DE10231849C1 - Vorrichtung zum Positionieren von Bauteilen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Positionieren von Bauteilen (2), insbesondere von Fahrzeugteilen, weist einen steifen Grundrahmen (3, 3') und mindestens ein daran angeordnetes Halteteil (4) zur Aufnahme zumindest eines Bauteils (2) auf. Das Halteteil (4) ist mittels wenigstens einer Steckkupplung (5) lösbar mit dem Grundrahmen (3, 3') verbindbar. Die Steckkupplung (5) hat als Kupplungsteile ein Kupplungsstück und ein dazu passendes Kupplungsgegenstück. Die Steckkupplung (5) weist wenigstens zwei in Erstreckungsrichtung der Steckkupplung (5) zueinander versetzt angeordnete Zentrierabschnitte (11a, 11b) mit jeweils wenigstens einer Lagerstelle (12a, 12b) an dem Kupplungsstück und mindestens einer mit dieser zusammenwirkenden Widerlagerstelle (13a, 13b) an dem Kupplungsgegenstück auf. Die Lagerstelle(n) (12a, 12b) und/oder Widerlagerstelle(n) (13a, 13b) der einzelnen Zentrierabschnitte (11a, 11b) haben zum Zentrieren der Kupplungsteile relativ zueinander jeweils wenigstens eine Zentrierschräge. Mittels wenigstens eines Spannelements (16) sind die Lagerstellen (12a, 12b) und die Widerlagerstellen (13a, 13b) in Kupplungsstellung gegeneinander verspannbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugteilen, mit einem steifen Grundrahmen und mindestens einem daran angeordneten Halteteil zur Aufnahme zumindest eines Bauteils, wobei das Halteteil mittels wenigstens einer Steckkupplung lösbar mit dem Grundrahmen verbindbar ist, wobei die Steckkupplung als Kupplungsteile ein Kupplungsstück und ein dazu passendes Kupplungsgegenstück aufweist.

Eine derartige Vorrichtung zum Positionieren von Fahrzeugteilen ist aus EP 0 809 086 A2 bekannt. Sie weist einen Grundrahmen auf, an dem mehrere Befestigungselemente angeschraubt sind, die jeweils über eine Steckkupplung mit einem an einem zu positionierenden Fahrzeugteil angreifenden Halteteil lösbar verbindbar sind. Die Steckkupplung weist an dem Halteteil einen zylindrischen Einsteckstift und an dem Befestigungselement eine dazu passende Passbuchse auf. Zum Arretieren der Kupplungsteile in Kupplungsstellung ist ein Rastbolzen vorgese­ hen. Mit Hilfe der Vorrichtung können Bauteile einer Fahrzeugkarosserie und/oder Modelle dieser Bauteile zum Zwecke des Cubings in Zusammensetzstellung relativ zueinander positioniert werden. Dadurch ist es möglich, bereits in einem frühen Entwicklungsstadium ein Teilbereich einer Fahrzeugkarosserie nachzubilden, um die Abstimmung der Fahrzeugteile oder Baugruppen der Fahrzeugkarosserie zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren. Die Steckkupplungen ermöglicht dabei zwar eine schnelle Montage und Demontage der Fahrzeugteile an dem Grundrahmen, wodurch sich entsprechend kurze Rüstzeiten ergeben. Die Vorrich­ tung hat jedoch den Nachteil, dass die Positioniergenauigkeit, mit der die Fahrzeugteile an dem Grundrahmen positioniert sind, nur vergleichsweise gering ist. Nach einem Abziehen und Wiederaufstecken eines Fahrzeugteils auf den Grundrahmen kann die Lage des Fahrzeugteils relativ zu dem Grundrahmen von der Lage des Fahrzeugteils vor dem Abziehen von dem Grundrahmen abweichen. Eine Überprüfung der Maß- und Konturgenauigkeit von Fahrzeugteilen ist deshalb mit der Vorrichtung nur bedingt möglich.

Aus DE 196 48 864 A1 ist ferner eine Vorrichtung zum Positionieren von Bauteilen in einem dreidimensionalen Arbeitsraum bekannt, die einen an einer Basisplatte angeordneten Haltearm aufweist. Der Haltearm hat zwei über eine Steckkupplung lösbar miteinander verbindbare Haltearmteile, von denen das eine an der Basis­ platte und das andere an dem Bauteil angreift. Die Steckkupplung weist als Kupplungsteile ein zapfenförmiges Kupplungsstück und ein dazu passendes hülsenförmiges Kupplungsgegenstück auf. Das Kupplungsstück hat eine an seinem Außenumfang umlaufende V-förmige Ringnut, in die in Verbindungsstellung der Kupplungsteile eine an dem Kupplungsgegenstück angeordnete Klemmschraube eingreift. Zum Festklemmen der Kupplungsteile relativ zueinander ist die Klemm­ schraube ist mit einer Gewindebohrung verschraubt, welche die Umfangswand des hülsenförmigen Kupplungsgegenstücks in radialer Richtung durchsetzt. Auch bei dieser Vorrichtung kann es zu einer Veränderung der Lage und insbesondere zu einem Verkippen der Kupplungsteile relativ zueinander kommen, wenn diese voneinander getrennt und danach wieder miteinander verbunden werden.

