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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Montagewerkzeug für eine Handhabungseinrichtung
zum Positionieren eines Karosseriebauteils an eine Fahrzeugkarosserie
unter Ausbildung eines Anlagekontakts, wobei das Montagewerkzeug
mit einem Greifmechanismus und mit einem Positioniermechanismus
versehen ist und wobei der Positioniermechanismus zum Einleiten
einer Anlagekraft in das Karosseriebauteil geeignet ist, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Handhabungseinrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 17.
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Montagewerkzeuge
und Handhabungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Die
DE 101 21 344 A1 offenbart
eine Greifvorrichtung zum Greifen von Gegenständen, beispielsweise Kraftfahrzeugscheiben
oder Karosserieteilen, mittels eines Roboterarms. Die Greifvorrichtung
ist hierzu mit einem Träger
versehen, der eine Mehrzahl an Sauggreifern aufweist. Bei geeigneter
Bewegung des Roboterarms kann ein an den Sauggreifern haftender
Gegenstand in eine vorgegebene Montageposition relativ zu einer
Fahrzeugkarosserie angeordnet werden unter Ausbildung eines vorgebbaren
Anlagekontakts. Der Anlagekontakt wird mittels Einleiten einer Anlagekraft
in den an der Fahrzeugkarosserie anliegenden Gegenstand durch den
Roboterarm geschaffen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Montagewerkzeug der eingangs genannten
Art zu schaffen, das die Herstellung eines korrekten Anlagekontakts zwischen
dem Karosseriebauteil und der Fahrzeugkarosserie ermöglicht.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Handhabungseinrichtung zum
Einsatz des Montagewerkzeugs vorzuschlagen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird ein Montagewerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Montagewerkzeug zeichnet
sich dadurch aus, dass der Positioniermechanismus mindestens ein
Formelement enthält, dessen
Bauteilkontaktfläche
in Bezug auf eine Bauteil-Sollkontur formangepasst ist zur Ausbildung
eines befestigungsgünstigen
Anlagekontakts zwischen dem Karosseriebauteil und der Fahrzeugkarosserie. Somit
ist es mittels des Formelements möglich, die Ausbildung eines
optimierten Anlagekontakts zwischen dem Karosseriebauteil und der
Fahrzeugkarosserie durch den Positioniermechanismus des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs
wenigstens zu begünstigen,
so dass eine montagefreundliche und korrekte Befestigung des Karosseriebauteils
an der Fahrzeugkarosserie möglich
ist. Hierzu kann mittels des Formelements eine erwünschte Anlagekraft in
das an der Fahrzeugkarosserie korrekt zu positionierende Karosseriebauteil übertragen
werden. Dabei ist es besonders günstig,
dass die Bauteilkontaktfläche
des Formelements an eine Sollkontur des Karosseriebauteils formangepasst
ist, so dass selbiges mittels des Formelements in einem in Bezug
auf eine Anlagekrafteinleitung günstigen
Flächenbereich
an die Fahrzeugkarosserie gedrückt
werden kann unter Ausbildung eines befestigungsgünstigen Anlagekontakts. Ein „Anlagekontakt" kann hierbei direkt
zwischen den vorgesehenen Kontaktflächen des Karosseriebauteils
und der Fahrzeugkarosserie erzeugt werden oder – alternativ beziehungsweise
zusätzlich – zum Beispiel
zwischen einer Kleberzwischenschicht und einem der genannten Baueinheiten
(Karosseriebauteil, Fahrzeugkarosserie). Gegebenenfalls können zwischen
diesen Baueinheiten auch ein oder mehrere elastische Distanzstücke – beispielsweise
aus Gummi – als
Anschlagelemente angeordnet sein, um bei Herstellung eines entsprechenden Distanzstück-Anlagekontakts
eine wenigstens in Teil bereichen definierte Distanzstellung des
Karosseriebauteils relativ zur Fahrzeugkarosserie zu gewährleisten,
zum Beispiel zur Bildung eines höhendefinierten
Zwischenraumes zur befestigungsgünstigen Aufnahme
einer Klebstoffschicht.
