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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine umkonfigurierbare Klemme und ein Verwendungsverfahren einer derartigen Klemme.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Klemmen werden ausgiebig dazu verwendet, Blechteile während der Fertigung von Blechteilen, gewöhnlich durch Punktschweißen zu Fahrzeugkarosserien oder Karosserieunterbaugruppen, örtlich festzulegen. Klemmen sind typischerweise für ein Fahrzeugkarosseriemodell und für einen Ort an diesem Karosseriemodell spezifisch. Somit kann die gleiche Klemme aufgrund von Außenblechabweichungen nicht an einem breiten Bereich von Fahrzeugkarosserien verwendet werden, selbst wenn allgemeine Ähnlichkeiten zwischen diesen vorhanden sind. Somit ist die Zahl von Fahrzeugkarosserievarianten, die an einem besonderen Karosseriemontageband gefertigt werden können, beschränkt.
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Eine umkonfigurierbare Klemme, die in der Lage ist, sich schnell an unterschiedliche Karosseriekonfigurationen anzupassen, erhöht die Anzahl von Karosserievarianten, die an einem besonderen Karosseriemontageband gefertigt werden können, und erhöht somit die Vielseitigkeit des Karosseriemontagebandes.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 020 898 A1 offenbart eine umkonfigurierbare Klemme in Form einer Greif- und Haltevorrichtung für Werkstücke, umfassend einen Klemmenkörper in Form eines Gehäuses, das eine Mehrzahl von Durchgangslöchern umfasst, die in dem Gehäuse ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von beweglichen Stiften in Form von Stößeln, die verschiebbar in den Durchgangslöchern in dem Gehäuse sitzen, wobei die Klemme durch eine Bewegung der beweglichen Stifte umkonfigurierbar ist, um sich an eine Oberflächengeometrie eines Objekts anzupassen.
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Die Druckschrift
US 2,790,361 A beschreibt eine Halterungsvorrichtung zum Tragen eines Werkstückes an einer Verarbeitungsmaschine. Ein Hülsenelement wird mit einem Ende federvorgespannt zur Anlage mit einem Werkstück gebracht, um dieses zu stützen. In einem ausgefahrenen Zustand, in welchem das äußerste Ende der Hülse das Werkstück abstützt, kann die Position des Hülsenelements mittels einer Verriegelung fixiert werden.
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Die
US 2005/0269756 A1 beschreibt eine umkonfigurierbare Klemme für ein flexibles Herstellungssystem. In einem Gehäuse befindliche Stifte werden in ihrer Längsrichtung aus dem Gehäuse heraus ausgefahren, um ein Werkstück abzustützen. Nach dem Ausfahren können unter Anpassung an die Kontur des zu stützenden Werkstücks die ausgefahrenen Stifte in ihrer Position verriegelt werden.
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Die Druckschrift
DE 11 2005 001 442 T5 beschreibt eine Schlagspindelvorrichtung für pneumatische Ratschenschlüssel, bei welcher eine Verriegelung verschiedener Ratschenstellungen über kugelförmige Verriegelungselemente erfolgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine umkonfigurierbare Klemme und ein Verwendungsverfahren dafür anzugeben, bei welchen bewegliche Stifte zur Anpassung an einer Oberflächengeometrie eines Objekts mit einfachen Mitteln besonders zuverlässig verriegelt werden können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer umkonfigurierbaren Klemme erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und bei einem Verwendungsverfahren für eine umkonfigurierbare Klemme erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es ist eine umkonfigurierbare Klemme vorgesehen, wobei die Klemme umfasst: einen Klemmenkörper, der eine Mehrzahl von Durchgangslöchern umfasst, die in dem Klemmenkörper ausgebildet sind; eine Mehrzahl von beweglichen Stiften, die verschiebbar in den Durchgangslöchern in dem Klemmenkörper sitzen; wobei die beweglichen Stifte ein abgeschrägtes Teilstück umfassen, um das Verriegeln der beweglichen Stifte zu ermöglichen; und wobei die Klemme durch eine Bewegung der Stifte umkonfigurierbar ist, um sich an eine Oberflächengeometrie eines Objekts mit beliebiger Form durch einen Kontakt mit diesem Objekt anzupassen. Die Klemme ist in der Lage, einer auf das Objekt aufgebrachten Last standzuhalten, und ermöglicht es, dass das Objekt starr abgestützt und gehalten werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die beweglichen Stifte in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Mittellinie des Klemmenkörpers ausgerichtet; die beweglichen Stifte weisen einen festgelegten Bewegungsbereich zwischen einer maximalen und einer minimalen Verschiebung in einer Richtung parallel zu einer Längsachse des beweglichen Stiftes auf; und die beweglichen Stifte können in einer Stellung in dem festgelegten Bewegungsbereich verriegelt werden. