DE19943916A1 - Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken umfaßt Spannbalken (13, 14) zur Lagerung von Blechwerkstücken (5, 8), die zum gegenseitigen Verspannen der Blechwerkstücke relativ bewegbar zueinander angeordnet sind, und eine Positioniervorrichtung (18) zur Ausrichtung der auf den Spannbalken (13, 14) gelagerten Blechwerkstücke (5, 8) untereinander in Längsrichtung der Spannbalken. Zur Verbesserung der Positionierung ist mindestens ein Spannbalken (13, 14) aus einer Reihe von unabhängig bewegbaren Einzelsegmenten (13 a-f, 14 a-f) gebildet. Den Einzelsegmenten sind wiederum eigene Antriebsvorrichtungen (16 a-f) zugeordnet, die der Aufbringung der eigentlichen Spannkraft zum Verspannen der Blechwerkstücke dienen. Durch an den Spannbalken vorgesehene Vakuumsaugvorrichtungen (20) werden die Blechwerkstücke (5, 8) gegen den jeweiligen Spannbalken (13, 14) fixiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken.

Solche Vorrichtungen werden überall dort eingesetzt, wo eine gemeinsame Bearbeitung von zwei oder mehr Blechwerkstücken erfolgen soll, sei es, daß diese zusammengefügt werden sollen oder auch nur, daß diese einem gleichartigen Bearbeitungsvorgang unterzogen werden sollen, ohne daß die Blechwerkstücke miteinander verbunden werden. Die Erfindung eignet sich besonders für die Serienfertigung.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Spannvorrichtungen bekannt, die eine Verspannung von zwei Bauteilen in einer zweistufigen Vorgehensweise ermöglichen. Die DE 34 43 312 C1 offenbart eine entsprechende Anordnung zur Scharnierbefestigung von Fahrzeugtüren, bei der zunächst eine Fixierung der zu verbindenden Teile bei einer niedrigen Spannkraft erfolgt, in der eine Fahrzeugtür zwar schon gehalten wird, jedoch eine Lagejustierung noch vorgenommen werden kann. Nach dem Justieren wird die Spannkraft auf ein höheres Niveau gebracht um eine rutschfeste Sicherung für einen nachfolgenden Schweißvorgang zu gewährleisten. Die Anordnung in der DE 34 43 312 C1 ist jedoch für die Verbindung von dünnwandigen Blechen mit langen Stößen nicht geeignet.

Weiterhin ist aus der DE 195 41 899 A1 eine Vorrichtung zum Spannen und Laserstrahlschweißen von Dünnblechen bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden aufgrund der Vorspannkräfte die Blechteile sowie deren zu verschweißende Stoßkante verformt. Zur Erzeugung einer trotzdem geraden Schweißnaht, wird die Blechverformung auf die Führung der Schweißvorrichtung übertragen, um so eine Kompensation zu erzielen. Diese Verfahren ist ziemlich aufwendig und bringt überdies eine Kopplung der Spannvorrichtung mit der Bearbeitungsvorrichtung mit sich. Die bekannte Spannvorrichtung kann daher nicht unabhängig von der Schweißvorrichtung verwendet werden. Sie ist insbesondere dann nicht verwendbar, wenn eine gerade Verspannung von Blechteilen erforderlich ist.