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Mit
Vorteil entspricht die Kontur der Bauteilkontaktfläche des
Formelements der Außenflächenkontur
eines fertig montierten Karosseriebauteils. Hierdurch wird gewährleistet,
dass das in Anlagekontakt mit der Fahrzeugkarosserie stehende Karosseriebauteil
mittels des Formelements formkorrekt positioniert wird und somit
eine zuverlässige
Befestigung desselben Karosseriebauteils an der Fahrzeugkarosserie
möglich
ist. Dabei kann es gegebenenfalls ausreichend sein, dass die Bauteilkontaktfläche des
Formelements lediglich einer Teilkontur der Außenfläche des fertig montierten Karosseriebauteils
entspricht.
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Das
Formelement ist vorzugsweise verstellbar und/oder austauschbar im
Positioniermechanismus angeordnet zur Konturanpassung des Montagewerkzeugs
an geometrisch unterschiedliche Ausführungen des Karosseriebauteils.
Somit ist es möglich, mit
demselben Montagewerkzeug geometrisch unterschiedliche Karosseriebauteile
an eine zugehörige Fahrzeugkarosserie
zu positionieren und gegebenenfalls zu befestigen. Es muss somit
nicht für
jede Ausführung
eines Karosseriebauteils ein gesondertes Montagewerkzeug vorgesehen
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
der Positioniermechanismus eine Mehrzahl an zueinander beabstandet
angeordneten Formelementen auf. Die Formelemente können an
befestigungskritischen Stellen des Karosseriebauteils angeordnet sein,
um die Ausbildung eines vollständig
korrekten Anlagekontakts zwischen Karosseriebauteil und Fahrzeugkarosserie
zu gewährleisten.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein Formelement relativ
zu einem Formelement-Trägersystem
lageverschiebbar und/oder lageverschwenkbar. Dies ermöglicht eine
handhabungsfreundliche Geometrieanpassung der Formkontaktfläche des
Montagewerkzeugs, die aus den Bauteilkontaktflächen des Formelements besteht,
an die Außenflächenkontur
des Karosseriebauteils (Bauteil-Sollkontur). Dabei entspricht die
Bauteil-Sollkontur
während
des Montageverfahrens vorzugsweise der Idealkontur des fertig montierten
Karosseriebauteils. Ferner kann gegebenenfalls ein jeweiliges Formelement
in eine aktive Montageposition oder in eine inaktive Ruheposition
gebracht werden, so dass auch auf diese Weise eine geometrische
Formanpassung des Montagewerkzeugs hinsichtlich in aktive Einsatzstellung
positionierbarer Formelemente möglich
ist.
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Das
Formelement-Trägersystem
enthält
vorteilhafterweise eine Werkzeug-Trägereinheit, an welcher die
Formelemente befestigt sind und die ihrerseits schwimmend an einer
Trägereinheit
der Handhabungseinrichtung gelagert ist, wobei die schwimmende Lagerung
aktivierbar und deaktivierbar ist. Die schwimmende Lagerung dient
dazu, eine Autozentrierung der Werkzeug-Trägereinheit
und somit der Formelemente und gegebenenfalls weiterer Funktionselemente,
wie zum Beispiel Greifelemente, zu geeigneten Montagezeitpunkten
zu gewährleisten.
Das Montagewerkzeug kann hierzu gegebenenfalls mit einem Ausrichtsystem,
beispielsweise in Form eines vorstehenden Anlageelements, versehen sein.
Die schwimmende Lagerung kann ferner aktiviert und damit wirksam
werden insbesondere bei durchzuführenden
Befestigungs- beziehungsweise Verbindungsverfahren, bei welchem
eine Relativbewegung zwischen dem Karosseriebauteil und der Handhabungseinrichtung
erforderlich ist.
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Mit
Vorteil sind die Formelemente mittels mindestens eines Federelement
mit der Werkzeug-Trägereinheit
verbunden, beispielsweise in Form eines Federhebels. Durch die gefederte
Anbindung der Formelemente an die Werkzeug-Trägereinheit wird die Herstellung
eines erwünschten
Berührungskontakts
während
des Positioniervorgangs zwischen dem Karosseriebauteil und den Formelementen
auch bei bestehenden Form- und/oder Lageto leranzen des Karosseriebauteils
beziehungsweise der Fahrzeugkarosserie ermöglicht. Dabei stellt sich der Berührungskontakt
selbständig
vorzugsweise auf der gesamten Bauteilkontaktfläche des jeweiligen Formelements
ein.