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst die umkonfigurierbare Klemme ferner eine geometrische Einrichtung, die als ein Bezugsort dient. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Ende von jedem der beweglichen Stifte eine gekrümmte Oberfläche. Die geklemmte Oberfläche ist als eine Reihe von diskreten Punkten dargestellt, die den Enden der Mehrzahl von Stiften entsprechen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst die umkonfigurierbare Klemme darüber hinaus einen Aktuator, der einen abgeschrägten Abschnitt in einer Richtung parallel zu der Mittellinie des Klemmenkörpers enthält; wobei der Aktuator durch eine Feder für eine Bewegung in einer Richtung parallel zu der Mittellinie des Klemmenkörpers vorgespannt ist, und wobei der Aktuator funktional mit einer Quelle verbunden ist, um eine Bewegung des Aktuators in einer Richtung parallel zu der Mittellinie des Klemmenkörpers zu ermöglichen, wenn der Aktuator gegen die Vorspannung der Feder verschoben ist. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist der Aktuator eine im Allgemeinen konische Form auf.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst die Klemme ferner: ein Verriegelungselement, das zumindest teilweise in dem Klemmenkörper angeordnet ist; und das Verriegelungselement ist zwischen dem abgeschrägten Teilstück der beweglichen Stifte und dem abgeschrägten Abschnitt des Aktuators angeordnet. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Verriegelungselement im Wesentlichen kugelförmig. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es drei Verriegelungselemente.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine mechanische Klemmung durch die Wechselwirkung des Verriegelungselements, des abgeschrägten Abschnitts des Aktuators und des abgeschrägten Teilstücks eines beweglichen Stifts erzeugt, was zu einer Konfiguration führt, die eine Bewegung des beweglichen Stifts in zumindest einer Richtung entlang der Längsachse des beweglichen Stiftes verhindert. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Klemme diese Konfiguration bei Fehlen einer jeden von außen aufgebrachten Kraft aufrechterhalten. Die Konfiguration ist ausgedehnt, um eine Bewegung aller beweglichen Stifte zu verhindern.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist der Aktuator zumindest teilweise in dem Klemmenkörper angeordnet; der Aktuator ist durch den Klemmenkörper für eine Bewegung im Wesentlichen in einer Richtung parallel zu der Klemmenmittellinie lose eingeschränkt; und der Aktuator ist seitlich beweglich, um variierende Stellungen des Verriegelungselements auszugleichen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind die beweglichen Stifte durch eine Stiftfeder in Richtung der maximalen Verschiebung der beweglichen Stifte durch eine Kraft vorgespannt, die nur ausreicht, um jegliche Reibung zwischen den beweglichen Stiften und den Durchgangslöchern in dem Klemmenkörper zu überwinden, wenn die beweglichen Stifte entriegelt sind. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung verhindert das Verriegelungselement eine Bewegung der beweglichen Stifte in die Durchgangslöcher in dem Klemmenkörper hinein gegen die Vorspannung der Stiftfedern, wodurch die beweglichen Stifte verriegelt sind.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann das Verriegelungselement eine Stellung annehmen, in der es mit zumindest einem der abgeschrägten Teilstücke der Mehrzahl von beweglichen Stiften in Kontakt ist, d. h. wenn die beweglichen Stifte in einer verriegelten Stellung sind. Das Verriegelungselement kann zumindest eine Stellung annehmen, in der es nicht mit zumindest einem der abgeschrägten Teilstücke der Mehrzahl von beweglichen Stiften in Kontakt ist, d. h., wenn die beweglichen Stifte in einer entriegelten Stellung sind.
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Es ist ein Verwendungsverfahren einer umkonfigurierbaren Klemme vorgesehen, wobei die umkonfigurierbare Klemme umfasst: einen Klemmenkörper mit einem äußersten Endpunkt in einer Richtung parallel zu einer Mittellinie der Klemme; eine Mehrzahl von beweglichen Stiften, die zumindest teilweise in dem Klemmenkörper angeordnet sind, wobei jeder der beweglichen Stifte eine Kontaktfläche aufweist; und eine Verriegelungseinrichtung, die zumindest teilweise in dem Klemmenkörper angeordnet ist, wobei die Verriegelungseinrichtung mechanisch klemmen kann, um eine Bewegung der beweglichen Stifte zu verhindern.
