DE102022116879A1

DE102022116879A1 - Process arrangement with a clamping tool

Info

Publication number: DE102022116879A1
Application number: DE102022116879.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Denzer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2024-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prozessanordnung mit zumindest einem Spannwerkzeug (1) mit zumindest zwei Spannarmen zum gegenseitigen Verspannen zweier Fügepartner (3, 5) an einer Fügestelle. Erfindungsgemäß wirkt einer der Spannarme als ein Druckarm (7), der mit einer Druckkraft (FD) gegen den, dem Druckarm (7) zugewandten ersten Fügepartner (3) drückt. Der andere Spannarm wirkt als ein Zugarm (9), der zum Aufbau einer Gegenhaltekraft den vom Druckarm (7) abgewandten, zweiten Fügepartner (5) mit einer Zugkraft (Fz) gegen den ersten Fügepartner (3) zieht.The invention relates to a process arrangement with at least one clamping tool (1) with at least two clamping arms for mutually clamping two joining partners (3, 5) at a joining point. According to the invention, one of the clamping arms acts as a pressure arm (7), which presses with a pressure force (FD) against the first joining partner (3) facing the pressure arm (7). The other clamping arm acts as a tension arm (9), which pulls the second joining partner (5) facing away from the pressure arm (7) against the first joining partner (3) with a tensile force (Fz) to build up a counter-holding force.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prozessanordnung mit zumindest einem Spannwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a process arrangement with at least one clamping tool according to the preamble of claim 1.

Beim Verschweißen zweier Fügepartner kommt in gängiger Praxis ein Spannwerkzeug zum Einsatz, das zum Beispiel zwei Spannarme zum gegenseitigen Verspannen der beiden Fügepartner an einer Fügestelle aufweist. Einer der beiden Spannarme wirkt als ein Oberblechspanner, während der andere Spannarm eine Gegenauflage an der Unterseite der Schweißanordnung darstellt. Ohne eine solche Gegenauflage ist kein stabiler beziehungsweise reproduzierbarer Schweißprozess darstellbar.When welding two joining partners, it is common practice to use a clamping tool that, for example, has two clamping arms for mutually clamping the two joining partners at a joint. One of the two clamping arms acts as a top plate clamp, while the other clamping arm acts as a counter-support on the underside of the welding assembly. Without such a counter-support, a stable or reproducible welding process cannot be achieved.

Das aus dem Stand der Technik bekannte Spannwerkzeug erfordert einen beidseitigen Werkzeugzugang, der speziell bei der Herstellung von Hohlkammerprofilen nicht ohne Weiteres vorhanden ist. In diesem Fall muss die Hohlkammerprofil-Geometrie konstruktiv entsprechend angepasst werden, um einen solchen zweiseitigen Werkzeugzugang bereitzustellen.The clamping tool known from the prior art requires tool access on both sides, which is not readily available, especially in the production of hollow chamber profiles. In this case, the hollow chamber profile geometry must be structurally adapted accordingly in order to provide such two-sided tool access.

Aus der DE 10 2020 116 556 A1 ist eine Anordnung zum Erzeugen einer Buckelschweißverbindung bekannt. Aus der WO 2013/043560 A1 ist eine Schweißzange bekannt. Aus der US 2007/0007253 A1 ist ein Spannverfahren sowie ein Widerstandsschweißen bekannt.From the DE 10 2020 116 556 A1 an arrangement for producing a projection weld connection is known. From the WO 2013/043560 A1 a welding gun is known. From the US 2007/0007253 A1 A clamping process and resistance welding are known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prozessanordnung zum Verspannen zweier Fügepartner bereitzustellen, mittels der ein einseitiger Werkzeugzugang ermöglicht ist.The object of the invention is to provide a process arrangement for clamping two joining partners, by means of which one-sided tool access is possible.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The task is solved by the features of claim 1. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung geht von einer Prozessanordnung mit zumindest einem Spannwerkzeug aus. Das Spannwerkzeug weist zumindest zwei oder mehr Spannarme zum gegenseitigen Verspannen zweier Fügepartner auf. Die beiden Fügepartner überlappen an einer Fügestelle mit einem Überlappmaß zueinander. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 wirkt einer der Spannarme als ein Druckarm, während der andere Spannarm als ein Zugarm wirkt. Der Druckarm drückt mit einer Druckkraft gegen den, denn Druckarm zugewandten ersten Fügepartner. Der Zugarm zieht zum Aufbau einer Gegenhaltekraft den vom Druckarm abgewandten, zweiten Fügepartner mit einer Zugkraft gegen den ersten Fügepartner. Bevorzugt können sowohl der Druckarm als auch der Zugarm auf derselben Fügestellen-Seite angeordnet sein. In diesem Fall ist mit dem Spannwerkzeug ein nur einseitiger Werkzeugzugang zur Fügestelle ermöglicht.The invention is based on a process arrangement with at least one clamping tool. The clamping tool has at least two or more clamping arms for mutually clamping two joining partners. The two joining partners overlap each other at a joint with an overlap dimension. According to the characterizing part of claim 1, one of the clamping arms acts as a pressure arm, while the other clamping arm acts as a tension arm. The pressure arm presses with a pressure force against the first joining partner facing the pressure arm. To build up a counter-holding force, the tension arm pulls the second joining partner facing away from the pressure arm with a tensile force against the first joining partner. Both the pressure arm and the tension arm can preferably be arranged on the same side of the joint. In this case, the clamping tool only allows one-sided tool access to the joint.