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Die
Werkzeug-Trägereinheit
und die Trägereinheit
der Handhabungseinrichtung können
jeweils als ein sich in Längsrichtung
und Querrichtung des Montagewerkzeugs erstreckender Rahmen ausgebildet
sein. Das Montagewerkzeug ist hierdurch hinreichend formstabil ausgebildet
und gewährleistet gleichzeitig
eine flexible Lageanpassung der Formelemente an die Außenflächenkontur
des zu montierenden Karosseriebauteils.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
sind mindestens zwei Formelemente miteinander verbunden unter Ausbildung
einer Formelementgruppe, wobei mittels einer geeigneten Verstellbewegung
der Formelementgruppe ein Formelement in eine aktive Betriebsstellung
und das andere Formelement in eine passive Ruhestellung positionierbar
ist. Dabei kann die Verstellbewegung der Formelementgruppe eine
Schwenkbewegung und/oder eine Hubbewegung sein. Die Verstellbewegung
kann automatisiert oder manuell eingeleitet werden. Somit kann mittels
einer Positionierung zugehöriger
Formelemente in ihre jeweils aktive Betriebsstellung ein zugehöriges Karosseriebauteil
mittels des Montagewerkzeugs korrekt relativ zu einer Fahrzeugkarosserie
positioniert werden, wobei mittels einer geeigneten Verstellbewegung
der jeweiligen Formelementgruppe mit demselben Montagewerkzeug auch
eine Karosseriebauteilversion mit veränderter Außenflächengeometrie korrekt positioniert
werden kann zur Herstellung eines definierten Anlagekontakts mit
einer zugehörigen
Fahrzeugkarosserie.
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Mit
Vorteil sind die eine Formelementreihe bildenden Formelemente zueinander
in einer bauteilkonformen Längsrichtung
und/oder in einer bauteilkonformen Querrichtung angeordnet. Die
Anordnung der Formelemente relativ zum Karosseriebauteil kann in
Abhängigkeit
der Bauteilgeometrie und/oder von Anforderun gen an die Verbindung
des Karosseriebauteils mit der Fahrzeugkarosserie festgelegt sein,
gegebenenfalls auch für
jede Bauteilvariante unterschiedlich. Die Formelemente sind insbesondere
in einem oder mehreren Bauteilrandbereichen angeordnet, da in diesen
Bereichen in der Regel die Befestigung des Karosseriebauteils an
die Fahrzeugkarosserie erfolgt.
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Die
Formelemente sind vorzugsweise Anschlagelemente zur Erzeugung einer
definierten Kleberraupen-Verpressungskraft bei Herstellung eines Flächenkontakts
zwischen der Bauteilkontaktfläche und
der Außenfläche des
mit der Fahrzeugkarosserie klebzuverbindenden Karosseriebauteils.
Zur Herstellung einer korrekten Klebverbindung zwischen dem Karosseriebauteil
und der Fahrzeugkarosserie ist es von Bedeutung, dass ein klebegünstiger
Anlagekontakt zwischen den genannten Verbindungsteilen erzeugt wird.
Bei Klebverbindungen ist es wichtig, die Kleberraupen zwischen dem
Karosseriebauteil und der Fahrzeugkarosserie gleichmäßig zu verpressen, so
dass eine hinreichend große
Klebkraft zwischen den zu verbindenden Teilen wirken kann. Dies
wird durch die geeignet angeordneten und an die jeweilige Kontur
des Karosseriebauteils angepassten Formelemente zur Herstellung
eines günstigen
Anlagekontakts zwischen den zu verbindenden Teilen gewährleistet.
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Das
Montagewerkzeug kann einen Verstellmechanismus aufweisen zur automatisierten
Konturanpassung der Bauteilkontaktfläche durch Einnahme einer definierten
aktiven Betriebsposition. Gegebenenfalls kann der Verstellmechanismus
mit einem Karosseriebauteil-Erkennungssystem des Montagewerkzeugs
operativ verbunden sein. Dies ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Montage
von geometrieunterschiedlichen Karosseriebauteilen mittels einem
geeignet angepassten Montagewerkzeug.