Aus DE 197 03 354 C1 ist eine Spannvorrichtung zum Spannen zweier voneinander lösbarer Maschinenteile bekannt, die an dem einen Maschinenteil einen in einem Zylinder hydraulisch verstellbaren Hubkolben und an dem anderen Maschinenteil einen schwimmend an dem Maschinenteil gelagerten Spannring mit einer Eingriffsöffnung für den Hubkolben aufweist. Der Hubkolben hat an seinem Außen­ umfang zwei in Axialrichtung des Hubkolbens zueinander versetzte Zentrierab­ schnitte, die als Konusflächen ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung um den Hubkolben umlaufen. Am Umfang des Hubkolbens sind mehrere Spannklauen angeordnet, die - wenn die Maschinenteile miteinander verspannt sind - jeweils an ihrer Innenseite an den beiden Zentrierabschnitten des Hubkolbens und an ihrer Außenseite an einer Zentrierschrägfläche abgestützt sind, die an der Innenwand der Eingriffsöffnung angeordnet ist. Die Vorrichtung weist einen relativ komplizierten und teueren Aufbau auf. Ungünstig ist außerdem, dass aufgrund der schwimmen­ den Lagerung des Spannrings Lagetoleranzen zwischen den miteinander verspannten Maschinenteilen auftreten können.

Aus DE 198 56 126 A1 ist ferner eine Positioniereinrichtung zum Ausrichten eines an einer Fahrzeugkarosserie angeordneten Bauteils gegenüber einem Referenzbe­ reich bekannt. Der Arbeitsaufwand zum Ausrichten des Bauteils ist dadurch verrin­ gert, dass die Positioniereinrichtung Schiebeführungen aufweist, mit denen das Bauteil in drei Richtungen relativ zu dem Referenzbereich bewegbar und damit entsprechend positionierbar ist. Ungünstig ist dabei jedoch, dass eine vorrüberge­ hende Demontage des Bauteils von der Fahrzeugkarosserie mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden ist, da das Bauteil danach neu an dem Referenzbereich ausgerichtet bzw. positioniert werden muss.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache Handhabung sowie geringe Rüstzeiten ermöglicht, bei der die Bauteile aber dennoch mit großer Genauigkeit reproduzierbar an dem Grundrahmen positionierbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Steckkupplung wenigstens zwei in Erstreckungsrichtung der Steckkupplung zueinander versetzt angeordnete Zentrierabschnitte mit jeweils wenigstens einer Lagerstelle an dem Kupplungsstück und mindestens einer mit dieser zusammenwirkenden Widerlagerstelle an dem Kupplungsgegenstück aufweist, dass die Lagerstelle(n) und/oder Widerlagerstelle(n) der einzelnen Zentrierabschnitte zum Zentrieren der Kupplungsteile relativ zueinan­ der jeweils wenigstens eine Zentrierschräge haben und mittels wenigstens eines Spannelements in Kupplungsstellung gegeneinander verspannbar sind.

In vorteilhafter Weise ermöglichen die miteinander verspannten Lager- und Widerlagerstellen der einzelnen Zentrierabschnitte jeweils in Kombination mit den Zentrierschrägen eine exakte Zentrierung der in Kupplungsstellung befindlichen Kupplungsteile relativ zueinander. Durch die in Erstreckungsrichtung der Steckkupp­ lung bzw. in Steckrichtung der Kupplungsteile der Steckkupplung zueinander versetzt angeordneten Zentrierabschnitte sind die Kupplungsteile darüber hinaus gegen Verkippen um eine um eine quer zur Steckrichtung orientierte Achse relativ zueinander gesichert. Die Vorrichtung ermöglicht dadurch eine exakte und repro­ duzierbare Positionierung des Halteteils oder der Halteteile an dem Grundrahmen. Die an den Halteteilen angeordneten Bauteile sind daher mit einer entsprechend großen Präzision relativ zueinander positionierbar. Da die Zentrierabschnitte in Erstreckungsrichtung der Steckkupplung zueinander versetzt sind und gegebenen­ falls von einander beabstandet sein können, kann der Neigungswinkel, unter dem die Zentrierschrägen gegenüber der Steckrichtung der Steckkupplung geneigt sind, auch bei einer Kupplung, die quer zur Steckrichtung kompakte Abmessungen aufweist, derart gewählt sein, dass sich die Kupplungsteile nach dem Lösen des Spannelements leicht und ohne zu verklemmen voneinander abziehen lassen. Beim Aufeinanderstecken der Kupplungsteile erleichtert die Zentrierschräge außerdem das lagerichtige Positionieren der Kupplungsteile relativ zueinander. Die Vorrichtung lässt sich somit gut handhaben. In Kombination mit der hohen Positio­ niergenauigkeit ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. So kann die Vorrichtung beispielsweise in der Qualitätssicherung eingesetzt werden, um in Serienfertigung hergestellte Bauteile in einer definierten Solllage relativ zueinander anzuordnen und dann zu vermessen, um zum Beispiel zu prüfen, ob die Abmes­ sungen eines zwischen zwei Bauteilen befindlichen Spalts und/oder eines an der Grenze zwischen zwei Bauteilen auftretenden Versatzes innerhalb eines vorgege­ benen Toleranzbands liegen. Die Bauteile können beispielsweise Karosserieteile, wie Türen, Hauben, Kotflügel, Front- und/oder Heckschürzen sein. Selbstverständlich können aber auch beliebige andere Bauteile an dem Halteteil oder den Haltetei­ len positioniert werden, wie z. B. Inneneinrichtungsteile für ein Kraftfahrzeug oder Gehäuseteile für ein Gehäuse eines Elektrogeräts. Unter einem Bauteil wird sowohl ein Einzelteil als auch eine aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzte Baugrup­ pe verstanden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Kupplungsstück einen Kupplungszapfen und das Kupplungsgegenstück eine dazu passende Kupplungshülse auf, wobei der Kupplungszapfen vorzugsweise an dem Grund­ rahmen und die Kupplungshülse vorzugsweise an dem Halteteil angeordnet sind. Die Kupplungsteile sind dann kostengünstig herstellbar. Außerdem ergibt sich ein kompakter Aufbau der Kupplung.