Die Erfindung geht daher von der DE 198 10 968 A der Anmelderin aus, die eine Spannvorrichtung für mindestens zwei Werkstücke betrifft. Bei dieser Vorrichtung werden die miteinander zu verspannenden Blechwerkstücke mit Niederhaltern an Spannbalken vorfixiert, bevor dann die Spannbalken mit den Blechen gegeneinander gedrückt werden. Im vorfixierten Zustand ist eine Lagekorrektur der Blechwerkstücke untereinander möglich, so daß die Blechteile genau zueinander positioniert werden können. Die Niederhalter sind dabei als schwenkbare Bügel ausgebildet, die zur Anlage gegen die Blechwerkstücke überdies auch noch auf und ab bewegt werden müssen. Nach dem Verspannen der Blechwerkstücke können die Niederhalter weggeschwenkt werden, was bei nachfolgenden Bearbeitungsvorgängen der Blechwerkstücke im gegeneinander verspannten Zustand erforderlich werden kann, um einen Zugang zu der zu bearbeitenden Stelle zu erhalten. Das Wegschwenken der Niederhalter benötigt jedoch Zeit, so daß unter Umständen ein nachfolgender Bearbeitungsvorgang nur mit einer Zeitverzögerung beginnen kann. Da die Schwenkbügel wie auch die Spannbalken als durchgehende Balkenelemente ausgebildet sind können Fertigungstoleranzen der Blechwerkstücke beim Spannen nur schwer kompensiert werden, so daß beispielsweise die Gefahr eines Verrutschens nach der Vorpositionierung besteht oder die Teile in einem verformten Zustand unter Spannung bearbeitet, z. B. verlötet oder verschweißt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken zu schaffen, die eine einfache und schnelle Betriebsweise sowie eine positionsgenaue Verspannung für einen nachfolgenden Bearbeitungsvorgang erlaubt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken mit Spannbalken zur Lagerung von Blechwerkstücken, die zum gegenseitigen Verspannen der Blechwerkstücke relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, und mit einer Positioniervorrichtung zur Ausrichtung der auf den Spannbalken gelagerten Blechwerkstücke untereinander in Längsrichtung der Spannbalken, wobei mindestens ein Spannbalken aus einer Reihe von unabhängig bewegbaren Einzelsegmenten gebildet ist und den Einzelsegmenten eigene Antriebsvorrichtungen zugeordnet sind, zur Aufbringung einer Spannkraft auf das jeweilige Einzelsegment zum Verspannen der Blechwerkstücke.

Durch die Segmentierung des Spannbalkens lassen sich Fertigungstoleranzen der Blechwerkstücke gut kompensieren, so daß eine positionsgenaue Stoßverbindung entsprechend einer gewünschten Kontur möglich ist, die nicht auf eine gerade Linie beschränkt ist. Abweichungen von der gewünschten Kontur werden vermieden, wodurch die Spannvorrichtung unabhängig von einem nachfolgenden Bearbeitungsvorgang einsetzbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Spannvorrichtung sind die Spannbalken zur Annäherung aneinander und/oder zum Verspannen der Blechwerkstücke quer zur Längsrichtung der Spannbalken relativ bewegbar, woraus ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung resultiert.

Vorzugsweise ist eine Vorschubvorrichtung zur Annäherung der Spannbalken untereinander vorgesehen. Die Annäherung der Spannbalken erfolgt zunächst bis in eine Position, in der die Blechwerkstücke mit einem geringen Spaltmaß voneinander beabstandet sind, oder in eine Position, in der die Blechwerkstücke mit einer niedrigen Vorspannkraft gegeneinander anliegen. Hierdurch ist es möglich die Spannvorrichtung schnell zu schließen. Vor dem eigentlichen, festen Verspannen der Blechwerkstücke können diese dann noch zueinander feinpositioniert werden, wodurch die Spanngenauigkeit verbessert wird. Die nahe Lage der Blechwerkstücke erlaubt die Verwendung kompakter Positioniermittel. Zudem können aus der Zustellbewegung resultierende Abweichungen ausgeschaltet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Spannvorrichtung ist ein quer zur Längsrichtung der Spannbalken bewegbarer Schütten vorgesehen ist, der mit der Vorschubvorrichtung gekoppelt und von dieser angetrieben ist. Auf dem Schlitten sind ein aus Einzelsegmenten gebildeter Spannbalken sowie die zugehörigen Antriebsvorrichtungen zur Bewegung der Einzelsegmente angeordnet. Hierdurch kann einerseits ein schnelles annähern aller Einzelsegmente eines Spannbalkens an einen anderen Spannbalken erzielt werden, andererseits ein individuelles, abschnittsweises und damit präzises Verspannen der Blechwerkstücke erfolgen.

In einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung sind zwei Spannbalken vorgesehen, die mit ihren Langseiten nebeneinander angeordnet sind. Zu Erzielung einer optimalen Anlage sind die Spannbalken den jeweiligen Blechstücken nachgebildet, gegebenenfalls also mit entsprechenden Krümmungen versehen.

In Fortführung des Gedankens einer technisch einfachen Konstruktion ist vorzugsweise einer der Spannbalken mit Bezug auf die Bewegungsrichtung zum Verspannen der Blechwerkstücke stationär angeordnet. Die Spannbewegung erfolgt dann durch den bzw. die restlichen Spannbalken.

Nach weiteren einer vorteilhaften Ausgestaltung der Spannvorrichtung sind alle Spannbalken segmentiert ausgebildet sind, wodurch sich ein Größtmaß für die Positioniergenauigkeit und die Güte der Verspannung erzielen läßt. Fertigungstoleranzen der Blechwerkstücke können optimal kompensiert werden.

Vorzugsweise sind die Einzelsegmente eines Spannbalkens unmittelbar nebeneinander, vorzugsweise aneinander angrenzend, angeordnet. Hierdurch läßt sich einen gezieltes und genaues Verspannen entlang der gesamten Stoßlänge verwirklichen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Spannvorrichtung sind die Spannbalken oder deren Einzelsegmente an ihrem Anlagebereich zu einem Blechwerkstück der Kontur des jeweiligen Blechwerkstückes nachgebildet. Damit ergibt sich eine großflächige Anlage zwischen den Spannbalken und den jeweiligen Blechwerkstücken und somit eine gute Einleitung der Spannkräfte bei relativ geringen Flächenlasten.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Spannvorrichtung sind die Einzelsegmente eines Spannbalkens sesselartig ausgebildet und mit einem Formrand versehen, der der Kontur eines Abschnittes eines an dem zugehörigen Spannbalken zu lagernden Blechwerkstückes entspricht, wobei der Formrand eine Vertiefung mindestens teilweise umgibt. Die Vertiefung liegt dabei außerhalb der gegeneinander zu verspannenden Flächenabschnitte. Die hiermit verbundene Gewichtsminderung der Einzelsegmente verbessert deren Beweglichkeit.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an den Spannbalken Vakuumsaugvorrichtungen vorgesehen, die die Blechwerkstücke gegen den jeweiligen Spannbalken fixieren. Hierdurch vereinfacht sich der Aufbau der Spannvorrichtung erheblich. Insbesondere kann auf die Verwendung von Niederhaltern verzichtet werden. Der Spannbereich der Blechwerkstücke bleibt gut zugänglich. Ein nachfolgender Bearbeitungsschritt kann unmittelbar nach Aufbringung der vollen Spannkraft begonnen werden.

In einer besonders günstigen Weiterbildung der Vakuumsaugvorrichtung ist die von dieser aufbringbare Saugkraft zumindest zeitweilig auf ein Niveau einstellbar, bei dem die Blechwerkstücke auf den Spannbalken gehalten werden, jedoch noch verschoben werden können. Dies erleichtert eine Feinpositionierung der Blechwerkstücke unmittelbar vor dem Aufbringen der vollen Spannkraft.

Vorzugsweise weist die Vakuumsaugvorrichtung eines Spannbalkens eine Vielzahl von Saugöffnungen auf, die an den Einzelsegmenten vorgesehen sind. Hierdurch kann eine Festlegung an den Einzelsegmenten individuell erfolgen. Bei Bedarf kann beispielsweise zur Korrektur der Position an einem Einzelsegment dort die Saugkraft aufgehoben werden.