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Mit
Vorteil ist der Greifmechanismus als Sauggreifmechanismus ausgebildet.
Ein Sauggreifsystem zu Montagezwecken ist an sich bekannt und wird
zuverlässig
zum sicheren Greifen und Positionieren verschiedenster Karosseriebauteile
eingesetzt.
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Das
Montagewerkzeug kann vorteilhaft als Dachmodul-Montagewerkzeug eingesetzt
werden. Insbesondere in der Modulbauweise im Fahrzeugbau kommen
formunterschiedliche Bauteilversionen zum Einsatz, so dass das erfindungsgemäße Montagewerkzeug
besonders flexibel einsetzbar ist. Dabei sind zur Befestigung eines
Dachmoduls an einer Fahrzeugkarosserie immer häufiger auch Klebverbindungen
vorgesehen. Das Montagewerkzeug ist ferner auch zur Positionierung
von Glasdachmodulen an einer Fahrzeugkarosserie geeignet. Die Formelemente
sind vorteilhaft aus einem flächenschonenden Material
gefertigt zur Verhinderung unerwünschter Montagebeschädigungen
beispielweise einer lackierten und somit besonders sensiblen Modulaußenfläche.
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Ferner
wird die Aufgabe gelöst
durch eine Handhabungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
17, wobei die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung
als Montageroboter ausgebildet ist. Der Einsatz von Montagerobotern
in der Fahrzeugherstellungsindustrie ist bekannt, so dass zum Einsatz
des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs nicht
auf neuartige Handhabungseinrichtungen zurückgegriffen werden muss. Mittels
eines einzigen Montageroboters können
bei Einsatz des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs
eine Vielzahl an unterschiedlichen Bauvarianten von Karosseriebauteilen zuverlässig an
eine jeweils zugehörige
Fahrzeugkarosserie positioniert beziehungsweise montiert werden.
Alternativ ist es allerdings auch denkbar, ein Karosseriebauteil
wenigstens teilweise manuell mittels des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs
an eine Fahrzeugkarosserie zu positionieren.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.
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Die
Erfindung wird anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Perspektivdarstellung eines Teils des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs;
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2 eine
weitere schematische Perspektivdarstellung eines Teils des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs
gemäß 1;
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3 eine
weitere schematische Perspektivdarstellung eines Teils des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs
in der 2;
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4 eine
schematische Seitenansicht auf ein teilweise dargestelltes, erfindungsgemäßes Montagewerkzeug
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
während
eines Betriebseinsatzes;
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5 eine
schematische Vorderansicht auf einen Teil des Montagewerkzeugs der 4;
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6 eine
schematische Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug entsprechend
einer dritten Ausführungsform;
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7 eine
schematische Vorderansicht auf das erfindungsgemäße Montagewerkzeug der 6;
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8 eine
schematische Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug gemäß einer
vierten Ausführungsform;
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9 eine
schematische Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug entsprechend
einer fünften
Ausführungsform;
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10 eine
schematische Detaildarstellung eines Formelements eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs;
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11 eine
schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs entsprechend
einer sechsten Ausführungsform;
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12 eine
schematische Seitenansicht eines Formelements eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs
und
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13 eine
schematische Vorderansicht des Formelements der 12.
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Die 1 bis 3 zeigen
unterschiedliche perspektivische Teildarstellungen eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform,
das zum Positionieren eines Karosseriebauteils 14, beispielsweise
in Form eines Dachmoduls, an eine Fahrzeugkarosserie (nicht in den 1 bis 3 gezeigt)
dient. Dabei soll während
des Positioniervorgangs ein Anlagekontakt zwischen dem Karosseriebauteil 14 und
der Fahrzeugkarosserie hergestellt werden. Das Montagewerkzeug 10 ist
mit einem Positioniermechanismus 20 versehen, der zum Einleiten
einer Anlagekraft auf Abschnitte einer Außenfläche 15 des Karosseriebauteils 14 bei
Herstellung des Anlagekontakts geeignet ist. Hierzu enthält der Positioniermechanismus 20 eine
Mehrzahl an voneinander beabstandet angeordneten Formelementen 22.
