl des Keilwinkels der schräg geneigten Oberflächen oder Oberflächenbereichen sowie die Steigung der Gewindespindel kann das Übersetzungsverhältnis variiert werden. Bei einer entsprechenden Dimensionierung dieser Größen ist auch eine Selbsthemmung des Systems bei Belastung möglich. Nach Verstellung des Mechanismus sollen Lasten im 1kN Bereich getragen werden können, ohne dass Antriebsenergie aufgebracht werden muss.The transmission ratio can be varied by choosing the wedge angle of the inclined surfaces or surface areas and the pitch of the threaded spindle. With an appropriate dimensioning of these sizes, self-locking of the system is also possible under load. After adjusting the mechanism, loads in the 1kN range should be able to be carried without having to apply drive energy.

Eine genaue Bestimmung und Ansteuerung der Position kann mit einem Endlagensensor, der am Rotationsantrieb 4 angeordnet ist, sowie einen Drehgeber an der Welle 2 erreicht werden.A precise determination and control of the position can be done with an end position sensor on the rotary drive 4th is arranged, and a rotary encoder on the shaft 2 can be achieved.

Ansteuerung der Positioniermodule:

Wird der Positioniermodul bestehend aus Mechanik, Antriebstechnik und Sensorik um eine Ansteuerelektronik erweitert entsteht ein mechatronisches Positioniermodul, das extern angesteuert werden kann.

Control of the positioning modules:

If the positioning module consisting of mechanics, drive technology and sensors is expanded to include control electronics, a mechatronic positioning module is created that can be controlled externally.

Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten:

1. Einbindung der Einzelmodule in eine Industrie-Steuerung (z.B. SPS),
2. Einbindung der Einzelmodule in ein Bus-System,
3. kabelgebundene Ansteuerung der Module über ein Handbediengerät,
4. drahtlose Ansteuerung der Einzelmodule über gängige Wireless Standards wie z.B. Bluetooth, WLAN, Xbee oder ähnliches.

Alternative 1

Hohes Übersetzungsverhältnis möglich Komplexe Komponenten und Lagerung

Selbsthemmung bei Einwirkung der Prozesskräfte Aufwändige Fertigung Geringer Bauraum Hohe Stellgenauigkeit

Weitere Alternative 2

Geringer Bauraum Große Anzahl an Führungen und Gleitflächen

Einfache Komponenten Hohe Steifigkeit des Systems Hohe Stellgenauigkeit erreichbar

There are various possibilities:

1. Integration of the individual modules in an industrial controller (e.g. PLC),
2. Integration of the individual modules in a bus system,
3. Wired control of the modules via a handheld control unit,
4. Wireless control of the individual modules via common wireless standards such as Bluetooth, WLAN, Xbee or similar.

Alternative 1

High transmission ratio possible Complex components and storage

Self-locking when the process forces act Elaborate manufacturing Small installation space High positioning accuracy

Another alternative 2

Small installation space Large number of guides and sliding surfaces

Simple components High rigidity of the system High positioning accuracy achievable

Der Vorteil dieser Lösungsvarianten ist die Möglichkeit in einem bestimmten Rahmen eine lineare Bewegung auszuführen, die senkrecht zur längsten Seite des genutzten Bauraums erfolgt. Derweil können die notwendigen Lasten, die beim Einsatz in den vorgesehenen Bauvorrichtungen auftreten getragen werden. Durch die entsprechende Übersetzung und Steuerung können auch minimale Formabweichungen der zu fügenden Bauteile ausgeglichen werden, ohne dass es eines Eingriffs in die Bauvorrichtung bedarf. Ein Austausch der Spann- und Positionierelemente bei aufgetretenen Abweichungen kann somit vermieden werden.The advantage of these solution variants is the possibility of executing a linear movement within a certain framework, which is perpendicular to the longest side of the space used. In the meantime, the necessary loads that occur during use in the intended construction devices can be carried. With the appropriate translation and control, even minimal deviations in shape of the components to be joined can be compensated for without having to intervene in the construction device. An exchange of the clamping and positioning elements in the event of deviations can thus be avoided.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. Dabei können Merkmale eines Beispiels oder einer Figur unabhängig vom jeweiligen Beispiel oder Darstellung in einer Figur miteinander kombiniert werden.The invention is to be explained in more detail below by way of example. Features of an example or a figure can be combined with one another in a figure, regardless of the respective example or representation.