In einer konstruktiv besonders günstigen Ausgestaltungsform weist die Vakuumsaugvorrichtung eines Spannbalkens eine Vielzahl von Saugnäpfen auf, die raumökonomisch in den Vertiefungen der Einzelsegmente untergebracht sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Spannvorrichtung ist die Positioniervorrichtung in Längsrichtung der Spannbalken gesteuert bewegbar ausgebildet und mit mindestens einem der Blechwerkstücke in Eingriff bringbar, um dieses in seiner Längsrichtung zu positionieren, wobei die Bewegung in Abhängigkeit von Signalen aus Lageerfassungsvorrichtungen erfolgt, welche zur Erfassung der Lage von definierten Blechwerkstückpunkten angeordnet sind, um der Lage oder einer Abweichung von einem Sollwert entsprechende Signale generieren.

Für eine schnelle und effektive Bewegung der Einzelsegmente sind deren Antriebsvorrichtungen als Linearantriebe ausgebildet. Vorzugsweise sind dabei die Antriebsvorrichtungen der Einzelsegmente in ihrer Bewegung einzeln ansteuerbar, um hierdurch ein zielgerichtetes, genaues Verspannen gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung von Formtoleranzen der Blechwerkstücke zu ermöglichen.

Im folgenden wird die Erfindung nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Spannvorrichtung zum Verspannen von zwei Blechwerkstücken;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch die Spannvorrichtung in einer Ebene parallel zur der Darstellungsebene von Fig. 1;

Fig. 4 die Anordnung von Spannvorrichtungen nach Fig. 1 an einem Drehtisch; und

Fig. 5 die Anordnung einer Spannvorrichtung nach Fig. 1 an einem Schwenktisch.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Vorrichtung 1 zum Verspannen von dünnwandigen Blechteilen 5, 8, die hier als Teile einer Fahrzeugheckklappe ausgebildet sind.

Die Spannvorrichtung 1 kann, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, an einem Drehtisch 2 oder an einem Schwenktisch 4 angeordnet werden. Dabei können auch mehrere Spannvorrichtungen 1 an einem Tisch 2, 4 vorgesehen werden.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, weist die Spannvorrichtung zwei Spannbalken 13, 14 auf, die der Abstützung jeweils eines Blechwerkstückes 5, 8 dienen. Prinzipiell können jedoch auch mehrere, separate Blechwerkstücke an einem Spannbalken angeordnet werden.

Die Spannbalken 13, 14 sind mit ihren Längsseiten nebeneinander angeordnet. Dabei sind die Anlagebereiche an die Blechwerkstücke größtenteils der Kontur der zu lagernden Blechwerkstücke nachgeformt, wie dies insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, so daß sich eine enge Anlage ergibt.

Weiterhin sind die Spannbalken 13, 14 zum gegenseitigen Verspannen der Blechwerkstücke 5, 8 relativ zueinander bewegbar. Dabei ist der eine Spannbalken 13 stationär, wohingegen der andere oder zweite Spannbalken 14 auf den ersten Spannbalken 13 zu und von diesem weg bewegt werden kann. Zu diesem Zweck weist die Spannvorrichtung 1 einen verfahrbaren Schlitten 11 auf, der durch eine Vorschubvorrichtung 15 angetrieben wird, die hier als Linearantrieb ausgebildet ist. Der Schlitten 11 ist mit einem Anschlagklotz 17 versehen, der den maximalen Vorschub der Vorschubvorrichtung 15 in Richtung auf einen Sockelabschnitt des ersten Spannbalkens 13 begrenzt. Durch die Auswahl des Anschlagklotzes 17 kann der Minimalabstand zwischen den Spannbalken 13, 14 auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden. Zudem kann der Anschlagklotz 17 als Stoßdämpfer wirken.