Jedes Formelement 22 weist eine Bauteilkontaktfläche 24 auf,
die in Bezug auf eine Bauteil-Sollkonturform
angepasst ist. Hierbei wird unter Bauteil-Sollkontur die Kontur eines korrekt an
der Fahrzeugkarosserie fertigmontierten Karosseriebauteils 14 verstanden.
Die Formelemente 22 dienen zur Ausbildung eines befestigungsgünstigen
Anlagekontakts zwischen dem Karosseriebauteil 14 und der
Fahrzeugkarosserie während
der Bauteilmontage an der Fahrzeugkarosserie. Das Montagewerkzeug 10 enthält ferner
ein Formelement-Trägersystem 26 (siehe 2 und 3),
das eine Werkzeug-Trägereinheit 28 aufweist,
an welcher die Formelemente 22 unter Zwischenschaltung
eines jeweiligen Federelements 34 in Form eines Federhebels befestigt
sind.
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Das
in den 1 bis 3 dargestellte Montagewerkzeug 10 enthält zwei
Formelementgruppen 40, die jeweils zwei Formelemente 22 mit
zueinander unterschiedlichen Bauteilkontaktflächen 24 aufweisen.
Eine Formelementgruppe 40 ist dabei um die Drehachse 46 (siehe 1 und 2)
gemäß dem dargestellten
Drehdoppelpfeil 48 derart verschwenkbar, dass ein aktives
Formelement 42 in einer definierten Betriebsposition und
das andere nicht aktive Formelement 44 in einer definierten
Ruheposition angeordnet ist. Die zweite Formelementgruppe 40 ist dagegen
gemäß Doppeldrehpfeil 50 (siehe 2 und 3)
um eine geeignete Drehachse schwenkbar, so dass auch hier ein aktives
Formelement 42 in einer definierten Betriebsposition und
ein nicht aktives Formelement 44 in einer definierten Ruheposition
angeordnet ist. Bei entsprechender Verschwenkung der Formelementgruppen 40 kann
somit jeweils eines der zwei miteinander verbundenen Formelemente 22 in
eine aktive Betriebsposition oder in eine inaktive Ruheposition
gebracht werden. Somit ist es möglich,
das Montagewerkzeug 10 an geometrisch unterschiedliche
Ausführungen
des Karosseriebauteils 14 geeignet konturanzupassen. Ferner
ist es nach einer weiteren Ausführungsform
zusätzlich
oder alternativ möglich,
die zweite Formelementgruppe 40 gemäß dem gestrichelten Doppelpfeil 51 (siehe 3)
entlang der Werkzeug-Trägereinheit 28 zu verschieben,
wobei in diesem Fall die zweite Formelementgruppe 40 aus
zwei stets aktiven Formelementen 22 besteht, die winkelförmig zueinander
angeordnet sind und zur Positionierung beispielsweise einer kurzen
beziehungsweise langen Ausführungsform
eines Karosseriebauteils 14 entsprechend lageverstellt
werden. Gegebenenfalls können
auch weitere in Längs-
und/oder Querrichtung angeordnete Formelemente 22 lageverstellbar
an der Werkzeug-Trägereinheit 28 befestigt
beziehungsweise austauschbar sein. Das in den 1 und 2 gestrichelt
dargestellte Formelement 22 entspricht somit dem aktiven
Formelement 42, wenn selbiges bei geeigneter Schwenkbewegung
der Formelementgruppe 40 um die Drehachse 46 in
die definierte Ruhestellung geschwenkt wird, während das in den 1 und 2 dargestellte
nicht aktive Formelement 44 dann in der definierten Betriebsstellung
steht. Eine derartige Verstellung der Formelementgruppe 40 kann
mittels eines Verstellmotors 52 (siehe 3)
beispielsweise in Form eines Elektromotors automatisiert erfolgen.
Die Trägereinheit 28 des
Montagewerkzeugs 10 gemäß den 1 bis 3 ist
unter Zwischenschaltung einer schwimmenden Lagerung 32 mit
einer geeigneten Handhabungseinrichtung (nicht in den 1 bis 3 dargestellt)
verbindbar. Dabei ist die schwimmende Lagerung 32 mittels
eines geeigneten Systems aktivierbar und deaktivierbar, wobei bei
einer Deaktivierung die Trägereinheit 28 des
Montagewerkzeugs 10 bewegungssteif mit der Handhabungseinrichtung
verbunden ist.