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Das Verfahren umfasst, dass: eine Betätigungskraft auf dem Klemmenkörper aufgebracht wird, um die Verriegelungseinrichtung in eine Stellung zu verschieben, in der sie eine Bewegung der beweglichen Stifte nicht verhindert; die Ausdehnung der beweglichen Stifte aus dem Klemmenkörper heraus ermöglicht wird, sodass sie eine stabile Stellung annehmen, in der die Kontaktfläche der beweglichen Stifte sich über den äußersten Endpunkt des Klemmenkörpers hinaus in einer Richtung parallel der Mittellinie der Klemme erstreckt; ein Objekt in Kontakt mit der Kontaktfläche der beweglichen Stifte gebracht wird, sodass die beweglichen Stifte in den Klemmenkörper hinein bis zu einer Ausdehnung getrieben werden, die durch die Geometrie des Objekts bestimmt wird, und ermöglicht wird, dass die Kontaktfläche der Stifte sich zumindest teilweise an die Oberflächengeometrie des Objekts anpasst.
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Das Verfahren umfasst darüber hinaus, dass: Fortgefahren wird, das Objekt in einer Richtung im Allgemeinen parallel zu der Mittellinie der Klemme zu bewegen, bis das Objekt mit dem äußersten Endpunkt des Klemmenkörpers in Kontakt gelangt; und das Objekt in Kontakt mit dem äußersten Endpunkt des Klemmenkörpers gehalten wird, während die Betätigungskraft weggenommen wird, und dadurch die Bewegung der Verriegelungseinrichtung zu einem Ort ermöglicht wird, an dem sie die Bewegung von zumindest einem der beweglichen Stifte mechanisch behindern wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass eine Klemmkraft auf das Objekt in einer Richtung parallel zu der Mittellinie der Klemme aufgebracht wird, um die Relativstellungen des Objekts und der Klemme fest aufrecht zu erhalten.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausfürlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine partielle oder fragmentarische Perspektivschnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme, wie sie nachstehend beschrieben wird, wobei der Aktuator und die Verriegelungselemente der Klarheit wegen schraffiert sind;
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2 ist eine Schnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme, genommen entlang der Ebene A-A, die in 1 gezeigt ist;
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3 ist eine partielle oder fragmentarische Schnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme, genommen im Allgemeinen entlang der Ebene des Papiers, wie es in 1 gezeigt ist;
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4 ist eine partielle oder fragmentarische Schnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme, genommen im Allgemeinen entlang der Ebene des Papiers, wie es in 1 gezeigt ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
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5 ist eine partielle oder fragmentarische Schnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme, genommen im Allgemeinen entlang der Ebene des Papiers, wie es in 1 gezeigt ist, gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist eine partielle oder fragmentarische Perspektivschnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme 10. 2 ist eine Schnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme 10, genommen entlang der Ebene A-A, die in 1 gezeigt ist, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Gegenstände beziehen. 3 ist eine partielle oder fragmentarische Schnittansicht der umkonfigurierbaren Klemme 10, genommen im Allgemeinen entlang der Ebene des Papiers, wie in 1 gezeigt ist, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Gegenstände beziehen.
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Wie in den 1–3 gezeigt ist, umfasst die umkonfigurierbare Klemme 10 einen Klemmenkörper 12. Die Klemme 10 umfasst eine Mehrzahl von beweglichen Stiften 14, die verschiebbar in Durchgangslöchern 16 sitzen, die in dem Klemmenkörper 12 ausgebildet sind. Die Mehrzahl von beweglichen Stiften 14 kann im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sein. Die beweglichen Stifte 14 umfassen ein abgeschrägtes Teilstück 18 und ein gerades Teilstück 20 mit gleichmäßigem Querschnitt. Die Klemme 10 ist an einer Basis 21 angebracht, wie in 3 gezeigt ist. Die bevorzugte Ausführungsform umfasst sechs bewegliche Stifte. Der Klarheit der Ansicht wegen sind in 3 nur drei bewegliche Stifte 14 gezeigt. Es kann jede geeignete Zahl von beweglichen Stiften innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung angewandt werden.
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Unter Bezugnahme auf 3 umfasst die Klemme 10 ferner eine geometrische Einrichtung, wie etwa einen festen Stift 22, der eine genaue Platzierung der Klemme 10 relativ zu einem geklemmten Objekt oder Körper, wie etwa einem Blechteil 24, ermöglicht. Die geometrische Einrichtung, kann, um eine präzise Platzierung zu ermöglichen, auch einstückig als Teil des Klemmenkörpers 12 gebildet sein. Das Ende 26 dieses festen Stiftes 22 dient als ein Bezugsort, der in der Lage ist, den Ort des geklemmten Blechteils 24 in dem Bezugsrahmen des Werkzeugs zu identifizieren und somit den Arbeitsort der Klemme 10 zu spezifizieren.