Eine zugkraftübertragende Anbindung des Druckarms am zweiten Fügepartner kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden: Gemäß einer Ausführungsvariante kann der zweite Fügepartner eine Zugangsöffnung aufweisen. Der Zugarm kann mit einem Zuganker ausgebildet sein. Dieser ist in einem ersten Prozessschritt in die Zugangsöffnung des zweiten Fügepartners einfahrbar. In einem folgenden zweiten Prozessschritt untergreift der Zuganker einen Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung auf der vom Zugarm abgewandten Fügepartner-Unterseite. Beim Verspannen kann daher der Zugarm über seinen Zuganker den zweiten Fügepartner mit der Zugkraft gegen den ersten Fügepartner ziehen.A tensile force-transmitting connection of the pressure arm to the second joining partner can be implemented in different ways: According to one embodiment variant, the second joining partner can have an access opening. The pull arm can be designed with a tie rod. In a first process step, this can be moved into the access opening of the second joining partner. In a subsequent second process step, the tie rod reaches under an opening edge area of the access opening on the underside of the joining partner facing away from the tension arm. When bracing, the tension arm can therefore use its tie rod to pull the second joining partner against the first joining partner using the tensile force.

In einer technischen Umsetzung kann das Spannwerkzeug einen Bewegungsanschlag aufweisen. In diesem Fall kann im ersten Prozessschritt der Zuganker mit einem Ankerhub in die Zugangsöffnung des zweiten Fügepartners einfahren, und zwar bis der Bewegungsanschlag in Anlage mit dem ersten oder zweiten Fügepartner gebracht ist.In a technical implementation, the clamping tool can have a movement stop. In this case, in the first process step, the tie rod can move into the access opening of the second joining partner with an anchor stroke, until the movement stop is brought into contact with the first or second joining partner.

In einer Ausführungsvariante kann der Zuganker ein Riegelelement aufweisen. Das Riegelelement kann im zweiten Prozessschritt durch Drehung in Überdeckung mit dem Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung gebracht werden.In one embodiment variant, the tie rod can have a locking element. In the second process step, the locking element can be brought into alignment with the opening edge area of the access opening by rotation.

Alternativ dazu kann der Zuganker zumindest ein Spreizelement aufweisen. Das Spreizelement kann zwischen einem querschnittsreduzierten Zustand und einem querschnittserweiterten Zustand verstellt werden. Im ersten Prozessschritt kann der Zuganker mit querschnittreduziertem Spreizelement in die Zugangsöffnung eingefahren werden. Im folgenden zweiten Prozessschritt wird das Spreizelement in den querschnittserweiterten Zustand verstellt, in dem es die Unterseite des zweiten Fügepartners untergreift.Alternatively, the tie rod can have at least one expansion element. The expansion element can be adjusted between a reduced cross-sectional state and a cross-sectionally expanded state. In the first process step, the tie rod with a reduced cross-sectional expansion element can be inserted into the access opening. In the following second process step, the expansion element is adjusted to the cross-sectionally expanded state in which it engages under the underside of the second joining partner.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann der Zuganker eine Zuggliederkette mit Kettengliedern aufweisen. Diese sind in Reihe hintereinander mittels eines Zugseils gelenkig miteinander verbunden. Die Zuggliederkette kann ein Basis-Kettenglied (wirkt als Ausschieber) und zumindest ein daran anschließendes Sperr-Kettenglied aufweisen. Bei zugentlastetem Zugseil kann das Basis-Kettenglied und das Sperr-Kettenglied biegeschlaff miteinander verbunden sein. Demgegenüber kann bei zugbelastetem Zugseil das Sperr-Kettenglied mit einer Zugseilkraft zum Beispiel gegen einen Schwenkanschlag des Basis-Kettenglieds in eine Sperrposition vorgespannt sein. In der Sperrposition kann das Sperr-Kettenglied den Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung des zweiten Fügepartners kraftübertragend untergreifen. Es ist hervorzuheben, dass der Schwenkanschlag lediglich optional ist. Je nach konkreter Ausführung kann das Sperr-Kettenglied mit der Zugseilkraft auch ohne Schwenkanschlag des Basis-Kettenglieds in eine Sperrposition vorgespannt werden.In a further embodiment variant, the tie rod can have a tension link chain with chain links. These are connected to each other in a row one behind the other using a pull rope. The tension link chain can have a base chain link (acts as a pusher) and at least one locking chain link adjoining it. When the pull rope is strain-relieved, the base chain link and the locking chain link can be flexibly connected to one another. In contrast, when the pull rope is under tension, the locking chain link can be pretensioned into a locking position with a pull rope force, for example against a pivot stop of the base chain link. In the locking position, the locking chain link can cover the opening edge area of the Reach under the access opening of the second joining partner to transmit force. It should be emphasized that the swivel stop is only optional. Depending on the specific design, the locking chain link can be pre-tensioned into a locking position using the pull cable force even without a pivot stop on the base chain link.