Auf dem Schlitten 11 ist der zweite Spannbalken 14 verschiebbar gelagert, um nach einer Annäherung der Spannbalken 13, 14 aneinander dann mit Hilfe einer weiteren Antriebsvorrichtung 16 in Richtung des ersten Spannbalkens 13 gedrückt zu werden, wodurch die Blechwerkstücke 5, 8 mit an diesen vorgesehenen Spannflanschen 6, 9 gegeneinander verspannt werden.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Spannbalken 13, 14 jeweils aus einer Reihe von unabhängig bewegbaren, klotzartigen Einzelsegmenten 13a-f und 14a-f gebildet. Dabei sind die Einzelsegmente 13a-f des ersten Spannbalkens 13 stationär. Den Einzelsegmenten 14a-f des anderen Spannbalkens 14 ist jeweils eine eigene Antriebsvorrichtung 16a-f zugeordnet, um eine Spannkraft auf das jeweilige Einzelsegment 14a-f aufzubringen. Dabei sind die Antriebsvorrichtungen 16a-f der Einzelsegmente als Linearantriebe ausgebildet, die in ihrer Bewegung einzeln angesteuert werden können.

In Fig. 1 ist weiterhin eine Positioniervorrichtung 18 zu erkennen, die zur Ausrichtung der Blechwerkstücke 5, 8 auf den Spannbalken 13, 14 untereinander in Längsrichtung y der Spannbalken dient. Die Positioniervorrichtung 18 liegt mit Bezug auf den bewegbaren, zweiten Spannbalken 14 hinter dem ersten Spannbalken 13. Sie ist in Längsrichtung der Spannbalken 13, 14 gesteuert bewegbar ausgebildet und mit mindestens einem der Blechwerkstücke, hier dem Blechwerkstück 5, in Eingriff bringbar, wozu entsprechende Vorsprünge 18a vorgesehen sind. Zwischen diesen Vorsprüngen 18a befindet sich ein Unterstützungsabschnitt 18b zur Abstützung eines über den ersten Spannbalken 13 hervorstehenden Blechabschnittes. Um das Blechwerkstück 5 in seiner Längsrichtung zu positionieren und um damit die Blechwerkstücke 5, 8 in y-Richtung untereinander auszurichten, wirkt die Positioniervorrichtung 18 mit Lageerfassungsvorrichtungen bzw. Sensoren 19a-d zusammen, welche zur Erfassung der Lage der Blechkanten im Bereich der axialen Enden der Spannbalken angeordnet sind. Durch die Auswertung der von den Lageerfassungsvorrichtungen generierten Signalen wird eine Korrekturgröße in y-Richtung erzeugt, aufgrund der dann die Positioniervorrichtung 18 verfahren wird. Prinzipiell können die Lageerfassungsvorrichtungen 19a-d auch zur Bestimmung von Lageabweichungen in der Spannrichtung verwendet werden, die dann durch eine gezielte Betätigung der Einzelsegmente 14a-f korrigiert werden können.

Die Einzelsegmente sollen nun anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert werden. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Einzelsegmente 13a-f und 14a-f des jeweiligen Spannbalkens 13, 14 unmittelbar nebeneinander angeordnet, so daß diese gemeinsam im wesentlichen ununterbrochene, großflächige Anlagebereiche für die Blechwerkstück bilden, vor allem im Bereich der größten Krafteinleitung, d. h. an den Spannflanschen 6 und 9 der Blechwerkstücke 5, 8. Jedes Einzelsegment ist dabei der Kontur eines Abschnittes des betreffenden Blechwerkstückes 5, 8 nachgebildet, so daß sich eine gute Anlage nicht nur an den Spannflanschen 6, 9, sondern auch an den Streckflächen 7, 10 der Blechwerkstücke 5, 8 ergibt.

Die Einzelsegmente 13a-f, 14a-f weisen eine sesselartige Form auf. Dabei umgibt ein Formrand 27, welcher der Kontur eines Abschnittes des Blechwerkstückes entspricht, eine Vertiefung 28 zumindest teilweise, auf jeden Fall jedoch im Bereich der Anlage gegen die Spannflansche 6, 9 sowie im unmittelbaren Übergang zu den Streckabschnitten 7, 10 der Blechwerkstücke. Die sich von dem unmittelbaren Spannbereich des U-förmigen Formrandes 27 weg erstreckenden Abschnitte der U-form stützen die Streckabschnitte 7, 10.