Vorteilhaft ist, wenn das Spannelement ein Schraubelement ist, das vorzugsweise mit einem freien Endbereich des Kupplungszapfens verschraubbar ist, und wenn die Kupplungshülse in Kupplungsstellung zwischen dem Schraubelement und einem dem freien Endbereich gegenüberliegenden Befestigungsbereich des Kupplungszapfens angeordnet ist. Dabei ist das Schraubelement vorzugsweise als Mutter ausgebildet, die mit einem an dem freien Endbereich des Kupplungszap­ fens angeordneten Gewindeabschnitt verschraubbar ist. Die Kupplungsteile können dann auf einfache Weise mit einer vorgegebenen Spannkraft miteinander verspannt werden, indem die Schraube nach dem Aufeinanderstecken der Kupplungsteile beispielsweise mittels eines Drehmomentschlüssels mit einem vorbestimmten Drehmoment angezogen wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Kupplungshülse und dem Befestigungsbereich ein vorzugsweise als Ringelement ausgebildetes Lagerteil auf dem Kupplungszapfen axial verschiebbar geführt, wobei die Lagerstelle(n) wenigstens eines Zentrierabschnitts an diesem Lagerteil und die Lagerstelle(n) wenigstens eines weiteren Zentrierabschnitts an dem Kupplungszapfen angeordnet sind, und wobei das Lagerteil gegen die Rückstell­ kraft eines Rückstellelements von der an dem Kupplungszapfen angeordneten Lagerstelle wegbewegbar ist. Das Lagerteil wird dann in Kupplungsstellung mit der Rückstellkraft gegen die ihm zugewandte Widerlagerstelle der Kupplungshülse angepresst. In vorteilhafter Weise ermöglicht es das Rückstellelement, eine eventu­ elle Abweichung des Abstandsmaßes zwischen den Widerlagerstellen der Kupp­ lungshülse von einem Sollmaß auszugleichen. Auch kann eine Veränderung dieses Abstandmaßes aufgrund von Temperaturschwankungen durch das Rückstellelement kompensiert werden. Darüber hinaus hat das Rückstellelement den Vorteil, dass es beim oder nach dem Lösen des Spannelements das Trennen der Kupplungsteile unterstützt.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Rückstellelement eine Schraubenfeder ist, die auf dem Kupplungszapfen zwischen dem Lagerteil und dem Befestigungsbereich angeordnet. Dadurch ergibt sich ein einfach und kosten­ günstiger Aufbau der Steckkupplung.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zum Verbin­ den des Kupplungsteils mit dem Grundrahmen wenigstens zwei seitlich zueinander versetzte Steckkupplungen vorgesehen, die mit ihren Steckrichtungen parallel zueinander angeordnet sind und jeweils mit ihrem einen Kupplungsteil an dem Grundrahmen und mit ihrem anderen Kupplungsteil an dem Halteteil angreifen. Das Halteteil ist dann in Kupplungsstellung der Steckkupplungen auch bezüglich seiner Drehlage um die Längsachsen der Steckkupplungen exakt in an dem Grundrahmen positioniert. Insgesamt ergibt sich somit eine definierte Positionierung des Halteteils in allen sechs Achsen relativ zu dem Grundrahmen, nämlich drei orthogonal zueinander angeordneten translatorischen Achsen und drei orthogonal zueinander angeordneten rotatorischen Achsen.

Vorteilhaft ist, wenn die Vorrichtung zusätzlich zu dem ersten Grundrahmen wenigs­ tens einen zweiten, vorzugsweise kleineren Grundrahmen aufweist, und wenn diese Grundrahmen jeweils zu den an dem Halteteil angeordneten Kupplungsteilen passende Kupplungsteile aufweisen, die in ihrem seitlichen Abstand derart an den seitlichen Abstand der Kupplungsteile des Halteteils angepasst sind, dass dieses wahl- oder wechselweise mit den Grundrahmen verbindbar ist. Das an dem Halteteil angeordnete Bauteil kann dann gegebenenfalls an dem ersten Grund­ rahmen zusammen mit anderen Bauteilen positioniert und vermessen werden. Bedarfsweise kann das Halteteil mit dem daran angeordneten Bauteil aber auch auf den zweiten Grundrahmen aufgesteckt werden, um es beispielsweise räumlich getrennt von den übrigen Bauteilen zu vermessen. Dabei können gegebenenfalls auch Stellen vermessen werden, die bei einer Anordnung des Bauteils an dem ersten Grundrahmen nicht zugänglich sind, weil sie dort beispielsweise durch ein benachbartes Bauteil verdeckt sind. Gegebenenfalls können die Grundrahmen an unterschiedlichen Standorten angeordnet sein, beispielsweise ein Grundrahmen im Werk eines Automobilherstellers und ein weiterer in einem davon getrennten Herstellerwerk eines Automobilteile-Zulieferers. Somit können Bauteile im Rahmen der Qualitätssicherung auf einfache Weise an unterschiedlichen Orten vermessen und geprüft werden.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens zwei mit ihren Steckrichtungen parallel zueinander angeordnete Kupplungsteile mittels einer Verstelleinrichtung in ihrem seitlichen Abstand zueinander verstellbar, wobei die Verstelleinrichtung vorzugsweise wenigstens eine Schiebeführung aufweist, die zwischen einem Kupplungsteil und dem Grundrahmen und/oder zwischen einem Kupplungsteil und dem Halteteil angeordnet ist und mit ihrer Schieberichtung quer und insbesondere rechtwinklig zur Steckrichtung der Steckkupplungen orientiert ist. Dabei ist die Schiebeführung vorzugsweise zwischen dem Grundrahmen und einem daran angeordneten Kupplungsteil vorgesehen, so dass der Abstand der Kupplungsteile des Grundrahmens an den Abstand der Kupplungsteile eines mit dem Grundrahmen zu verbindenden Halteteils angepasst werden kann. Somit können Halteteile, deren Kupplungsteile in unterschiedlichen Abständen zueinan­ der angeordnet sind, auf einfache Weise mit den Kupplungsteilen des Grundrah­ mens verbunden werden. Selbstverständlich ist aber auch eine umgekehrte Anordnung denkbar, bei der die Schiebeführung zwischen dem Halteteil und einem daran angeordneten Kupplungsteil vorgesehen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Halteteil als steifer Halterahmen ausgebildet, wobei an dem Halterahmen vorzugsweise Halteelemente zum lösbaren Verbinden des Halterahmens mit dem zumindest einen Bauteil angeord­ net sind. In vorteilhafter Weise ist es dadurch auch möglich, Bauteile, die selbst nur eine geringe Biege- und/oder Torsionssteifigkeit aufweisen, wie z. B. flächiger Blech- oder Kunststoffeile mit im Vergleich zu ihren Abmessungen geringer Wandstärke, mit großer Präzision reproduzierbar in einer vorgegebenen Solllage an dem Grundrahmen zu positionieren. Die Halteelemente können als Spann- oder Klemmelemente zum Einspannen eines Randbereichs des Bauteils ausgebildet sein.