Die Zuggliederkette des Zugankers, insbesondere das Basis-Kettenglied, kann in einer auf den zweiten Fügepartner aufsetzbaren Führung hubverstellbar geführt sein. Beispielhaft kann im ersten Prozessschritt die noch entlastete Zuggliederkette mittels des in der Führung geführten Basis-Kettenglieds (das heißt Ausschieber) in die Zugangsöffnung des zweiten Fügepartners geschoben werden. Im zweiten Prozessschritt kann das Sperr-Kettenglied in seine Sperrposition vorgespannt werden, in der es den Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung des zweiten Fügepartners untergreift.The tension link chain of the tie rod, in particular the base chain link, can be guided in a stroke-adjustable manner in a guide that can be placed on the second joining partner. For example, in the first process step, the tension link chain, which is still relieved, can be pushed into the access opening of the second joining partner using the base chain link guided in the guide (i.e. pusher). In the second process step, the locking chain link can be pretensioned into its locking position, in which it engages under the opening edge area of the access opening of the second joining partner.

Bevorzugt kann die Zuggliederkette eine Mehrzahl von Sperr-Kettengliedern aufweisen. Zwischen benachbarten Sperr-Kettengliedern kann ein Federelement angeordnet sein, etwa ein Elastomerelement. Bei zugentlasteter Zuggliederkette sind die Sperr-Kettenglieder zueinander gelenkig verstellbar. Demgegenüber können bei zugbelasteter Zuggliederkette die benachbarten Sperr-Kettenglieder unter Aufbau einer Federelement-Rückstellkraft in Formschlussverbindung treten. In der Formschlußverbindung sind die benachbarten Sperr-Kettenglieder starr miteinander verbunden.The tension link chain can preferably have a plurality of locking chain links. A spring element, such as an elastomer element, can be arranged between adjacent locking chain links. With a strain-relieved tension link chain, the locking chain links can be adjusted in an articulated manner relative to one another. In contrast, when the tension link chain is under tension, the adjacent locking chain links can form a positive connection while building up a spring element restoring force. In the form-fitting connection, the adjacent locking chain links are rigidly connected to one another.

Ein einfacher sowie betriebssicherer Positioniervorgang des Zugarms am Fügepartner ist von großer Bedeutung. Vor diesem Hintergrund kann die Zuggliederkette mit ihrem vordersten Sperr-Kettenglied die Führung um einen Überstand überragen. Das vorderste Sperr-Kettenglied wirkt daher als ein Positionierstift, mit dessen Hilfe ein zentriertes Aufsetzen der Führung auf der Zugangsöffnung des zweiten Fügepartners unterstützt wird. Zur weiteren Unterstützung des Positioniervorgangs kann die Führung mittels eines Federelements (zum Beispiel Elastomer) seitlich elastisch nachgiebig auslenkbar sein.A simple and reliable positioning process of the tension arm on the joining partner is of great importance. Against this background, the tension link chain with its frontmost locking chain link can protrude beyond the guide. The frontmost locking chain link therefore acts as a positioning pin, with the help of which a centered placement of the guide on the access opening of the second joining partner is supported. To further support the positioning process, the guide can be laterally elastically deflected by means of a spring element (for example elastomer).

In einer weiteren Ausführungsform kann die Prozessanordnung einen Werkzeugträger aufweisen, der zumindest ein, bevorzugt mehrere Spannwerkzeuge trägt. Der Werkzeugträger kann beispielhaft ein Roboterarm eines Industrieroboters oder ein manuell verstellbarer Werkzeugträger sein. Mit einem solchen Werkzeugträger ist der folgende Prozesszyklus durchführbar: Zunächst setzt der Werkzeugträger das Spannwerkzeug an einem Applikationsort ab. Anschließend wird das Spannwerkzeug in einen Spannzustand gebracht, in dem die beiden Fügepartner verspannt sind. Danach wird der Werkzeugträger vom Spannwerkzeug entkoppelt, sodass das Spannwerkzeug im verspannten Zustand an der Fügestelle zurückbleibt.In a further embodiment, the process arrangement can have a tool carrier that carries at least one, preferably several, clamping tools. The tool carrier can, for example, be a robot arm of an industrial robot or a manually adjustable tool carrier. With such a tool carrier, the following process cycle can be carried out: First, the tool carrier places the clamping tool at an application location. The clamping tool is then brought into a clamping state in which the two joining partners are clamped. The tool carrier is then decoupled from the clamping tool so that the clamping tool remains at the joint in the clamped state.

Bei mehreren Spannwerkzeugen kann der obige Prozesszyklus für jedes vom Werkzeugträger getragene Spannwerkzeug der Reihe nach an unterschiedlichen Applikationsorten wiederholt werden.If there are several clamping tools, the above process cycle can be repeated in turn at different application locations for each clamping tool carried by the tool carrier.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the attached figures.

Es zeigen:

1 bis 18 jeweils unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in unterschiedlichen Ausführungen.

Show it:

1 until 18 each different views of a clamping tool according to the invention in different versions.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Spannwerkzeug 1 gezeigt, das Bestandteil einer nicht dargestellten Schweißprozessanordnung ist, mittels der ein Oberblech als erster Fügepartner 3 mit einem Unterblech als zweiten Fügepartner 5 eines Hohlkammerprofils miteinander verschweißbar sind. Das Spannwerkzeug 1 wird vor Durchführung des Schweißprozesses an der zu verschweißenden Fügestelle angelegt. In der 1 weist das Spannwerkzeug einen Druckarm 7 beziehungsweise Oberblechspanner sowie einen Zugarm 9 beziehungsweise Hohlraumspanner auf. Gegebenenfalls kann der Druckarm 7 auch noch auf- und zuklappbar ausgestaltet werden.In the 1 a clamping tool 1 according to the invention is shown, which is part of a welding process arrangement, not shown, by means of which a top plate as the first joining partner 3 can be welded together with a lower plate as the second joining partner 5 of a hollow chamber profile. The clamping tool 1 is placed on the joint to be welded before the welding process is carried out. In the 1 the clamping tool has a pressure arm 7 or top plate clamp and a pull arm 9 or cavity clamp. If necessary, the pressure arm 7 can also be designed to be able to be opened and closed.