Zur Fixierung der Blechwerkstücke 5, 8 gegen den jeweiligen Spannbalken sind an den Spannbalken 13, 14 Vakuumsaugvorrichtungen vorgesehen. Die von der Vakuumsaugvorrichtung aufbringbare Saugkraft ist zumindest zeitweilig auf ein Niveau einstellbar, bei dem die Blechwerkstücke 5, 8 zwar schon auf den Spannbalken 13, 14 festgehalten werden, jedoch unter Querkraftaufbringung beispielsweise durch die Positioniervorrichtung 18 noch verschoben werden können.

In dem Ausführungsbeispiel weist die Vakuumsaugvorrichtung des Spannbalkens eine Vielzahl von Saugnäpfen 20 auf, die in den Vertiefungen 28 der Einzelsegmente untergebracht und über die Vakuumleitungen 29, die in die klotzartigen Einzelsegmente 13a-f, 14a-f eingebohrt sind, mit Unterdruck versorgt werden. Hierzu ist an jedem Einzelsegment ein Vakuumanschluß 26 vorgesehen. In Abweichung von der Zeichnung können die Vakuumleitungen 29 bei geeigneter Ausformung der Kontursegmente 13a-f bzw. 14a-f auch ohne Saugnäpfe im Bereich des Formrandes 27 münden.

Im folgenden soll nun kurz die Betriebsweise der Spannvorrichtung 1 erläutert werden. Zum Verspannen von zwei Blechwerkstücken 5, 8, die einer nachfolgenden gemeinsamen Bearbeitung, beispielsweise einem Laserlöten oder -schweißen in ihrem Stoßbereich, unterzogen werden sollen, werden zunächst die Spannbalken 13, 14 mit Hilfe der Vorschubvorrichtung 15 weit auseinandergefahren. Vorzugsweise befinden sich dabei auch die Antriebsvorrichtungen 16a-f der Einzelsegmente 14a-f in einer zurückgezogenen Stellung, die durch das Bezugszeichen 23 in Fig. 3 angedeutet ist. In dieser Stellung werden die Blechwerkstücke von Hand oder auch von einem Roboter eingelegt. Die Kongruenz der Spannbalken mit den Blechwerkstücken erleichtert dabei die Vorpositionierung.

Zur Fixierung der Blechwerkstücke 5, 8 werden anschließend die Vakuumvorrichtungen betätigt, so daß die Blechwerkstücke 5, 8 mittels der Saugnäpfe 20 gegen die Formränder 27 der Einzelsegmente 13a-f, 14a-f gezogen werden. Zur guten Erfassung der Blechwerkstücke ragen die Saugnäpfe im Aufnahmezustand aus den Vertiefungen 28 heraus, wie dies mit der gestrichelten Form und dem Bezugszeichen 21 in Fig. 3 gezeigt ist. In der Erfassungsposition sind diese dann in die Form 22 gedrückt, wozu die Vertiefung 28 ausreichend groß ausgebildet ist.

Anschließend werden die Spannbalken 13, 14 durch Betätigung der Vorschubvorrichtung 15 in eine Vermittlungsposition verbracht, in der die Blechwerkstücke 5, 8 bzw. deren Spannflansche 6, 9 mit einem geringen Spaltmaß voneinander beabstandet sind, oder in der die Blechwerkstücke 5, 8 mit einer niedrigen Vorspannkraft gegeneinander anliegen. Diese Position ist in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 24 angedeutet. In dieser Vermittlungsposition erfolgt die Erfassung der Lage von Referenzpunkten der Blechwerkstücke 5, 8 mit den Lageerfassungsvorrichtungen 19a-d und gegebenenfalls eine auch wiederholt ausführbare Lagekorrektur in y-Richtung unter Einschaltung der Positioniervorrichtung 18. Wie bereits oben erwähnt, ist hierzu das Druckniveau der Vakuumvorrichtung solchermaßen abgestimmt, daß eine Querverschiebung des Blechwerkstückes 5 im angesaugten Zustand problemlos erfolgen kann. Hierzu trägt eine geeignete Saugerauswahl sowie die gute Konturauflage mit bei. Nötigenfalls kann eine Unterstützung der Positionierung auch mit Hilfe der Antriebsvorrichtungen 16a-f der Einzelsegmente erfolgen.