Vorteilhaft ist, wenn zwischen den Halteelementen und dem Halteteil eine Positio­ niereinrichtung zum Positionieren der Lage der Halteelemente relativ zu dem Halteteil vorgesehen ist. Dadurch können Bauteile mit unterschiedlichen Abmes­ sungen auf einfache Weise an dem Halteteil positioniert und befestigt werden. Die Positioniereinrichtung ist vorzugsweise zur Positionierung der Verbindungsstelle in wenigstens drei quer zueinander angeordneten translatorischen und/oder rotatori­ schen Achsen ausgebildet.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist der Grundrahmen an seiner Unterseite sich nach unten hin vorzugsweise kugel- oder kegelförmig verjüngende Zentrier-Stützelemente auf, wobei die Vorrichtung einen Koordina­ tenmessstand mit einer Messplatte umfasst, wobei in der Messplatte zu den Zentrier-Stützelementen passende Zentrier-Aufnahmen vorgesehen sind, und wobei die Zentrier-Stützelemente und die Zentrier-Aufnahmen derart angeordnet sind, dass der Grundrahmen mit den Stützelementen in die Aufnahmen eingrei­ fend auf der Messplatte abstellbar ist. Der Grundrahmen braucht dann nur grob mit den Zentrier-Stützelementen über den Zentrier-Aufnahmen positioniert zu werden und zentriert sich dann beim Absenken der Stützelemente in Aufnahmen einer furch die Lage der Zentrier-Aufnahmen definierten, reproduzierbaren Position. Messplatte ist vorzugsweise als Granitplatte ausgebildet, die gegebenenfalls in den Fußboden eines Gebäudes integriert sein kann.

Vorteilhaft ist, wenn der Grundrahmen auf einem vorzugsweise Lenkrollen aufwei­ senden Fahrgestell angeordnet ist, und wenn zwischen dem Fahrgestell und dem Grundrahmen zum Absenken und Anheben des Grundrahmens eine Hubvorrich­ tung vorgesehen ist. Der Grundrahmen ist dadurch auf einfache Weise mit den Zentrier-Stützelementen über den Zentrier-Aufnahmen der Messplatte positionier­ bar und dann mit den Zentrier-Stützelementen in die Zentrier-Aufnahmen absenk­ bar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Grundrahmen wenigstens ein Koordinatenmessarm angeordnet. Ein oder mehrere an dem Grundrahmen angeordnete Bauteile können dann noch einfacher geometrisch vermessen werden.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Steckkupplung zum lösbaren Verbinden eines Grundrahmen mit einem Halterahmen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Steckkupplung,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Positionieren von Karosserieteilen, wobei an der Vorrichtung eine Baugruppe für den vorderen Teil der Karosserie ange­ ordnet ist,

Fig. 4 eine an einem auf einen Grundrahmen aufsteckbaren Halterahmen befestigte Baugruppe für den vorderen Teil einer Fahrzeugkarosserie,

Fig. 5 mehrere Halterahmen mit daran angeordneten Halteelemente zum lösbaren Verbinden mit Karosserieteilen für ein Fahrzeugheck, wobei an zwei der Halterahmen Karosserieteile angeordnet sind,

Fig. 6 eine Ansicht auf die Rückseite eines Halterahmens mit den daran angeordneten Kupplungshülsen zweier Steckkupplungen zum Verbin­ den des Halterahmens mit einem Grundrahmen,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Halterahmens mit einem daran angeordneten Karosserieteil, wobei auch die Halteelemente erkennbar sind, welche das Karosserieteil mit dem Halterahmen verbinden,

Fig. 8 und 9 eine Messvorrichtung mit einem auf einen Grundrahmen aufgesteckten Halterahmen, an dem ein Kotflügel aufgespannt ist, wobei an dem Grundrahmen ein Koordinatenmessarm zum Vermessen des Kotflügels angeordnet ist,

Fig. 10 eine Messvorrichtung ähnlich Fig. 8, wobei jedoch an dem Grundrah­ men ein weiterer Halterahmen zum Aufspannen eines Bauteils ange­ ordnet ist,

Fig. 11 eine Vorrichtung zum Positionieren und/oder Abstimmen von Bauteilen, die einen über Steckkupplungen mit einem Grundrahmen verbunde­ nen Halterahmen hat, an dem ein Kotflügel aufgespannt ist, wobei zwi­ schen einer der Steckkupplungen und dem Grundrahmen eine Schie­ beführung zum Einstellen des Abstand der Steckkupplungen angeord­ net ist,

Fig. 12 eine Ausschnittvergrößerung zu Fig. 11, welche die Schiebeführung zeigt, und

Fig. 13 eine Ausschnittvergrößerung zu Fig. 6.

Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Positionieren von Bauteilen 2 einer Fahrzeugkarosserie weist einen steifen Grundrahmen 3, 3' und mindestens ein daran angeordnetes, als Halte- oder Zwischenrahmen ausgebildetes Halteteil 4 zur Aufnahme eines Bauteils 2 auf. Der Grundrahmen 3, 3' ist eine etwa quader- oder kubusförmige Außenkontur auf. Dadurch ergibt sich eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit des Grundrahmens 3, 3'. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Grundrahmen 3 als Schweißkonstruktion ausgebildet, die mehrere mitein­ ander verschweißte Profilrohre und/oder Profilteile aufweist, die beispielsweise aus Stahl bestehen können. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 8 bis 11 ist der Grundrahmen 3' aus miteinander verschraubten Strangspressprofillteilen zusam­ mengesetzt, die vorzugsweise aus Aluminium bestehen. Die Verbindungsstellen aneinander angrenzender Profilteile des Grundrahmens 3, 3' können insbesondere in den Eckbereichen des Grundrahmens 3, 3' durch Blechteile, welche die Verbin­ dungsstellen überbrücken, verstärkt sein.

Damit die Halteteile 4 mit den daran angeordneten Bauteilen 2 auf einfache Weise mit dem Grundrahmen 3, 3' verbunden und von diesem getrennt werden können, sind als Verbindungselemente zwischen den Halteteilen 4 und dem Grundrahmen 3, 3' jeweils zwei seitlich zueinander versetzte und voneinander beabstandete Steckkupplungen 5 vorgesehen. Dabei sind diese Steckkupplungen 5 jeweils mit ihren Steckrichtungen parallel zueinander angeordnet. Je nach Größe des mit dem Grundrahmen 3, 3' zu verbindenden Halteteils 4 können die Steckkupplungen 5 unterschiedliche Abstände zueinander aufweisen. So können beispielsweise bei einem Halteteil 4 zur Aufnahme einer Front- oder Heckmittelteilbaugruppe (Fig. 6) einer Fahrzeugkarosserie die Steckkupplungen 5 in einem größeren Abstand angeordnet sein als bei einem Halteteil 4 zur Aufnahme eines Kotflügels (Fig. 7).

Die Steckkupplungen 5 weisen als Kupplungsteile jeweils ein Kupplungsstück und ein Kupplungsgegenstück auf. Das Kupplungsstück hat einen Kupplungszapfen 6 und das Kupplungsgegenstück eine dazu passende Kupplungshülse 7. In Kupp­ lungsstellung ist der Kupplungszapfen 6 auf die Kupplungshülse 7 aufgeschoben und umschließt diese. Das Kupplungsstück hat an einem Ende einen als Flanschteil ausgebildeten Befestigungsbereich 8, der mit dem Grundrahmen 3, 3' verschraubt ist. Der Kupplungszapfen 6 ist rechtwinklig zur Erstreckungsebene des Flanschteils angeordnet und einstückig mit diesem verbunden. In entsprechender Weise hat das Kupplungsgegenstück ein Befestigungsflansch 9, der an dem Halteteil 4 angeflanscht und über Schrauben 10 mit diesem verbunden ist. Die Kupplungshül­ se 7 ist rechtwinklig zur Erstreckungsebene des Flanschteils angeordnet und einstückig mit diesem verbunden. Durch die Steckkupplungen 5 ist es beispielswei­ se möglich, ein mit dem Grundrahmen 3, 3' verbundenes Halteteil 4 auf einfache Weise von dem Grundrahmen 3, 3' zu entfernen, um die Zugänglichkeit zu diesem Halteteil 4 oder einem dazu benachbarten, an dem Grundrahmen 3, 3' angeord­ neten Halteteil 4 oder Bauteil 2 zu verbessern.

In Fig. 1 ist erkennbar, dass die Steckkupplungen 5 jeweils zwei Zentrierabschnitte 11a, 11b aufweisen, die in der durch den Doppelpfeil Pf1 markierten Erstreckungs- oder Axialrichtung der Steckkupplung 5 voneinander beabstandet sind. Jeder Zentrierabschnitt 11a, 11b hat jeweils an dem Kupplungszapfen 6 eine Lagerstelle 12a, 12b und an der Kupplungshülse 7 eine zu der Lagerstelle 12a, 12b passende Widerlagerstelle 13a, 13b. Zum Zentrieren der Kupplungsteile relativ zueinander weisen die Lagerstellen 12a, 12b und die Widerlagerstellen 13a, 13b der Zentrier­ abschnitte 11, 11b Zentrierschrägen auf, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 konisch ausgebildet sind.

In Fig. 1 ist erkennbar, dass in Kupplungsstellung der Kupplungsteile bei beiden Zentrierabschnitten 11a, 11b jeweils die Lagerstelle 12a, 12b und die Widerlager­ stelle 13a, 13b des entsprechenden Zentrierabschnitts 11a, 11b aneinander anliegen. Die Widerlagerstellen 13a, 13b der Kupplungshülse 7 sind in Axialrichtung Pf1 durch einen Hülsenabschnitt voneinander beabstandet, der eine größere lichte Weite aufweist als dies dem Durchmesser des Kupplungszapfens 6 entspricht. In Kupplungsstellung der Kupplungsteile verbleibt zwischen diesem Hülsenabschnitt und dem Kupplungszapfen 6 ein Freiraum 14. Entsprechendes gilt für einen weiteren Hülsenabschnitt, der in Kupplungsstellung zwischen dem Zentrierabschnitt 11a und dem freien Endbereich 15 des Kupplungszapfens 6 angeordnet ist. Die Kupplungsteile 6, 7 liegen also nur an den Zentrierabschnitten 11a, 11b aneinan­ der an.