Im Spannzustand drückt der Druckarm 7 mit einer Druckkraft F_D gegen das dem Druckarm 7 zugewandte Oberblech, das heißt dem ersten Fügepartner 5. Zum Aufbau einer Gegenhaltekraft zieht der Zugarm 9 das vom Druckarm 7 abgewandte Unterblech, das heißt den zweiten Fügepartner 5, mit einer Zugkraft Fz gegen den ersten Fügepartner 3. Sowohl der Druckarm 7 als auch der Zugarm 9 sind auf derselben Fügestellen-Seite angeordnet, sodass mit dem Spannwerkzeug 1 ein nur einseitiger Werkzeugzugang zur Fügestelle ermöglicht ist.In the clamping state, the pressure arm 7 presses with a pressure force F _D against the upper plate facing the pressure arm 7, that is, the first joining partner 5. To build up a counter-holding force, the tension arm 9 pulls the lower plate facing away from the pressure arm 7, that is, the second joining partner 5, with a Tensile force Fz against the first joining partner 3. Both the pressure arm 7 and the tension arm 9 are arranged on the same side of the joint, so that only one-sided tool access to the joint is possible with the clamping tool 1.

In der 1 weist der Zugarm 9 an seinem Ende einen Zuganker 11 auf. Dieser ist mit Hilfe von Federelementen 12 (zum Beispiel Elastomeren) seitlich elastisch verstellbar am Zugarm 9 des Spannwerkzeugs 1 gelagert, um einen Toleranzausgleich zu ermöglichen. In der 1 ist der Zuganker 11 zugkraftübertragend am zweiten Fügepartner 5 angebunden. Hierzu ist der Zuganker 11 in einem ersten Prozessschritt mit einem Ankerhub H in eine Zugangsöffnung 13 des zweiten Fügepartners 5 eingefahren, und zwar bis ein Bewegungsanschlag 15 in Anlage mit dem zweiten Fügepartner 5 gebracht ist.In the 1 the pull arm 9 has a tie rod 11 at its end. This is mounted on the pull arm 9 of the clamping tool 1 in a laterally elastically adjustable manner using spring elements 12 (for example elastomers) in order to enable tolerance compensation. In the 1 the tie rod 11 is connected to the second joining partner 5 to transmit tensile force. For this purpose, in a first process step, the tie rod 11 is moved into an access opening 13 of the second joining partner 5 with an anchor stroke H, until a movement stop 15 is brought into contact with the second joining partner 5.

Der Zuganker 11 weist an seiner Ankerspitze ein Riegelelement 17 auf, das in einem zweiten Prozessschritt durch eine Drehbewegung D in Überdeckung mit dem Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung 13 gebracht wird, wie es in den 6 und 7 angedeutet ist. Bei Überdeckung untergreift das Riegelelement 17 den Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung 13 auf der vom Zugarm 9 abgewandten Seite des zweiten Fügepartners 5. Wie aus der 7 weiter hervorgeht, ist die im zweiten Fügepartner 5 ausgebildete Zugangsöffnung 13 ein Langloch. Im ersten Prozessschritt wird der Zuganker 11 mit seiner Ankerspitze störkonturfrei in die Zugangsöffnung 13 eingefahren. Anschließend erfolgt im zweiten Prozessschritt die Drehung D des an der Ankerspitze drehgelagerten Riegelelementes 17.The tie rod 11 has a locking element 17 at its anchor tip, which is brought into overlap with the opening edge region of the access opening 13 in a second process step by a rotary movement D, as shown in FIG 6 and 7 is indicated. When overlapping, the locking element 17 reaches under the opening edge area of the access opening 13 on the side of the second joining partner 5 facing away from the tension arm 9. As can be seen from the 7 As can be seen further, the access opening 13 formed in the second joining partner 5 is an elongated hole. In the first process step, the tie rod 11 is inserted into the access opening 13 with its anchor tip without any interference contours. The second process step then involves rotation D of the locking element 17, which is rotatably mounted on the anchor tip.

Nach Abschluss des zweiten Prozessschrittes können die beiden Fügepartner 3, 5 gegeneinander verspannt werden. Hierzu zieht der Zugarm 9 über das Riegelelement 17 den zweiten Fügepartner 5 mit der Zugkraft Fz gegen den ersten Fügepartner 3.After completing the second process step, the two joining partners 3, 5 can be braced against each other. For this purpose, the pull arm 9 pulls the second joining partner 5 with the tensile force Fz against the first joining partner 3 via the locking element 17.