Dabei zeigen:

1 ein erstes Beispiel in einer Explosionsdarstellung;
2 das Beispiel nach 1 in einer Seitenansicht;
3 das Beispiel nach 1 in einer Schnittdarstellung;
4 ein zweites Beispiel in einer Explosionsdarstellung;
5 das Beispiel nach 4 in einer ersten Endposition und
6 das Beispiel nach 4 in einer zweiten Endposition.

Show:

1 a first example in an exploded view;
2 the example after 1 in a side view;
3 the example after 1 in a sectional view;
4th a second example in an exploded view;
5 the example after 4th in a first end position and
6th the example after 4th in a second end position.

Bei dem in den 1 bis 3 gezeigten Beispiel ist ein Grundkörper 1 vorhanden, mit dem die Fixierung an der Bauvorrichtung an einer nicht gezeigten Konsole erfolgt. Auf diesem ist eine radial und axial gelagerte Welle 2 montiert, die durch einen Rotationsantrieb 4 bewegt wird. Diese Rotationsbewegung wird durch die Schnecke der Welle 2 auf ein Schneckenrad 5 übertragen. Dieses Schneckenrad 5 ist derart auf dem Grundkörper 1 gelagert, dass es eine Rotationsbewegung zulässt sowie Kräfte entlang der Rotationsachse mittels Lagern 6 und 7 aufnehmen kann. Das Schneckenrad 5 kann als Hohlrad gestaltet sein. Die Bohrung ist als Gewindebohrung innerhalb des Schneckenrades 5 ausgeführt.The one in the 1 to 3 The example shown is a base body 1 available, with which the fixation on the construction device takes place on a console, not shown. On this is a shaft mounted radially and axially 2 mounted by a rotary drive 4th is moved. This rotational movement is caused by the worm of the shaft 2 on a worm wheel 5 transfer. This worm wheel 5 is like this on the body 1 mounted that it allows a rotational movement and forces along the axis of rotation by means of bearings 6th and 7th can accommodate. The worm wheel 5 can be designed as a ring gear. The hole is a threaded hole inside the worm wheel 5 executed.

Durch die Drehung des Schneckenrads 5 mittels der Schnecke an der Welle 2 wird über diese Gewindebohrung im Schneckenrad 5 ein Gewindestifts linear bewegt. Dieser wird in seiner Bewegungsrichtung geführt und gegen Rotation gesichert. Somit wird eine Bewegung des Gewindestifts 8 gegenüber dem Grundkörper 1 ermöglicht. Durch diese wird eine Auflage 10, auf der eine nicht dargestelltes Spann- und Positionierelement linear entlang einer Achsrichtung, die senkrecht zur Rotationsachse der Welle 2 ausgerichtet ist, bewegt. Mittels eines Endlagensensors, sowie eines Inkrementaldrehgebers (beides nicht gezeigt) am Getriebe, kann die genaue Position der Auflage 10 bestimmt und angesteuert werden. Durch die Übersetzung der Bewegung um 90° kann ein ausreichender Stellweg, eine Untersetzung der Bewegung, sowie ein ausreichend großer Hub bei vergleichsweise geringem Bauraum erreicht werden.By turning the worm wheel 5 by means of the worm on the shaft 2 is via this threaded hole in the worm wheel 5 a threaded pin moves linearly. This is guided in its direction of movement and secured against rotation. This causes the set screw to move 8th compared to the base body 1 enables. This becomes an edition 10 , on which a clamping and positioning element, not shown, linearly along an axial direction that is perpendicular to the axis of rotation of the shaft 2 is aligned, moves. By means of an end position sensor and an incremental rotary encoder (both not shown) on the gearbox, the exact position of the support 10 can be determined and controlled. By translating the movement by 90 °, a sufficient adjustment path, a reduction of the movement and a sufficiently large stroke can be achieved with a comparatively small installation space.