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Die 4 und 5 zeigen
ein sich im Einsatz befindendes, erfindungsgemäßes Montagewerkzeug 10 entsprechend
einer zweiten Ausführungsform.
In den 3 und 4 ist ein Greifmechanismus 18 des
Montagewerkzeugs 10 dargestellt, der als Sauggreifmechanismus
ausgebildet ist. Der Sauggreifmechanismus enthält eine Mehrzahl an Sauggreifern,
die ebenfalls voneinander beabstandet an der Werkzeug-Trägereinheit 28 befestigt
sind. Die Trägereinheit 28 ist
mittels der schwimmenden Lagerung 32 mit einer Trägereinheit 30 einer
Handhabungseinrichtung 12, beispielsweise in Form eines Montageroboters
verbunden. Die Formelemente 22 sind voneinander beabstandet
in Längsrichtung
gemäß Doppelpfeil 36 (4)
und in Querrichtung gemäß Doppelpfeil 38 (5)
entlang eines Randbereichs des Karosseriebauteils 14 in
Form eines Dachmoduls angeordnet. Das Dachmodul 14 wird
mittels der Sauggreifer des Greifmechanismus 18 gehalten und
an die Fahrzeugkarosserie 16 positioniert unter Ausbildung
eines erwünschten
Anlagekontakts im Randbereich des Dachmoduls 14. Die Sauggreifer des
Greifmechanismus 18 können
an beliebigen Stellen mit dem Karosseriebauteil 14 zerstörungsfrei trennbar
verbunden sein.
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Das
Montagewerkzeug 10 gemäß den 4 und 5 ist
ferner mit einem mit der Trägereinheit 30 der
Handhabungseinrichtung 12 verbundenen Spannmechanismus 54 versehen,
mittels welchem in Kooperation mit dem Greifmechanismus 18 und
dem Positioniermechanismus 20 bei aktivierter schwimmender
Lagerung 32 das vorpositionierte Dachmodul 14 an
die Fahrzeugkarosserie 16 gedrückt werden kann zur Herstellung
eines korrekten Anlagekontakts in den Randbereichen des Dachmoduls 14 mit
der Fahrzeugkarosserie 16. Hierzu ist der Spannmechanismus 54 gemäß Doppelpfeil 56 bei
aktivierter schwimmender Lagerung 32 relativ zum Montagewerkzeug 10 bewegbar.
Der Spannmechanismus 54 ist in den 4 und 5 in
einer aktiven Betriebsstellung dargestellt, jedoch ist er um eine
geeignete Schwenkachse bei Bedarf in eine Ruhestellung drehbar,
in welcher der Spannmechanismus 54 keine Behinderung während einer
Vorpositionierung des Karosseriebauteils 14 in einen Nahbereich
der Fahrzeugkarosserie 16 darstellt. Die weitere konstruktive Ausgestaltung
und Funktionsweise des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs 10 der 4 und 5 entspricht
derjenigen der Ausführungsform
der 1 bis 3. Dabei sind einzelne beschriebene Unterscheidungsmerkmale
der jeweiligen Ausführungsformen
gegebenenfalls auf die entsprechend andere Ausführungsform übertragbar.
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Die 6 und 7 zeigen
eine Längs-
beziehungsweise eine Queransicht eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs 10 entsprechend
einer möglichen
Ausführungsform.
Das Montagewerkzeug 10 enthält hier eine rahmenförmige Werkzeug-Trägereinheit 28,
die mittels einer schwimmenden Lagerung 32 mit einer ebenfalls
rahmenförmigen
Trägereinheit 30 einer
Handhabungseinrichtung 12 verbunden ist. Dabei entspricht
die X-Richtung der Längsrichtung
des Montagewerkzeugs 10 beziehungsweise des Karosseriebauteils 14 (Doppelpfeil 36 in 6),
während
die Y-Richtung in 7 der Querrichtung des Montagewerkzeugs 10 beziehungsweise
des Karosseriebauteils 14 (Doppelpfeil 38) entspricht.