Die Lagerstellen 12a, 12b und die Widerlagerstellen 13a, 13b der Zentrierabschnitte 11, 11b sind in Kupplungsstellung mittels eines Spannelements 16 gegeneinander verspannbar. Das Spannelement 16 ist als Schraubelement nämlich als Mutter ausgebildet, die mit einem an dem freien Endbereich 15 des Kupplungszapfens 6 vorgesehenen Gewindeabschnitt des Kupplungszapfens 6 verschraubbar ist. In Fig. 1 ist erkennbar, dass die Kupplungshülse 7 in Kupplungsstellung zwischen dem Spannelement 16 und dem Befestigungsbereich 8 des Kupplungszapfens 6 angeordnet ist. Das Spannelement 16 ist in Gebrauchstellung mit einem vorbe­ stimmten Drehmoment auf den Gewindeabschnitt des Kupplungszapfens 6 aufgeschraubt wodurch die Lagerstelle 12a mit einer definierten Vorspannkraft an die Widerlagerstelle 13a angepresst wird. Kupplungszapfen 6 und Kupplungshülse 7 sind dadurch an dem Zentrierabschnitt 11a exakt zueinander zentriert.

Die Lagerstelle 12b ist an einem zwischen der Kupplungshülse 7 und dem Befesti­ gungsbereich 8 angeordneten Lagerteil 17 vorgesehen, das als geschlitztes Ring- oder Hülsenelement ausgebildet ist, welches auf dem Kupplungszapfen 6 axial verschiebbar geführt ist. Die lichte Weite der Innenhöhlung des Lagerteils 17 entspricht dem Durchmesser des Kupplungszapfens 6. Die Zentrierschräge der Lagerstelle 12b ist exakt mittig zu dem Kupplungszapfen 6 ausgerichtet. Die Lager­ stelle 12a ist direkt am Umfang des Kupplungszapfens 6 angeordnet.

Zwischen dem Lagerteil 17 und dem Befestigungsbereich 8 des Kupplungsstücks ist ein elastisches Rückstellelement 18 angeordnet, das mit seinem einen Ende gegen den Befestigungsbereich 8 und mit seinem anderen Ende gegen das Lagerteil 17 abgestützt ist. Das Rückstellelement 18 ist als Schraubenfeder ausgebildet, die auf dem Kupplungszapfen 6 angeordnet ist und diesen umschließt. In Kupplungsstel­ lung liegt das Rückstellelement 18 federnd an dem Lagerteil 17 an drückt dieses mit der Lagerstelle 12b gegen die Widerlagerstelle 13b der Kupplungshülse 7. Kupplungszapfen 6 und Kupplungshülse 7 sind dadurch auch in dem Zentrierab­ schnitt 11b exakt zueinander zentriert. Zum Ausgleich eventueller Toleranzen im Abstandmaß zwischen den Widerlagerstelle 13a und 13b ist das Lagerteil 17 gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements 18 von der Lagerstelle 12a wegbe­ wegbar. Da die Zentrierabschnitte 11a, 11b voneinander beabstandet sind, ist die Steckkupplung 5 gut gegen Verkippen ihrer Kupplungsteile relativ zueinander gesichert. Somit ergibt sich auch beim Auftreten von Haltekräften an den Kupp­ lungsteilen eine hochgenaue Positionierung des Halteteils 4 mit dem daran angeordneten Bauteil 2 an dem Grundrahmen 3, 3'.

In Fig. 1 ist erkennbar, dass das Rückstellelement 18 von einem Hülsenteil 19 umgrenzt ist, das mittels in der Zeichnung nicht näher dargestellter Schrauben mit dem Befestigungsbereich 8 verschraubt ist. Das Hülsenteil 19 weist an seinem von dem Befestigungsbereich 8 entfernten Endbereich einen nach innen vorstehenden Kragen 20 auf, der eine Öffnung umgrenzt, die von dem Kupplungszapfen 6 und dem Lagerteil 17 durchsetzt wird. Das Lagerteil 17 hat an seinem von der Lagerstel­ le 12b entfernten Endbereich außenseitig einen Ringbund 21, dessen Außen­ durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Kragens 20, so dass der Ringbund 21 bei voneinander getrennten Kupplungsteilen an dem Kragen 20 zu Anlage kommt.

Die Zentrierschräge des zu dem freien Endbereich 15 des Kupplungszapfens 6 benachbarten Zenfrierabschnitts 12a ist unter einem steileren Winkel gegenüber der Axialrichtung Pf1 der Steckkupplung 5 geneigt als die Zentrierschräge des von dem freien Endbereich 11 entfernt angeordneten Zentrierabschnitts 12b. Der Öffnungswinkel α des Kegels, in dessen Mantelfläche sich die Zentrierschräge des Zentrierabschnitts 12a erstreckt, ist also größer als der Öffnungswinkel β des Kegels, in dessen Mantelfläche sich die Zentrierschräge des Zentrierabschnitts 12b er­ streckt.

Die Kupplungsteile der Steckkupplung 5 bestehen vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl. Im Bereich der Lagerstellen 12a, 12b und der Widerlagerstellen 13a, 13b ist dieser Werkstoff gehärtet, vorzugsweise einsatzgehärtet. Um eventuelle, bei der Fertigung der Steckkupplungen 5 auftre­ tende Toleranzen im Abstandsmaß A der Anschlußflächen des Befestigungsbe­ reichs 8 und des Befestigungsflanschs 9 auf einfache Weise ausgleichen und das Abstandsmaß A an ein vorgegebenes Sollmaß anpassen zu können, ist zwischen dem Befestigungsflansch 9 und dem Halteteil 4 jeweils eine Distanzscheibe 22 angeordnet. Diese kann bei Bedarf gegen eine Distanzscheibe 22 mit anderer Dicke ausgewechselt werden.