Die lineare Führung 9, die an der Auflage 10 vorhanden ist, greift formschlüssig in eine nutenförmige Führung, die am Grundkörper1 ausgebildet ist, ein. Sie dient der Bewegung und ebenso dem Zwecke Querkräfte aufzunehmen.The linear leadership 9 attached to the edition 10 is present, engages positively in a groove-shaped guide which is formed on the base body 1. It is used for movement and also for the purpose of absorbing transverse forces.

Durch das Gewinde des Schneckenrades 5, kann das Positioniermodul auch entgegen der Schwerkraft genutzt werden. Die Vorzugsrichtung der auftretenden Kraft liegt in positiver Z-Richtung. Nach der Verstellung des Mechanismus sollen in dieser Vorzugsrichtung vergleichsweise hohe Lasten im 1kN Bereich getragen werden können.Through the thread of the worm wheel 5 , the positioning module can also be used against gravity. The preferred direction of the force is in the positive Z direction. After the mechanism has been adjusted, comparatively high loads in the 1kN range should be able to be carried in this preferred direction.

1 kann man außerdem die Anordnung der Lagerungen 3 für die Welle 2 mit Schnecke am Grundkörper 1 entnehmen. 1 one can also change the arrangement of the bearings 3 for the wave 2 with a worm on the body 1 remove.

2 zeigt die Anordnung des Rotationsantriebs 4 an der Welle 2 und die Fixierung der Welle 2 am Grundkörper 1. 2 shows the arrangement of the rotary drive 4th on the shaft 2 and the fixation of the shaft 2 on the main body 1 .

In 3 kann man außerdem das Außengewinde 11 am Gewindestift 8, das in das Innengewinde am Schneckenrad 5 eingreift sowie die Lagerung 6 für das Schneckenrad erkennen.In 3 you can also use the external thread 11 on the threaded pin 8th that goes into the internal thread on the worm wheel 5 intervenes as well as the storage 6th for the worm wheel.

In der Explosionsdarstellung nach 4 kann man entnehmen, dass ein erstes keilförmiges Element 12 und ein zweites keilförmiges Element 15 eingesetzt werden, um eine lineare Bewegung der Auflage 10 in einer Achsrichtung, die senkrecht zur Rotationsachse der Welle 2 ausgerichtet ist zu ermöglichen.In the exploded view after 4th it can be seen that a first wedge-shaped element 12th and a second wedge-shaped element 15th used to create a linear movement of the support 10 in an axial direction perpendicular to the axis of rotation of the shaft 2 is aligned to enable.

Dazu wird das erste keilförmige Element 12 mittels der um ihre Rotationsachse rotierenden Welle 2, die vom Rotationsantrieb 4 angetrieben wird, je nach Drehrichtung linear und parallel zur Rotationsachse der Welle 2 bewegt.To do this, the first wedge-shaped element 12th by means of the shaft rotating around its axis of rotation 2 that from the rotary drive 4th is driven, depending on the direction of rotation, linearly and parallel to the axis of rotation of the shaft 2 emotional.