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Die beweglichen Stifte 14 sind in einer Richtung parallel zu der Mittellinie C-C des Klemmenkörpers 12 ausgerichtet. Jeder der beweglichen Stifte 14 ist zu einer individuellen Bewegung ohne eine Bewegung irgendeines anderen Stiftes einzuleiten, in der Lage. Die Durchgangslöcher 16 gewähren einen ausreichenden Zwischenraum, um eine Längsbewegung zwischen einer oberen und unteren Grenze oder eine maximale und minimale Verschiebung zu gestatten, während eine seitliche Bewegung oder eine Bewegung orthogonal zu der langen Achse des beweglichen Stifts 14 verhindert wird. Somit ist jeder der beweglichen Stifte 14 zu einem festgelegten Bewegungsbereich in einer Richtung parallel zu seiner langen oder Längsachse L-L in der Lage. Die beweglichen Stifte 14 können in dem festgelegten Bewegungsbereich in jede gewünschte Stellung verschoben und in dieser Stellung verriegelt werden.
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Jeder der Mehrzahl von beweglichen Stiften 14 kann verriegelt sein, um eine Längsbewegung zu unterbinden, und entriegelt sein, um eine Längsbewegung zu gestatten. Wenn sie entriegelt sind, sind die beweglichen Stifte 14, beispielsweise durch eine Stiftfeder 28, wie in 3 gezeigt ist, in Richtung ihrer oberen Grenze oder maximalen Verschiebung durch eine Kraft vorgespannt, die nur ausreicht, um jegliche Reibung zwischen den beweglichen Stiften 14 und den Durchgangslöchern 16 zu überwinden.
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Wie es in den 1–3 gezeigt ist, umfasst die umkonfigurierbare Klemme 10 ferner einen Aktuator 30, der einen abgeschrägten Abschnitt 32 aufweist. Der Aktuator 30 kann ein konisches Element sein oder eine im Allgemeinen konische Form aufweisen. Der Aktuator 30 ist zu einer Bewegung in der durch Pfeil 34 angegebenen Richtung in der Lage, wenn er durch einen Betätigungsstab 36 gegen das Drangen einer Aktuatorfeder 38 verschoben wird. Der Betätigungsstab 36 kann funktional mit einer geeigneten hydraulischen, mechanischen oder elektromechanischen Einrichtung, wie einem Luftzylinder, einem Hebel, einem Motor oder einem Solenoid (nicht gezeigt) verbunden und von diesem angetrieben sein.
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Wie in den 1–3 gezeigt ist, umfasst die umkonfigurierbare Klemme 10 ein Verriegelungselement 40, das zwischen dem abgeschrägten Teilstück 18 an dem beweglichen Stift 14 und dem abgeschrägten Abschnitt 32 an dem Aktuator 30 eingeschränkt ist, um eine mechanische Klemmung zwischen dem beweglichen Stift 14 und dem Aktuator 30 bereitzustellen. In 1 sind der Aktuator 30 und die Verriegelungselemente 40 schraffiert. Der Klarheit wegen sind die nachstehend beschriebenen Federn (die Stiftfeder 28, die Aktuatorfeder 38 und die Verriegelungsfeder 44) in der partiellen oder fragmentarischen Schnittperspektivansicht von 1 nicht gezeigt.
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Das Verriegelungselement 40 kann im Wesentlichen kugelförmig sein. Das Verriegelungselement 40 kann gehärtet sein. Unter Bezugnahme auf die 2–3 verhindert das Verriegelungselement 40 eine Bewegung der beweglichen Stifte 14 in die Durchgangslöcher 16 hinein gegen das Drängen der Stiftfeder 28, wodurch der bewegliche Stift 14 verriegelt wird. Wie es oben festgestellt wurde, ist die Stiftfeder 28 derart gewählt, dass nur eine ausreichende Kraft geliefert wird, um jegliche Reibung oder jeglichen anderen Widerstand gegenüber einer Bewegung des beweglichen Stiftes 12 in das Durchgangsloch 16 hinein zu überwinden. Die Verriegelungselemente 40 sind in Längsrichtung zu einer definierten Ebene durch Öffnungen 42 in dem Klemmenkörper 10 eingeschränkt und in Richtung der Mittellinienachse C-C des Klemmenkörpers 12 durch eine Verriegelungsfeder 44, in den 2–3 gezeigt, gedrängt. Die Verriegelungsfeder 44 ist optional; es können andere geeignete Alternativen verwendet werden.