Die in den 6 und 7 dargestellte
Z-Richtung ist parallel zur Zustellrichtung des mittels des Montagewerkzeugs 10 und
der Handhabungseinrichtung 12 mit der Fahrzeugkarosserie 16 in
Anlagekontakt zu bringenden Karosseriebauteils 14 (siehe
auch 1 bis 5). Bei dieser dritten Ausführungsform
sind die Formelemente 22 austauschbar an der Werkzeug-Trägereinheit 28 befestigt
unter Zwischenschaltung eines jeweiligen Federhebels 34.
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Die 8 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs 10,
das ein gemäß Doppelpfeil 36 lageverschiebbares
Formelement 22 aufweist. Dieses Formelement 22 befindet
sich in einer ersten aktiven Betriebsstellung (aktives Formelement 42)
und kann bei Bedarf gemäß Doppelpfeil 36 (in 8 nach
rechts) in eine zweite aktive Betriebsstellung entsprechend der
gestrichelten Darstellung bewegt werden. Durch diese Verlagerung
des Formelements 22 wird eine Konturveränderung der Gesamtkontaktfläche des
Montagewerkzeugs 10 erzielt zur Anpassung derselben Gesamtkontaktfläche an eine
entsprechend konturveränderte
Außenfläche eines
Karosseriebauteils 14, beispielsweise einer Variante eines
Fahrzeug-Dachmoduls.
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In 9 ist
ein fünftes
Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs 10 dargestellt,
das zwei Formelementgruppen 40 aufweist, die jeweils gemäß Doppeldrehpfeil
56 um eine zugehörige
Drehachse 58 verschwenkbar sind, so dass ein aktives Formelement 42 in
einer Betriebsposition und ein nicht aktives Formelement 44 in
einer Ruhestellung positioniert ist. Somit ist das Montagewerkzeug 10 gemäß dieser
fünften
Ausführungsform mit
Formelementen 22 versehen, die relativ zu der Werkzeug-Trägereinheit 28 unter
Zwischenschaltung eines zugehörigen
Federhebels 34 lageverschwenkbar sind.
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Dabei
erstreckt sich die Schwenkbewegung der Formelementgruppe 40 um
ca. 90°.
In 10 ist eine alternative Formelementgruppe 40 dargestellt, die
ebenfalls in dem Montagewerkzeug 10 der 9 zum
Einsatz kommen kann. Auch diese Formelementgruppe 40 ist
durch zwei Formelemente 22 gekennzeichnet, die miteinander
drehsteif verwunden sind und gemäß Doppeldrehpfeil 56 um
die Drehachse 58 lageverschwenkbar sind. Dabei erstreckt
sich die Schwenkbewegung der Formelementgruppe 40 der 10 um
einen Winkel von ca. 180°.
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11 zeigt
eine sechste alternative Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs 10,
das eine Mehrzahl an Formelementen 22 aufweist, die gemäß den dargestellten
Doppelpfeilen 60 hubbewegbar sind und somit jeweils aus einer
aktiven Betriebsstellung in eine inaktive Ruhestellung beziehungsweise
aus einer inaktiven Ruhestellung in eine aktive Betriebsstellung
bewegt werden können.
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Die 12 und 13 zeigen
eine mittels einer Hubbewegung verstellbare, alternative Formelementgruppe 40.
Die Formelementgruppe 40 enthält zwei rechenförmige und
ineinander verzahnt angeordnete Formelemente 22, die gemäß den Doppelpfeilen 60 jeweils
hubbewegbar sind, so dass ein Formelement 22 in eine aktive
Betriebsstellung (aktives Formelement 42) und das andere
Formelement 22 in eine inaktive Ruhestellung (nicht aktives
Formelement 44) positionierbar ist. Das Ausführungsbeispiel der 12 und 13 zeigt,
dass ein Formelement 22 auch eine Mehrzahl an voneinander
beabstandeten Bauteilkontaktflächen 24 aufweisen
kann.