Hier erfolgt also ebenfalls die Bereitstellung der Bewegungsenergie durch einen Rotationantrieb 4. Dieser treibt eine Gewindespindel an der Welle 2 an, die auf den Grundkörperelementen 1.1 und 1.2 fixiert und radial sowie axial gesichert ist. Über die Grundkörperelemente 1.1 und 1.2 erfolgt die Fixierung an die Bauvorrichtung. Die Drehbewegung durch den Rotationsantrieb 4 wird über den Spindelantrieb auf das erste keilförmige Element 2 mit einem entsprechenden innen liegendem Gewinde übertragen. Dadurch bewegt dieser sich in Achsrichtung der Welle 2. Dabei gleitet die Unterseite des ersten keilförmigen Elements 12 auf der Oberseite des Grundkörperelements 1.1, die entsprechend oberflächenbehandelt wurde. Durch eine geeignete Linearführung 17 wird eine geradlinige Bewegung der Gewindespindel in Achsrichtung parallel zur Rotationsachse der Welle 2 bzw. des Spindelantriebs sichergestellt. Über die schräg geneigte Oberfläche des so beweglichen ersten keilförmigen Elements wird ein entsprechendes zweites keilförmiges Element 15 mit seiner entgegengesetzt schräg geneigten Oberfläche durch die lineare Bewegung des ersten keilförmigen Elements 12 senkrecht zur Rotationsachse der Welle 2 bzw. des Spindelantriebs linear und damit auch die Auflage 10 so verschoben. Das zweite keilförmige Element 15 weist auch zwei sich hier gegenüberliegend angeordnete Führungselemente 19 auf, die in einer komplementären nutenförmigen Führung, die jeweils an einem Grundkörperelement 1.2 ausgebildet ist, geführt werden. Diese Linearführungen 19 nehmen auch bei Belastung Querkräfte auf.Here, too, the kinetic energy is provided by a rotary drive 4th . This drives a threaded spindle on the shaft 2 on that on the body elements 1.1 and 1.2 is fixed and secured radially and axially. About the body elements 1.1 and 1.2 the fixation to the construction device takes place. The rotary movement through the rotary drive 4th is on the first wedge-shaped element via the spindle drive 2 transferred with a corresponding internal thread. This moves it in the axial direction of the shaft 2 . The bottom of the first wedge-shaped element slides 12th on the top of the main body element 1.1 that has been surface treated accordingly. With a suitable linear guide 17th a straight line movement of the threaded spindle in the axial direction parallel to the axis of rotation of the shaft 2 or the spindle drive ensured. A corresponding second wedge-shaped element is placed over the inclined surface of the first wedge-shaped element which is movable in this way 15th with its oppositely inclined surface due to the linear movement of the first wedge-shaped element 12th perpendicular to the axis of rotation of the shaft 2 or the spindle drive linear and thus also the support 10 so postponed. The second wedge-shaped element 15th also has two guide elements arranged opposite one another here 19th on, in a complementary groove-shaped guide, each on a base body element 1.2 is trained to be performed. These linear guides 19th absorb transverse forces even under load.

Um ein Trennen der Kontaktflächen der keilförmigen Elemente 12 und 15 bei Einsatz entgegen die Schwerkraft zu verhindern, wird kann Kontakt durch eine entsprechende zusätzliche Führung gesichert werden. Das sich senkrecht zur Achsrichtung der Spindel bzw. der Welle 2 bewegende zweite keilförmige Element 15 ist mit der Auflage 10 versehen, auf der ein der Form und Position der Bauteile entsprechendes Element (nicht gezeigt) angebracht werden kann. Die bevorzugte Belastungsrichtung der Mechanik liegt in der Bewegungsachse des zweiten keilförmigen Elements 15 und wirkt in Richtung der Anbindung an die Bauvorrichtung. Bei Belastung treten durch den Keilwinkel, der schräg geneigten Oberflächen Kräfte entlang der Spindelachse auf, die zum einen über die Lagerung 14, aber auch über die Linearführung 19 des zweiten keilförmigen Elements 15 aufgenommen werden. Über diese Lagerungen können ebenso die Lasten getragen werden, die auftreten falls nicht in der Vorzugsrichtung belastet wird.To separate the contact surfaces of the wedge-shaped elements 12th and 15th To prevent gravity when used, contact can be secured by a corresponding additional guide. That is perpendicular to the axial direction of the spindle or the shaft 2 moving second wedge-shaped element 15th is with the edition 10 on which an element (not shown) corresponding to the shape and position of the components can be attached. The preferred direction of loading of the mechanism lies in the axis of movement of the second wedge-shaped element 15th and acts in the direction of the connection to the building device. When loaded, forces occur along the spindle axis due to the wedge angle of the obliquely inclined surfaces, on the one hand via the bearing 14th , but also via the linear guide 19th of the second wedge-shaped element 15th be included. These bearings can also be used to carry the loads that occur if the load is not applied in the preferred direction.

In den 5 und 6 ist das Beispiel nach 4 in Schnittdarstellungen gezeigt. Dabei zeigt 5 die Stellung bei der die keilförmigen Elemente 12 und 15 linear so bewegt worden sind, dass die Auflage 10 mit maximalem Weg linear senkrecht zur Rotationsachse der Welle 2 bewegt worden ist. Dabei ist ein Flansch 20, der am zweiten keilförmigen Element 15 vorhanden ist bis an einen Endanschlag 21, der an den Grundkörperelementen 1.2 vorhanden ist, bewegt worden. Im Bereich des Flansches 20 sind auch Führungselemente 19, die jeweils in einer nutenförmigen Vertiefung, die an den Grundkörperelementen 1.2 ausgebildet sind, geführt sind, ausgebildet.In the 5 and 6th is the example after 4th shown in sectional views. It shows 5 the position in which the wedge-shaped elements 12th and 15th have been moved linearly so that the support 10 with a maximum path linearly perpendicular to the axis of rotation of the shaft 2 has been moved. There is a flange 20th , the one on the second wedge-shaped element 15th is present up to an end stop 21st on the base body elements 1.2 has been moved. In the area of the flange 20th are also guide elements 19th , each in a groove-shaped recess on the base body elements 1.2 are formed, are guided, formed.