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Die beweglichen Stifte 14 können dadurch entriegelt werden, dass der abgeschrägte Aktuator 30 gegen eine Aktuatorfeder 38 (in 3 gezeigt) verschoben wird, indem eine Aktion an dem abgeschrägten Aktuator 30 über eine geeignete externe Quelle vorgenommen wird. Es kann eine externe Quelle (nicht gezeigt), wie etwa eine hydraulische, mechanische oder elektromechanische Betätigungseinrichtung, wie etwa ein Luftzylinder, ein Hebel, ein Elektromotor oder ein Solenoid oder irgendeine andere geeignete Quelle, verwendet werden. Wenn der abgeschrägte Aktuator 30 verschoben wird, verliert er den Kontakt mit dem Verriegelungselement 40 und erzeugt nicht länger die mechanische Klemmung mit dem abgeschrägten Teilstück 18 des beweglichen Stiftes 14. Somit werden die beweglichen Stifte 14 so lange entriegelt bleiben, wie die externe Betätigungseinrichtung mit Leistung beaufschlagt bleibt.
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In dem entriegelten Zustand werden die einzelnen beweglichen Stifte 14 durch einzelne Stiftfedern 28 (in 3 gezeigt) gedrängt, um eine Konfiguration anzunehmen, in der sie bei Fehlen einer von außen aufgebrachten Last über die weiteste Ausdehnung des festen Stiftes 22 hinaus in einer Richtung im Allgemeinen parallel zu der Längsachse L-L der beweglichen Stifte 14 hervorragen. Der abschließende Ort der Enden 46 der beweglichen Stifte 14 wird durch die Form des Karosserie- oder Blechteils 14, das geklemmt werden soll, bestimmt und kann über- oder unterhalb der Spitze des festen Stiftes 22, in 3 gezeigt, liegen. Ein Karosserie- oder Blechteil 24, das sich dem Klemmenkörper 12 entlang einer Achse nähert, die im Allgemeinen der Längsachse L-L der beweglichen Stifte entspricht, wird zunächst mit einem beweglichen Stift 14 in Kontakt gelangen. Andere bewegliche Stifte 14 werden nacheinander oder gleichzeitig in Eingriff gelangen, bevor das Karosserie- oder Blechteil 24 mit dem festen Stift 22 in Kontakt gelangt.
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Die geklemmte Fläche ist als eine Reihe von diskreten Punkten, die den Enden 46 (in 3 gezeigt) der Mehrzahl von beweglichen Stiften 14 entsprechen, dargestellt. Die Enden 46 der beweglichen Stifte 14 sind zu einer Form geformt, die die Möglichkeit einer Beschädigung an dem Blechteil aufgrund von Dellen, Knicken oder Biegungen minimiert, und werden einer im Allgemeinen gekrümmten Form entsprechen, die gleichmäßig in die Fläche übergeht, die die Stiftoberfläche in der Längsrichtung definiert. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Querschnitt der beweglichen Stifte 14 in sowohl dem geraden Teilstück 20 als auch den abgeschrägten Teilstücken 18 im Allgemeinen kreisförmig. Jedoch können unterschiedliche Querschnitte innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung angewandt werden, wobei die Durchgangslöcher 16 eine Form aufweisen, die komplementär zu dem angewandten Querschnitt ist.
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Wie es oben festgestellt wurde, kann sich jeder der beweglichen Stifte 14 unabhängig von den anderen beweglichen Stiften 14 bewegen. Jeder bewegliche Stift 14 weist ein abgeschrägtes Teilstück 18 auf, dessen Breite entlang der Länge des Teilstücks variiert. Da jedes Verriegelungselement 40 an einem unterschiedlichen Ort mit dem abgeschrägten Teilstück 18 jedes beweglichen Stiftes 14 in Kontakt stehen kann, ist die Stellung des Verriegelungsstiftes 40 nicht fixiert. Somit wird der seitliche Ort von jedem der Verriegelungselemente 40 relativ zu der Mittellinienachse C-C, in 3 gezeigt, des Klemmenkörpers 12 von einem Punkt abhängen, an welchem das Verriegelungselement 40 mit dem abgeschrägten Teilstück 18 jedes einzelnen beweglichen Stiftes 14 in Kontakt steht. Der Aktuator 30 ist seitlich beweglich, um die variierenden Stellungen des Verriegelungselements 40 auszugleichen und somit einen Ort zu finden, sodass er auf alle drei Verriegelungselemente 40 wirkt. Somit ist der Betätigungsstab 36 nicht starr oder fest mit dem Aktuator 30 verbunden, sodass der Aktuator 30 eine gewisse seitliche Bewegungsfreiheit behält.