In Fig. 3 ist erkennbar, dass auf die Profilrohre des Grundrahmens Plattenteile 23 aufgeschweißt sind, die eine plane, vorzugsweise geschliffene Oberfläche aufwei­ sen. An dieser Oberfläche kommen die Kupplungsstücke jeweils mit der dem freien Endbereich 15 des Kupplungszapfens 6 abgewandten Rückseite ihres Befesti­ gungsbereichs 8 zur Anlage. Selbstverständlich können die Plattenteile 23 aber auch mit den Profilrohren verschraubt sein, wie dies in Fig. 11 erkennbar ist. Die Halteteile 4 weisen entsprechende Plattenelemente 24 auf, an denen die Kupp­ lungsgegenstücke mit ihren Befestigungsflanschen 9 angeschraubt sind (Fig. 4 bis 7).

Zusätzlich zu dem in Fig. 3 gezeigten ersten Grundrahmen 3 weist die Vorrichtung 1 einen zweiten, kleineren Grundrahmen 3' auf (Fig. 8 bis 11), an dem zwei Paar mit ihren Steckrichtungen jeweils parallel zueinander orientierte Kupplungsstücke angeordnet sind, die den Kupplungsstücken des ersten Grundrahmens 3 entspre­ chen. Dabei sind diese Kupplungsstücke mittels Schiebeführungen 25 in ihrem Abstand zueinander verstellbar. Dadurch ist es möglich, beliebige, an dem ersten Grundrahmen 3 angeordnete Halteteil 4 wahl- oder wechselweise mit einem beliebigen Paar Kupplungsstücke des zweitens Grundrahmens 3' zu verbinden, sogar dann, wenn die Kupplungsgegenstücke dieser Halteteile 4 in unterschiedli­ chen Abständen zueinander angeordnet sind.

Die Schiebeführungen 25 sind jeweils zwischen einem der beiden paarweise parallel zueinander angeordneten Kupplungsteile und dem Grundrahmen 3' angeordnet (Fig. 11). Die Schieberichtung der Schiebeführung 25 verläuft dabei rechtwinklig zur Steckrichtung der Steckkupplungen 5. In Fig. 12 ist erkennbar, dass die Schiebeführung 25 eine mit dem Grundrahmen 3' verschraubte, schwalben­ schwanzförmige Führungsschiene 2b und ein Schlittenteil 27 hat, das mit dem Befestigungsbereich des Kupplungsstücks verschraubt ist.

Wie in Fig. 5 und 7 besonders gut erkennbar ist, sind an dem Halteteil 4 Halteele­ mente 28 zum lösbaren Verbinden des Halteteils 4 mit einem darauf aufzuspan­ nenden Bauteil 2 angeordnet. Zwischen den Halteelementen 28 und dem Halteteil 4 ist jeweils eine Positioniereinrichtung zum Positionieren der Lage der Halteelemen­ te 28 relativ zu dem Halteteil 4 vorgesehen. Die Positioniereinrichtung kann Schiebe­ führungen und/oder Schwenklager umfassen, die mittels Arretierungselementen in unterschiedlichen Lagen feststellbar sind.

Zum Vermessen der Geometrie eines an einem Koordinatenmessarm 29 aufge­ spannten Bauteils 2 ist an dem Grundrahmen 3' ist ein Koordinatenmessarm 29 angeordnet. Der Koordinatenmessarm 29 hat einen Gelenkarm, der mit seinem einen Ende mit dem Halteteil 4 verbunden und an seinem anderen Ende einen Taster zum Antasten einer zu vermessenden Stelle aufweist. Der Taster ist der durch Verschwenken von gelenkig miteinander verbundenen Gelenkarmteilen des Gelenkarms frei im Raum positionierbar. Die Winkellagen der Gelenkarmteile und gegebenenfalls die Lage des Tasters relativ zu dem Gelenkarm werden mittels Sensoren erfasst und die entsprechenden Messwerte werden zur dreidimensiona­ len Bestimmung der Position des Tasters im Raum an eine Auswerteeinrichtung weitergeleitet.

Um den Grundrahmen 3, 3' auf einfache Weise in einer vorbestimmten Lage an einer stationären Koordinatenmesseinrichtung positionieren zu können, weist der Grundrahmen 4 an seiner Unterseite drei Zentrier-Stützelemente 30 auf, die sich zum Zentrieren in dazu passenden Zentrier-Aufnahmen einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Messplatte nach unten hin verjüngen. Der Grundrahmen 3, 3' braucht dann nur grob mit den Stützelementen 30 über den Zentrier- Aufnahmen der Messplatte vorpositioniert zu werden und nimmt - wenn der Grundrahmen 3, 3' mit den Stützelementen in die Aufnahmen abgesenkt wird - die vorbestimmte Lage ein. Zum Vorpositionieren des Grundrahmens 3, 3' mit den Stützelementen 31 über den Zentrier-Aufnahmen ist der Grundrahmen 3, 3' auf einem Lenkrollen 31 aufweisenden Fahrgestell angeordnet. Mittels einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Hubvorrichtung kann das Fahrgestell relativ zu dem Grundrahmen abgesenkt und angehoben werden.