In der in 6 gezeigten Position der Auflage 10 sind die zwei keilförmigen Elemente 12 mittels Rotationsantrieb 4, Welle 2 sowie Gewindespindel linear so bewegt worden, dass die Auflage 10 in eine niedrigste Position bewegt worden ist. Dabei wurde die Drehrichtung des Rotationsantriebes 4 entgegengesetzt zu der Drehrichtung, die bei der in 5 gezeigten Position genutzt worden ist, gewählt.In the in 6th position of the support shown 10 are the two wedge-shaped elements 12th by means of a rotary drive 4th , Wave 2 as well as the threaded spindle has been moved linearly so that the support 10 has been moved to a lowest position. The direction of rotation of the rotary drive 4th opposite to the direction of rotation that is used in the in 5 position shown has been selected.

Claims

Positioning module for joining or assembling components, in particular body parts, in which a shaft (2) driven by a rotary drive (4) is mounted on a base body (1) which is arranged on a bracket in an installation space and is fixed at at least one end ; and the shaft (2) is connected to a device which is designed to realize a linear movement which is oriented perpendicular to the axis of rotation of the shaft (2) when the shaft (2) rotates, and The device has a support (10) for at least one component-specific clamping and positioning element so that the at least one clamping and positioning element can be positioned in an axial direction perpendicular to the axis of rotation of the shaft (2) as a result of the linear movement.

Positioning module after Claim 1 , characterized in that a rotary encoder on the shaft (2) or the rotary drive (4), an end position sensor (11) and / or a displacement sensor on the device is / are present for a defined positioning.

Positioning module after Claim 1 or 2 , characterized in that the device with a gear, which is provided with a worm on the shaft (2), a worm wheel (5), the axis of rotation of which is aligned perpendicular to the axis of rotation of the shaft (2) and an internal thread is formed within the worm wheel, in which a threaded pin (8) provided with a complementary external thread is received in a rotationally fixed manner; wherein the threaded pin (8) carries the support (10) on its end face facing away from the shaft (2).

Positioning module according to the preceding claim, characterized in that on the support (10) guide elements (9), which are provided in complementary guide elements (1.1) on the base body (1), for a linear movement of the support (10) perpendicular to the The axis of rotation of the shaft (2) are guided.

Positioning module after Claim 1 or 2 , characterized in that the device with a linearly parallel to the axis of rotation of the shaft (2) by means of a threaded spindle on the shaft (2) movable first wedge-shaped element (12) which is connected to the threaded spindle and an inclined surface or an inclined having inclined surface area and on which the inclined surface or surface area rests an inclined surface or surface area of a second wedge-shaped element (15) and the second wedge-shaped element (15) forms a support for the support (10), while the first wedge-shaped Element (12) in a guide (17) which is aligned parallel to the axis of rotation of the shaft (2), is guided for a corresponding linear movement and on the second wedge-shaped element for a linear movement of the support (10) perpendicular to the axis of rotation of the shaft ( 2) at least one guide element (19) is present.

Positioning module according to the preceding claim, characterized in that the at least one guide element (19) is guided in a guide present on the base body (1).

Positioning module according to one of the two preceding claims, characterized in that in and on the inclined surfaces or surface areas of the first and second wedge-shaped elements (12, 15) for a linear movement of the two wedge-shaped elements (12, 15) parallel to the axis of rotation of the shaft (2) there are complementary guide elements.

Positioning module according to one of the two preceding claims, characterized in that the wedge-shaped elements (12, 15) can be exchanged for wedge-shaped elements (12, 15) with a changed angle of inclination of the obliquely inclined surfaces or surface areas.