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Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die bevorzugte Ausführungsform drei Verriegelungselemente 40, um sicherzustellen, dass der Ort des Aktuators 30 relativ zu der Mittellinienachse C-C des Klemmenkörpers 12 eindeutig definiert ist. Es gibt sechs bewegliche Stifte 14 in der bevorzugten Ausführungsform, somit steht jedes der Verriegelungselemente 40 mit zweien der beweglichen Stifte 14 in Kontakt, wie es in 2 gezeigt ist. Es können variable Kombinationen von Zahlen von beweglichen Stiften und Verriegelungselementen angewandt werden. Wie es in 3 gezeigt ist, weist das Verriegelungselement 40 in der Kontaktebene zwischen dem abgeschrägten Teilstück 18 des beweglichen Stiftes 14 und dem Aktuator 30 einen im Allgemeinen kreisförmigen Querschnitt auf. Da darüber hinaus ein Punktkontakt auftreten wird, werden es drei Kontaktpunkte ermöglichen, dass das Verriegelungselement 40 einen eindeutigen Ort erreicht, sodass Druck von dem Aktuator 30 übertragen und gleichmäßig gegen die abgeschrägten Teilstücke 18 der zwei einzelnen beweglichen Stifte 14 aufgebracht werden kann, wie es durch den Kontakt zwischen dem Verriegelungselement 40A und den abgeschrägten Teilstücken 18 der beweglichen Stifte 14A und 14B, wie es in 2 gezeigt ist, veranschaulicht ist.
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Arbeitsweise
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Im entriegelten Zustand wird die Beaufschlagung des Betätigungsstabes 36 durch eine hydraulische, mechanische oder elektromechanische Einrichtung mit Leistung, um den Aktuator 30 in der Richtung des Pfeils 14 gegen das Drängen der Aktuatorfeder 38 zu verschieben, es ermöglichen, dass die Verriegelungselemente 40 sich in Richtung der Mittellinie C-C des Klemmenkörpers 12 unter dem Drängen der Verriegelungsfeder 44, in den 2–3 gezeigt, zu verschieben. Dies beseitigt die Klemmung zwischen dem abgeschrägten Teilstück 18 der beweglichen Stifte 14 und dem abgeschrägten Abschnitt 32 des Aktuators 30, wodurch ermöglicht wird, dass sich die beweglichen Stifte 14 unter dem Drangen einer jeweiligen Stiftfeder 28 in ihre maximale zulässige Ausdehnung in der Richtung von Pfeil 34 (in 3 gezeigt) bewegen. Die Verriegelungselemente 40 können bei Fehlen einer Verriegelungsfeder 44 auch zwischen dem Aktuator 30 und den beweglichen Stiften 14 eingefangen sein.
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Im Betrieb wird ein Objekt oder Körper, wie etwa das Blechteil 24, das in 3 gezeigt ist, geeignet zu dem Klemmenkörper 12 orientiert und in Richtung des Klemmenkörpers 12 entlang einer Achse vorgerückt, die vorzugsweise im Allgemeinen der Längsachse L-L der beweglichen Stifte 14 entspricht, wo es mit zumindest einem der entriegelten beweglichen Stifte 14 in Kontakt gelangen wird. Das Objekt oder der Körper der gewünschten Form kann aus irgendeinem geeigneten Material zusammengesetzt sein, beispielsweise eine Blechtafel oder ein fester Körper, in den die Form des Blechs eingearbeitet worden ist. Die Achse des Vorrückens des Blechteils 24 sollte derart sein, dass der Kontaktpunkt 48 des festen Stiftes 22 mit dem Blechteil 24 an einem vorbestimmten Ort des Teils, der vorzugsweise ein Ort einer minimalen örtlichen Krümmung ist, örtlich festgelegt ist. Alternativ können die Bewegungen des Klemmenkörpers 12 und des Blechteils 24 derart ausgetauscht sein, dass das Blechteil 24 fest ist und der Klemmenkörper 12 in Richtung des Blechteils 24 entlang einer Achse bewegt wird, die im Allgemeinen der Langsachse L-L der beweglichen Stifte 14 entspricht.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird nach einem ersten Kontakt zwischen dem Blechteil 24 und zumindest einem der beweglichen Stifte 14 das Blechteil 24 mit Bezug auf den Klemmenkörper 12 weiter vorgerückt werden, und wird die beweglichen Stifte 14 in den Klemmenkörper 12 hinein verschieben. Das Blechteil 24 wird weiter mit zusätzlichen beweglichen Stiften 14 in Kontakt gelangen und diese verschieben, bis das Blechteil 24 mit dem festen Stift 22 in Kontakt gelangt und die Relativbewegung zwischen dem Blechteil 24 und dem Klemmenkörper 12 aufhört. Vorzugsweise an dem Punkt, an dem ein Kontakt zwischen dem Blechteil 24 und dem festen Stift 22 erfolgt, wird das Blechteil 24 mit allen der Mehrzahl von beweglichen Stiften 14 in Kontakt stehen.