In der 2 weist die Prozessanordnung einen manuell verstellbaren Werkzeugträger 19 auf, der beispielhaft um eine vertikale Schwenkachse S1 und um eine horizontale Schwenkachse S2 verstellbar ist. Der Werkzeugträger 19 trägt an seinem distalen Ende das Spannwerkzeug 1. Alternativ dazu ist in der 3 der Werkzeugträger 19 nicht manuell verstellbar, sondern vielmehr ein Roboterarm eines Industrieroboters.In the 2 the process arrangement has a manually adjustable tool carrier 19, which can be adjusted, for example, about a vertical pivot axis S1 and about a horizontal pivot axis S2. The tool carrier 19 carries the clamping tool 1 at its distal end. Alternatively, in the 3 the tool carrier 19 is not manually adjustable, but rather a robot arm of an industrial robot.

In der 4 weist der als Industrieroboter ausgeführte Werkzeugträger 19 an seinem distalen Ende eine Tragkonsole 21 auf, an der beispielhaft bis zu drei Spannwerkzeuge 1 zum Beispiel über Schnellkopplungen koppelbar sind. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsvariante der Tragkonsole 21 beschränkt. Alternativ dazu kann die Tragkonsole 21 auch so gestaltet sein, dass mehr oder weniger als drei Spannwerkzeuge 1 getragen werden können.In the 4 The tool carrier 19, designed as an industrial robot, has a support bracket 21 at its distal end, to which, for example, up to three clamping tools 1 can be coupled, for example via quick couplings. The invention is not limited to the illustrated embodiment variant of the support console 21. Alternatively, the carrying console 21 can also be designed so that more or fewer than three clamping tools 1 can be carried.

Mit dem aus der 4 gezeigten Aufbau ist der folgende Prozesszyklus durchführbar: Zunächst setzt der Werkzeugträger 19 eines der drei Spannwerkzeuge 1 an einem Applikationsort ab. Anschließend wird das abgesetzte Spannwerkzeug 1 in einen Spannzustand gebracht, in dem die beiden Fügepartner 3, 5 gegeneinander verspannt sind. Danach wird der Werkzeugträger 19 vom abgesetzten Spannwerkzeug 1 entkoppelt, sodass das abgesetzte Spannwerkzeug 1 im Spannzustand an der Fügestelle zurückbleibt. Damit der Spannzustand auch bei entferntem Werkzeugträger 19 aufrechterhalten bleibt, weist das Spannwerkzeug 1 in der 5 neben dem Druckarm 7 und dem Zugarm 9 einen dritten Stützarm mit einem Verriegelungsbolzen 22 auf, der sich auf dem Hohlprofil abstützt, um eine Verkippgefahr zu unterbinden.With the one from the 4 The following process cycle can be carried out in the structure shown: First, the tool carrier 19 places one of the three clamping tools 1 at an application location. The remote clamping tool 1 is then brought into a clamping state in which the two joining partners 3, 5 are clamped against one another. The tool carrier 19 is then decoupled from the remote clamping tool 1, so that the remote clamping tool 1 remains at the joint in the clamping state. So that the clamping state is maintained even when the tool carrier 19 is removed, the clamping tool 1 points in the 5 In addition to the pressure arm 7 and the pull arm 9, there is a third support arm with a locking bolt 22, which is supported on the hollow profile in order to prevent the risk of tipping.

Der obige Prozesszyklus ist für jedes der vom Werkzeugträger 19 getragenen Spannwerkzeuge 1 der Reihe nach an unterschiedlichen Applikationsorten wiederholbar.The above process cycle can be repeated in turn at different application locations for each of the clamping tools 1 carried by the tool carrier 19.

In der 8 ist der Zuganker 11 an seiner Ankerspitze mit einem Spreizelement 23 ausgebildet. Das Spreizelement 23 ist zwischen einer, in der 8 gezeigten querschnittsreduzierten Position und einer (nicht gezeigten) querschnittserweiterten Position verstellbar. Beispielhaft weist das Spreizelement in der 8 zwei Spreizschenkel 25 auf, die mit einer Federrückstellung in die querschnittsreduzierte Position vorgespannt sind. Im zweiten Prozessschritt werden die Spreizschenkel 25 in ihren querschnittserweiterten Zustand verstellt, in dem sie die Unterseite des zweiten Fügepartners 5 untergreifen. Für die Verstellung in den querschnittserweiterten Zustand weisen die beiden Spreizschenkel 25 an ihren freien Enden jeweils eine Öffnungskontur 26 auf. Mit Beaufschlagung der Zugkraft Fz kommt die Öffnungskontur 26 in Anschlag sowie in Gleitkontakt mit dem Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung, wodurch die beiden Spreizschenkel 25 in ihren querschnittserweiterten Zustand verstellt werden.In the 8th the tie rod 11 is formed at its anchor tip with an expansion element 23. The expansion element 23 is between one in which 8th shown cross-sectional reduced position and a (not shown) cross-sectional expanded position adjustable. By way of example, the expansion element in the 8th two expansion legs 25, which are biased into the reduced cross-section position with a spring return. In the second process step, the expansion legs 25 are adjusted to their cross-sectionally expanded state, in which they reach under the underside of the second joining partner 5. For the adjustment to the cross-sectionally expanded state, the two expansion legs 25 each have an opening contour 26 at their free ends. When the tensile force Fz is applied, the opening contour 26 comes into stop and sliding contact with the opening edge region of the access opening, whereby the two expansion legs 25 are adjusted into their expanded cross-sectional state.