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Vor
Benutzung des Montagewerkzeugs 10 wird selbiges gegebenenfalls
an die Bauteil-Sollkontur formangepasst mittels einer geeigneten
Verstellung und/oder eines geeigneten Austauschs eines oder mehrerer
Formelemente 22. Anschließend wird das Montagewerkzeug 10,
das mit einer Handhabungseinrichtung 12 beispielsweise
in Form eines Montageroboters verbunden ist, zu einem Karosseriebauteil 14 bewegt,
um selbiges mit Hilfe des Greifmechanismus 18 zerstörungsfrei
trennbar zu greifen und mittels der Handhabungseinrichtung 12 in
eine Montagestellung an eine Fahrzeugkarosserie 16 zu positionieren
unter Ausbildung eines definierten Anlagekontakts. Dabei kann während des
Transports des Karosseriebauteils 14 mittels der Handhabungseinrichtung 12 das
Karosseriebauteil 14 gegebenenfalls aufgrund der wirkenden
Schwerkraft von den Formelementen 22 beabstandet nach unten
hängen, wie
in 1 dargestellt, da das Karosseriebauteil 14 lediglich
durch den Greifmechanismus 18 insbesondere in Form von
einzelnen Sauggreifern gehalten wird. Bei Herstellung des Anlagekontakts
zwischen dem Karosseriebauteil 14 und der Fahrzeugkarosserie 16 kommen
die Bauteilkontaktflächen 24 eines
jeweiligen Formelements 22 mit der Außenfläche des Karosseriebauteils 14 in
Berührung,
da bei Aktivierung des Spannmechanismus 54 das Karosseriebauteil 14 an
die Fahrzeugkarosserie 16 angedrückt wird. Aufgrund der schwimmenden
Lagerung 32 werden bei Aktivierung des Spannmechanismus 54 die Formelemente 22 gegen
das sich in Montageposition befindende Karosseriebauteil 14 bewegt,
so dass die Bauteilkontaktflächen 24 der
Formelemente 22 die Einnahme einer Soll-Montagestellung
des Karosseriebauteils 14 an der Fahrzeugkarosserie 16 gewährleisten.
Im Falle einer Klebverbindung zwischen dem Karosseriebauteil 14 und
der Fahrzeugkarosserie 16 sorgt der Berührungskontakt der Formelemente 22 mit
der Außenfläche des
Karosseriebauteils 14 dafür, dass eine definierte Kleberraupen-Verpressungskraft in
das Karosseriebauteil 14 eingeleitet wird. Hierdurch wird
eine korrekte und zuverlässige
Klebverbindung zwischen dem Karosseriebauteil 14 und der Fahrzeugkarosserie 16 gewährleistet.
Die mittels der Federhebel 34 mit der Werkzeugträgereinheit 28 verbundenen
Formelemente 22 sind dabei geeignet, ge gebenenfalls vorliegende
Form- und/oder Lagetoleranzen des Karosseriebauteils 14 beziehungsweise der
Fahrzeugkarosserie 16 flexibel zu kompensieren aufgrund
einer entsprechenden Annäherungsbewegung
des Karosseriebauteils 14 an die Außenfläche 15 entgegen einer
federelastischen Rückstellkraft der
Federhebel 34. Die Bauteilkontaktflächen 24 der Formelemente 22 sorgen
ferner dafür,
dass relativ geringe spezifische Flächenkräfte beim Verpressen des Klebstoffs
in das Karosseriebauteil 14 eingeleitet werden und somit
keine hierdurch verursachte Beschädigungen am Karosseriebauteil 14 auftreten. Dies
kann von besonderer Bedeutung sein, wenn z. B. das Karosseriebauteil 14 an
seiner Außenfläche lackiert
oder ein Glasdachmodul ist.
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Das
Montagewerkzeug 10 ist flexibel einsetzbar für formunterschiedliche
Karosseriebauteile und vereinfacht somit die Montage von modulförmigen Karosseriebauteilvarianten.
Es sind mittels des Montagewerkzeugs 10 wirtschaftliche
und qualitätssichere
Montagekonzepte realisierbar, denn das Montagewerkzeug kann als
Kombinationswerkzeug in Verbindung mit traditionellen Einbaurobotern
in der Montage eingesetzt werden. Gegebenenfalls können auch
weitere Funktionen mittels des entsprechend modifizierten Montagewerkzeugs 10 ohne
erheblichen Mehraufwand erfüllt
werden, wie z. B. die Beklebfunktion eines Bauteils. Das Montagewerkzeug 10 ermöglicht somit
den maßhaltigen
Verbau von Karosseriebauteilen, wie zum Beispiel von Dachmodulen,
da die Soll-Geometrie eines Karosseriebauteils an den segmentierten
Formelementen 22 abgebildet werden kann.