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Nachdem ein Kontakt zwischen dem festen Stift 22 und dem Blechteil erfolgt ist, werden die beweglichen Stifte 14 in ihrer Stellung verriegelt, indem Leistung von der externen hydraulischen, mechanischen oder elektromechanischen Betätigungseinrichtung weggenommen wird, wodurch ermöglicht wird, dass der Aktuator 30 unter dem Drängen seiner Aktuatorfeder 38 (in 3 gezeigt) jedes Verriegelungselement 40 bewegt und vollständig mit diesem in Kontakt gelangt. Die Verriegelungselemente 40 wiederum werden in Kontakt mit einem abgeschrägten Teilstück 18 an zumindest einem beweglichen Stift 14 angetrieben. Dies wird zu einer mechanischen Klemmung zwischen einem beweglichen Stift 14 und einem jeweiligen Verriegelungselement 40 führen und eine weitere Bewegung des beweglichen Stifts 14 in den Klemmenkörper 12 hinein verhindern. Indem der Aktuator 30 in seine Verriegelungsstellung bewegt wird, werden die beweglichen Stifte 14 verriegelt und sind in der Lage, einer Last von außen standzuhalten, die in einer Richtung im Allgemeinen parallel zu der Längsachse L-L der beweglichen Stifte 14 aufgebracht wird, die ansonsten dazu führen würde, dass die beweglichen Stifte 14 tiefer in den Klemmenkörper 12 hinein verlagert werden würden.
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Somit wird die Platzierung des Blechteils 24 gegen den festen Stift 22, während der Betätigungsstab 36 fortfährt, auf den Aktuator 30 zu wirken und diesen gegen die Aktuatorfeder 38 zu drängen, die Verschiebung der beweglichen Stifte 14 gegen das Drangen der Stiftfeder 28 in einer Richtung entgegengesetzt zu der, die durch Pfeil 34 angedeutet ist, bis zu einer Ausdehnung ermöglichen, die von der Geometrie des Blechteils 24 abhängt (in 3 gezeigt). Das Beenden der Wirkung des Betätigungsstabes 36 auf den Aktuator 30 durch Umkehren der Wirkung der hydraulischen, mechanischen oder elektromechanischen Einrichtung wird es ermöglichen, dass die Aktuatorfeder 38 den Aktuator 30 in einer Richtung entgegengesetzt zu der verschiebt, die durch Pfeil 34 angedeutet ist, wodurch die Verriegelungselemente 40 zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 32 an dem Aktuator 30 und dem abgeschrägten Teilstück 18 an den beweglichen Stiften 14 eingefangen werden. Dies stellt eine mechanische Klemmung zwischen dem Aktuator 30 und den beweglichen Stiften 14 her und verhindert eine zusätzliche Bewegung der beweglichen Stifte 14 unter der Wirkung einer Klemmlast, die in eine Richtung entgegengesetzt zu der, die durch Pfeil 34 gezeigt ist, aufgebracht wird. Die beweglichen Stifte 14 sollten, als Gruppe, vorzugsweise die Last von zumindest 650 N tragen.
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Das Blechteil 24 oder die Baugruppe ist nun abgestützt aber nicht geklemmt. Zum Klemmen muss ein zweites Element (nicht gezeigt), das geeignet geformt ist, um sich gut an die örtliche Geometrie an dem Anlagepunkt anzupassen, in Kontakt mit der gegenüberliegenden Seite des Blechteils 24 oder der Baugruppeneinrichtung gebracht werden, und eine Kraft, die ausreicht, um eine Bewegung zu unterbinden, muss zwischen der umkonfigurierbaren Klemme 10 und dem zweiten Element aufgebracht werden.