In den 9a bis 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Demnach weist der Zuganker 11 eine Zuggliederkette 27 auf. Die Zuggliederkette 27 ist aus einem Basis-Kettenglied 29 und aus insgesamt vier Sperr-Kettenglieder 31 aufgebaut. Die Kettenglieder 29, 31 sind in Reihe hintereinander mittels eines Zugseils 33 miteinander gelenkig verbunden.In the 9a until 13 Another exemplary embodiment is shown. Accordingly, the tie rod 11 has a tension link chain 27. The tension link chain 27 is made up of a base chain link 29 and a total of four locking chain links 31. The chain links 29, 31 are connected to one another in a row one behind the other in an articulated manner by means of a pull cable 33.

Bei entlastetem Zugseil 33 sind sämtliche Kettenglieder 29, 31 biegeschlaff, das heißt gelenkig, miteinander verbunden. Demgegenüber sind bei zugbelastetem Zugseil 33 die Sperr-Kettenglieder 31 mit einer Zugseilkraft Fs gegen einen Schwenkanschlag 35 des Basis-Kettenglieds 29 in eine Sperrposition (10) vorgespannt. In der Sperrposition untergreifen die Sperr-Kettenglieder 31 den Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung 13 des zweiten Fügepartners 5 kraftübertragend.When the tension cable 33 is relieved, all chain links 29, 31 are connected to one another in a flexible manner, that is to say in an articulated manner. In contrast, when the pull rope 33 is under tension, the locking chain links 31 are moved into a locking position with a pull rope force Fs against a pivot stop 35 of the base chain link 29 ( 10 ) biased. In the locking position, the locking chain links 31 reach under the opening edge area of the access opening 13 of the second joining partner 5 in a force-transmitting manner.

Das Basis-Kettenglied 29 der Zuggliederkette 27 wird in den 9a und 10 in einer Führung 37 hubverstellt. Die Führung 37 ist in den 9a und 10 auf den Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung 13 des zweiten Fügepartners 5 gesetzt. Im ersten Prozessschritt (9a) wird die noch entlastete Zuggliederkette 27 mittels des in der Führung 37 geführten Basis-Kettenglieds 29 (das heißt Ausschieber) in die Zugangsöffnung 13 des zweiten Fügepartners 5 geschoben. Anschließend folgt der zweite Prozessschritt, in dem das Zugseil 33 mit einer Zugseilkraft Fs (10) belastet wird. Dadurch wird das gelenkig mit dem Basis-Kettenglied 29 verbundene Sperr-Kettenglied 31 in seine Sperrposition vorgespannt, in der es den Öffnungsrandbereich der Zugangsöffnung 13 des zweiten Fügepartners 5 untergreift.The base chain link 29 of the tension link chain 27 is in the 9a and 10 stroke adjusted in a guide 37. The lead 37 is in the 9a and 10 placed on the opening edge area of the access opening 13 of the second joining partner 5. In the first process step ( 9a) the still relieved tension link chain 27 is pushed into the access opening 13 of the second joining partner 5 by means of the base chain link 29 guided in the guide 37 (i.e. pusher). Afterwards Finally, the second process step follows in which the pull rope 33 is applied with a pull rope force Fs ( 10 ) is charged. As a result, the locking chain link 31, which is connected in an articulated manner to the base chain link 29, is pretensioned into its locking position, in which it engages under the opening edge region of the access opening 13 of the second joining partner 5.

Eine lagerichtige Positionierung des Zugarms 9 am Fügepartner 5 ist von großer Bedeutung. Vor diesem Hintergrund überragt die Zuggliederkette 27 mit ihrem vordersten Sperr-Kettenglied 31 die Führung 37 um einen Überstand, wie es in der 9a dargestellt ist. Das vorderste Sperr-Kettenglied 31 wirkt daher als ein Positionierstift, mit dessen Hilfe ein zentriertes Aufsetzen der Führung 37 auf der Zugangsöffnung 13 unterstützt wird. Zur weiteren Unterstützung des Positioniervorgangs ist die Führung 37 mittels Federelemente (zum Beispiel Elastomere) seitlich elastisch nachgiebig auslenkbar.Correct positioning of the tension arm 9 on the joining partner 5 is of great importance. Against this background, the tension link chain 27 projects beyond the guide 37 with its frontmost locking chain link 31, as shown in the 9a is shown. The frontmost locking chain link 31 therefore acts as a positioning pin, with the help of which a centered placement of the guide 37 on the access opening 13 is supported. To further support the positioning process, the guide 37 can be deflected laterally in an elastically flexible manner by means of spring elements (for example elastomers).

Wie aus den 12 und 13 hervorgeht, ist zwischen benachbarten Sperr-Kettengliedern 31 jeweils ein Elastomerelement 39 angeordnet. Bei zugentlasteter Zuggliederkette 27 sind die benachbarten Sperr-Kettenglieder 31 zueinander gelenkig verstellbar (12). Demgegenüber werden bei zugbelasteter Zuggliederkette 27 die benachbarten Sperr-Kettenglieder 31 unter Aufbau einer Elastomer-Rückstellkraft miteinander in Formschlußverbindung gebracht (13), wobei das Elastomermaterial des Elastomerelements 39 in Verdrängungsräume 40 (12) innerhalb der Sperr-Kettenglieder 31 verdrängt wird. Mittels der Formschlußverbindung sind die benachbarten Sperr-Kettenglieder 31 starr miteinander verbunden.Like from the 12 and 13 As can be seen, an elastomer element 39 is arranged between adjacent locking chain links 31. When the tension link chain 27 is relieved of strain, the adjacent locking chain links 31 can be adjusted in an articulated manner relative to one another ( 12 ). In contrast, when the tension link chain 27 is under tension, the adjacent locking chain links 31 are brought into a positive connection with one another while building up an elastomer restoring force ( 13 ), whereby the elastomer material of the elastomer element 39 in displacement spaces 40 ( 12 ) is displaced within the locking chain links 31. By means of the positive connection, the adjacent locking chain links 31 are rigidly connected to one another.