Claims (13)

1. Vorrichtung (1) zum Positionieren von Bauteilen (2), insbesondere von Fahr­ zeugteilen, mit einem steifen Grundrahmen (3, 3') und mindestens einem daran angeordneten Halteteil (4) zur Aufnahme zumindest eines Bauteils (2), wobei das Halteteil (4) mittels wenigstens einer Steckkupplung (5) lösbar mit dem Grundrahmen (3, 3') verbindbar ist, wobei die Steckkupplung (5) als Kupplungsteile ein Kupplungsstück und ein dazu passendes Kupplungsge­ genstück aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkupplung (5) we­ nigstens zwei in Erstreckungsrichtung der Steckkupplung (5) zueinander ver­ setzt angeordnete Zentrierabschnitte (11a, 11b) mit jeweils wenigstens einer Lagerstelle (12a, 12b) an dem Kupplungsstück und mindestens einer mit die­ ser zusammenwirkenden Widerlagerstelle (13a, 13b) an dem Kupplungsge­ genstück aufweist, dass die Lagerstelle(n) (12a, 12b) und/oder Widerlagerstel­ le(n) (13a, 13b) der einzelnen Zentrierabschnitte (11a, 11b) zum Zentrieren der Kupplungsteile relativ zueinander jeweils wenigstens eine Zentrierschrä­ ge haben und mittels wenigstens eines Spannelements (16) in Kupplungs­ stellung gegeneinander verspannbar sind.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupp­ lungsstück einen Kupplungszapfen (6) und das Kupplungsgegenstück eine dazu passende Kupplungshülse (7) aufweist, und dass der Kupplungszapfen (6) an dem Grundrahmen (3, 3') und die Kupplungshülse (7) an dem Halteteil (4) angeordnet sind.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (16) ein mit einem freien Endbereich (15) des Kupplungszap­ fens (6) verschraubbares Schraubelement ist, und dass die Kupplungshülse (7) in Kupplungsstellung zwischen dem Schraubelement und einem dem freien Endbereich (15) gegenüberliegenden Befestigungsbereich (8) des Kupplungszapfens (6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kupplungshülse (7) und dem Befestigungsbereich (8) ein als Ringelement ausgebildetes Lagerteil (17) auf dem Kupplungszapfen (6) axial verschiebbar geführt ist, dass die Lagerstelle(n) (12b) wenigstens eines Zentrierabschnitts (11b) an diesem Lagerteil (17) und die Lagerstelle(n) (12a) wenigstens eines weiteren Zentrierabschnitts (11a) an dem Kupplungszapfen (6) angeordnet sind, und dass das Lagerteil (17) gegen die Rückstellkraft ei­ nes Rückstellelements (18) von der an dem Kupplungszapfen (6) angeordne­ ten Lagerstelle (12a) wegbewegbar ist.

5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (18) eine Schraubenfeder ist, die auf dem Kupp­ lungszapfen (6) zwischen dem Lagerteil (17) und dem Befestigungsbereich (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden des Halteteils (4) mit dem Grundrahmen (3, 3') wenigs­ tens zwei seitlich zueinander versetzte Steckkupplungen (5) vorgesehen sind, die mit ihren Steckrichtungen parallel zueinander angeordnet sind und je­ weils mit ihrem einen Kupplungsteil an dem Grundrahmen (3, 3') und mit ih­ rem anderen Kupplungsteil an dem Halteteil (4) angreifen.

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich zu dem ersten Grundrahmen (3) wenigstens einen zwei­ ten, kleineren Grundrahmen (3') aufweist, und dass diese Grundrahmen (3, 3') jeweils zu den an dem Halteteil (4) angeordneten Kupplungsteilen pas­ sende Kupplungsteile aufweisen, die in ihrem seitlichen Abstand derart an den seitlichen Abstand der Kupplungsteile des Halteteils (4) angepasst sind, dass dieses wahl- oder wechselweise mit den Grundrahmen (3, 3') verbind­ bar ist.

8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei mit ihren Steckrichtungen parallel zueinander ange­ ordnete Kupplungsteile mittels einer Verstelleinrichtung in ihrem seitlichen Abstand zueinander verstellbar sind, und dass die Verstelleinrichtung wenigstens eine Schiebeführung (25) aufweist, die zwischen einem Kupplungsteil und dem Grundrahmen (3, 3') und/oder zwischen einem Kupplungsteil und dem Halteteil (4) angeordnet ist und mit ihrer Schieberich­ tung quer zur Steckrichtung der Steckkupplungen (5) orientiert ist.

9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (4) als steifer Halterahmen ausgebildet ist, und dass an dem Halterahmen Halteelemente (28) zum lösbaren Verbinden des Halte­ rahmens mit dem zumindest einen Bauteil (2) angeordnet sind.

10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Halteelementen (28) und dem Halteteil (4) eine Positio­ niereinrichtung zum Positionieren der Lage der Halteelemente (28) relativ zu dem Halteteil (4) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, dass der Grundrahmen (3, 3') an seiner Unterseite sich nach unten hin kugel- oder kegelförmig verjüngende Zentrier-Stützelemente (30) aufweist, dass die Vorrichtung (1) einen Koordinatenmessstand mit einer Messplatte umfasst, dass in der Messplatte zu den Zentrier-Stützelementen (30) passen­ de Zentrier-Aufnahmen vorgesehen sind, und dass die Zentrier- Stützelemente (30) und die Zentrier-Aufnahmen derart angeordnet sind, dass der Grundrahmen mit den Stützelementen (30) in die Aufnahmen eingrei­ fend auf der Messplatte abstellbar ist.

12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, dass der Grundrahmen (3, 3') auf einem Lenkrollen (31) aufweisenden Fahrgestell angeordnet ist, und dass zwischen dem Fahrgestell und dem Grundrahmen (3, 3') zum Absenken und Anheben des Grundrahmens (3, 3') eine Hubvorrichtung vorgesehen ist.

13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, dass an dem Grundrahmen wenigstens ein Koordinatenmessarm (29) angeordnet ist.