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Das zweite Element kann eine umkonfigurierbare Klemme 10 sein, wie sie zuvor beschrieben wurde, oder eine Klemme mit fester Geometrie, der die notwendige Geometrie durch maschinelle Bearbeitung, Gießen, Formen oder einem anderen geeigneten Prozess verliehen wurde. Alternativ kann das zweite Element ein Block aus nachgiebigem Material sein, der die gewünschte Geometrie unter der aufgebrachten Klemmlast annehmen wird, oder ein schwenkbar montierter Block mit einer gewöhnlichen Geometrie, wie etwa ein Dreibein.
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Die Folge der Betätigung der Klemmelemente kann ohne Verlust an Allgemeinheit umgekehrt werden. Das heißt, das Abstützelement kann ein Block mit fester Geometrie oder ein Block aus nachgiebigem Material oder ein schwenkbar montierter, gewöhnlicher Block sein, und das Klemmelement kann der umkonfigurierbare Block sein, wie es hierin beschrieben ist.
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Es ist anzumerken, dass der verriegelte Zustand durch das Drangen der Akutatorfeder 38 (in 3 gezeigt) erreicht wird, ohne die Notwendigkeit für irgendeine Aktion der hydraulischen, mechanischen oder elektromechanischen Einrichtung. Somit kann die Verriegelungsaktion ohne die Aufbringung einer Leistung von außen auf die umkonfigurierbare Klemme 10 erreicht werden. Daher hält die umkonfigurierbare Klemme 10 ihre Geometrie selbst in dem Fall eines Leistungsausfalls, der die Quelle für Leistung von außen untauglich macht, aufrecht.
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In der obigen Beschreibung ist angenommen worden, dass die Übertragung der Form des abzustützenden Blechteils 24 und der Klemme 10 durch Kontakt zwischen dem Blechteil 24 und der umkonfigurierbaren Klemme 10 erreicht wird. Alternativ kann auch ein massiver Block verwendet werden, in welchen eine Darstellung des relevanten Teilstücks des Blechteils 24 eingearbeitet worden ist. Eine derartige Prozedur kann erwünscht sein, wenn es erwünscht ist, die Form der umkonfigurierbaren Klemme 10 offline festzulegen und diese mit der bereits voreingestellten Form an den Arbeitsort zu bringen.
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Alternative Ausführungsformen
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In alternativen Ausführungsformen können das abgeschrägte Teilstück 18 an den beweglichen Stiften 24 und der abgeschrägte Abschnitt 32 an dem Aktuator 30 in entgegengesetzten Richtungen orientiert sein. In 4 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile aus den 1–3 beziehen. In der in 4 gezeigten umkonfigurierbaren Klemme 110 ist das abgeschrägte Teilstück 118 an den beweglichen Stiften 114 entgegengesetzt zu dem in 3 gezeigten abgeschrägten Teilstück 18 an den beweglichen Stiften 14 orientiert. Jedoch ist die Orientierung des abgeschrägten Abschnitts 32 an dem Aktuator 30 in der zweiten Ausführungsform in 4 beibehalten.
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In 5 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile aus den 1–3 beziehen. In der in 5 gezeigten umkonfigurierbaren Klemme 210 ist der abgeschrägte Abschnitt 232 an dem Aktuator 230 entgegengesetzt zu dem abgeschrägten Abschnitt 32 an dem in 3 gezeigten Aktuator 30 orientiert. Jedoch ist die Orientierung des abgeschrägten Teilstücks 18 an den beweglichen Stiften 14 in der dritten Ausführungsform bei 218 in 5 beibehalten. Es ist anzumerken, das für die in 5 gezeigte Konfiguration, in welcher der Aktuator 230 einen abgeschrägten Abschnitt 232 enthält, die Betätigungsrichtung der umkonfigurierbaren Klemme 210 darin verschieden ist, dass der Aktuator 230 nun in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung von Pfeil 234 entgegen dem Drängen der Aktuatorfeder 238 verschoben wird. In dieser Konfiguration muss der Betätigungsstab 236 direkt mit dem Aktuator 230 gekoppelt sein. Um sicherzustellen, dass der Aktuator 230 die Freiheit behält, sich selbst relativ zu den drei Verriegelungselementen 240 zu zentrieren, sollte der Betätigungsstab 236 entweder unter einer seitlichen Belastung nachgiebig sein, oder die Verbindung zwischen dem Betätigungsstab 236 und dem Aktuator 230 sollte eine gewisse seitliche Bewegung gestatten. Eine seitliche Bewegung kann ermöglicht werden, indem die in 5 gezeigte doppelte Kugel- und Buchsenverbindung 250 verwendet wird. Es können auch geeignete alternative Verbindungen verwendet werden.
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Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