In der 14 und 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Demnach weist der Zuganker 11 ein Schwenkelement 41 auf, das an der Ankerspitze schwenkbar angelenkt ist. Der Zuganker 11 wird im ersten Prozessschritt bei eingeklapptem Schwenkelement 41 in die Zugangsöffnung 13 des zweiten Fügepartners 5 eingefahren. Anschließend wird im zweiten Prozessschritt das Schwenkelement 41 in seinen querschnittserweiterten Zustand ausgeklappt. Zum Aufbau einer Gegenhaltekraft wird dann der Zuganker 11 in Gegenrichtung (das heißt in Zugrichtung) belastet, sodass das Schwenkelement 41 gegen die Unterseite des zweiten Fügepartners 5 drückt.In the 14 and 15 Another exemplary embodiment is shown. Accordingly, the tie rod 11 has a pivoting element 41 which is pivotally linked to the anchor tip. In the first process step, the tie rod 11 is retracted into the access opening 13 of the second joining partner 5 with the pivoting element 41 folded. Subsequently, in the second process step, the pivoting element 41 is folded out into its cross-sectionally expanded state. To build up a counter-holding force, the tie rod 11 is then loaded in the opposite direction (that is, in the pulling direction), so that the pivoting element 41 presses against the underside of the second joining partner 5.

In der 16 oder 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, mittels dem das an der Ankerspitze drehbar gelagerte Riegelelement 17 zwischen dem querschnittsreduzierten Zustand und dem querschnittserweitertem Zustand magnetisch betätigbar ist. Demzufolge wird der Zuganker 11 mit seinem, im querschnittsreduzierten Zustand befindlichen Riegelelement 17 in die Zugangsöffnung 13 eingefahren. Anschließend wird ein im Zuganker 11 befindliches Elektromagnet 43 betätigt, mit dessen Hilfe das Riegelelement 17 in seinen querschnittserweitertem Zustand verstellbar ist.In the 16 or 17 A further exemplary embodiment is shown, by means of which the locking element 17, which is rotatably mounted on the armature tip, can be magnetically actuated between the cross-sectionally reduced state and the cross-sectionally expanded state. As a result, the tie rod 11 with its locking element 17, which is in the reduced cross-sectional state, is retracted into the access opening 13. An electromagnet 43 located in the tie rod 11 is then actuated, with the help of which the locking element 17 can be adjusted to its expanded cross-sectional state.

In der 18 weist der Zuganker 11 eine mit einer Unterdruckquelle verbindbare Saugeinrichtung 45 auf. Für eine zugkraftübertragende Anbindung wird die Saugeinrichtung 45 (beispielhaft ein aus Elastomermaterial gebildeter Saugnapf) in Anlage mit dem zweiten Fügepartner 5 gebracht und mit Unterdruck beaufschlagt. Auf diese Weise ergibt sich eine Saugverbindung, mittels der der Zuganker 11 auf den zweiten Fügepartner eine Zugkraft Fz ausüben kann.In the 18 the tie rod 11 has a suction device 45 that can be connected to a vacuum source. For a connection that transmits tensile force, the suction device 45 (for example a suction cup made of elastomeric material) is brought into contact with the second joining partner 5 and subjected to negative pressure. This results in a suction connection by means of which the tie rod 11 can exert a tensile force Fz on the second joining partner.

Wie aus der 18 weiter hervorgeht, ist zwischen der Saugeinrichtung 45 und der zu verschweißenden Fügestelle ein Wärmeisolierelement 47 angeordnet, um eine Beeinträchtigung der Saugeinrichtung 45 vom angrenzendem Schweißprozess zu unterbinden.Like from the 18 As can be seen further, a heat insulating element 47 is arranged between the suction device 45 and the joint to be welded in order to prevent the suction device 45 from being impaired by the adjacent welding process.

BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE SYMBOL LIST:

11: SpannwerkzeugClamping tool
33: erster Fügepartnerfirst joining partner
55: zweiter Fügepartnersecond joining partner
77: DruckarmLow pressure
99: ZugarmPull arm
1111: Zugankertie rod
1212: FederelementeSpring elements
1313: ZugangsöffnungAccess opening
1515: BewegungsanschlagMovement stop
1717: RiegelelementLocking element
1919: WerkzeugträgerTool carrier
2121: TragkonsoleCarrying console
2222: Verriegelungsbolzenlocking bolt
2323: Spreizelementexpansion element
2525: SpreizschenkelSpreader legs
2626: ÖffnungskonturOpening contour
2727: ZuggliederketteTension link chain
2929: Basis-KettengliedBasic chain link
3131: Sperr-KettengliederLocking chain links
3333: Zugseilpull rope
3535: SchwenkanschlagSwivel stop
3737: Führungguide
3939: ElastomerelementElastomer element
4040: Verdrängungsräumedisplacement spaces
4141: SchwenkelementSwivel element
4343: ElektromagnetElectromagnet
4545: SaugeinrichtungSuction device
4747: WärmeisolierelementHeat insulating element
SS: SperrpositionLock position
FZFZ: Zugkrafttraction
FDFD: DruckkraftCompressive force
FSFS: ZugseilkraftPull rope force
HH: AnkerhubAnchor lift
S1, S2S1, S2: SchwenkachsenSwivel axes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102020116556 A1 [0004]
WO 2013043560 A1 [0004]
US 20070007253 A1 [0004]

Claims

Process arrangement with at least one clamping tool (1) with at least two clamping arms for mutually clamping two joining partners (3, 5) at a joint, characterized in that one of the clamping arms acts as a pressure arm (7), which counteracts with a compressive force (F _D ). presses the first joining partner (3) facing the pressure arm (7), and that the other clamping arm acts as a tension arm (9), which, in order to build up a counter-holding force, applies a tensile force to the second joining partner (5) facing away from the pressure arm (7). Fz) pulls against the first joining partner (3), and in particular both the pressure arm (7) and the pull arm (9) are arranged on the same side of the joint, so that only one-sided tool access to the joint is possible with the clamping tool (1). is.

Process arrangement according to Claim 1 , characterized in that for a connection that transmits tensile force, the second joining partner (5) has an access opening (13), and that the tension arm (9) has a tie rod (11), which in a first process step is inserted into the access opening (13) of the second joining partner (5) can be retracted, and in a second process step the tie rod (11) engages under an opening edge area of the access opening (13) on the underside of the joining partner facing away from the tension arm (9), so that in the clamping state the tension arm (9) over its tie rod (11) pulls the second joining partner (5) against the first joining partner (3) with the tensile force (Fz).

Process arrangement according to Claim 2 , characterized in that the clamping tool (1) has a movement stop (15), and / or that in the first process step the tie rod (11) can be moved into the access opening (13) of the second joining partner (5) with an anchor stroke, in particular until the Movement stop (15) is brought into contact with the second joining partner (5).

Process arrangement according to Claim 2 or 3 , characterized in that the tie rod (11) has a locking element (17) which can be brought into overlap with the opening edge region of the access opening (13) by rotation in the second process step.

Process arrangement according to Claim 2 or 3 , characterized in that the tie rod (11) has at least one expansion element (23) which is adjustable between a reduced cross-section state and a cross-section expanded state, and that in the first process step the tie rod (11) with a reduced cross-section expansion element (23) is inserted into the access opening ( 13) can be retracted, and in the second process step the expansion element (23) can be adjusted into the cross-sectionally expanded state in which it engages under the underside of the second joining partner (5).

Process arrangement according to Claim 2 or 3 , characterized in that the tie rod (11) has a tension link chain (27) with chain links which are articulated to one another in series by means of a tension cable (33), and that the tension link chain (27) has a base chain link (29) and at least one has an adjoining locking chain link (31), and that when the pull rope (33) is relieved of tension, the base chain link (29) and the locking chain link (31) are flexibly connected to one another, and that when the pull rope (33) is under tension, the locking chain link (31) is pretensioned with a pull cable force (Fs) into a locking position, in which the locking chain link (31) engages under the opening edge area of the access opening (13) of the second joining partner (5) in a force-transmitting manner.

Process arrangement according to Claim 6 , characterized in that the tension link chain of the tie rod, in particular the base chain link, is guided in a stroke-adjustable manner in a guide (37) which can be placed on the second joining partner (5), and/or that in the first process step the tension link chain (27) is slack in the access opening (13) of the second joining partner (5) retracts, and in the second process step the locking chain link (31) is pretensioned into its locking position, in which it engages under the opening edge area of the access opening (13) of the second joining partner (5).

Process arrangement according to Claim 1 , characterized in that for a tensile force-transmitting connection, the tie rod (11) of the tension arm (9) has a suction device (45) which can be connected in particular to a vacuum source, by means of which the tie rod (11) is in suction connection with the second joining partner ( 5) can be brought, and in particular the process arrangement has a welding tool for welding the joint, and in particular a heat insulating element (47) is arranged between the suction device (45) and the welding tool in order to thermally separate the welding process from the suction device (45). .

Process arrangement according to Claim 7 , characterized in that the tension link chain (27) has a plurality of locking chain links (31), and / or that a spring element (39), in particular an elastomer element, is arranged between adjacent locking chain links (31), and that in particular with strain relief Tension link chain (27), the locking chain links (31) can be adjusted in an articulated manner relative to one another, and/or that when pulled loaded tension link chain (27), the adjacent locking chain links (31) come into a positive connection while building up a spring element restoring force, in which the adjacent locking chain links (31) are rigidly connected to one another.

Process arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the process arrangement has a tool carrier (19), in particular a robot arm of an industrial robot or a manually adjustable tool carrier, and that the tool carrier (19) carries at least one, preferably several, clamping tools (1), and that in a process sequence the tool carrier (19) deposits the clamping tool (1) at an application location, the clamping tool (1) is brought into a clamping state in which the two joining partners (3, 5) are clamped, and then the tool carrier ( 19) is decoupled from the clamping tool (1), and the clamping tool (1) is left in the clamping state, and that, in particular with several clamping tools (1), the process cycle for each clamping tool (1) carried by the tool carrier (19) can be carried out sequentially at different application locations .