Nach der Positionierung erfolgt das eigentliche Verspannen der Blechwerkstücke 5, 8 an den Spannflanschen 6, 9. Hierzu kann zunächst das Vakuum verstärkt werden. Jedenfalls werden die bewegbaren Einzelsegment 14a-f durch die Antriebsvorrichtungen 16a-f auf den anderen Spannbalken 13 hin mit Kraft beaufschlagt. Die Blechwerkstücke 5, 8 nehmen dann die mit Bezugszeichen 25 in Fig. 3 angedeutete Spannstellung ein, in der dann unmittelbar ein Bearbeitungsvorgang beginnen kann, in dem beispielsweise die Blechwerkstücke 5, 8 im Stoßbereich miteinander verlötet werden. Hiernach kann dann die Spannvorrichtung 1 durch Betätigung der Vorschubvorrichtung 15 und das damit verbundene Rückziehen des Spannbalkens 14 wieder geöffnet werden, so daß die bearbeiteten Werkstücke entnommen werden können.

Wie Fig. 4 zeigt, können mehrere Spannvorrichtungen 1 an einem Drehtisch 2 karussellartig angeordnet werden, der auf einem Fundament 3 aufgestellt ist. Die Spannvorrichtungen 1 werden dann taktweise betrieben, wobei die oben beschriebenen Schritte an unterschiedlichen Stationen durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine erste Station zum Beladen vorgesehen werden, eine zweite zum Vermitteln, eine weitere zum Festspannen und Bearbeiten sowie eine weitere zum Entladen. Be- und Entladen können auch an einer einzigen Station vorgenommen werden. Es ist ebenfalls möglich, wie in Fig. 5 dargestellt, eine oder mehrere Spannvorrichtungen 1 an einem Schwenktisch 4 anzuordnen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Spannvorrichtung

2

Drehtisch

3

Fundament

4

Schwenktisch

5

Blechwerkstück

6

Spannflansch des Blechwerkstückes

7

Streckfläche des Blechwerkstückes

8

weiteres Blechwerkstück

9

Spannflansch des weiteren Blechwerkstückes

10

Streckfläche des weiteren Blechwerkstückes

11

Schlitten

12

a-f weitere Schlitten

13

erster Spannbalken

13

a-f Einzelsegmente der ersten Spannbalkens

14

zweiter Spannbalken

14

a-f Einzelsegmente der zweiten Spannbalkens

15

Vorschubvorrichtung

16

a-f Antriebsvorrichtungen

17

Anschlagklotz

18

Positioniervorrichtung

18

a Positioniervorsprung

18

b Unterstützungsabschnitt

19

a-d Lageerfassungsvorrichtungen

20

Saugnäpfe

21

Saugnäpfe im entspannten Zustand

22

Saugnäpfe im Saugzustand

23

Einlegeposition

24

Vermittlungsposition

25

Spannposition

26

Vakuumanschluß

27

Formrand

28

Vertiefung

29

Vakuumleitung

Claims (17)

1. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken, mit Spannbalken (13, 14) zur Lagerung von Blechwerkstücken (5, 8), die zum gegenseitigen Verspannen der Blechwerkstücke relativ bewegbar zueinander angeordnet sind, und mit einer Positioniervorrichtung (18) zur Ausrichtung der auf den Spannbalken (13, 14) gelagerten Blechwerkstücke (5, 8) untereinander in Längsrichtung der Spannbalken, wobei mindestens ein Spannbalken (13, 14) aus einer Reihe von unabhängig bewegbaren Einzelsegmenten (13a-f, 14a-f) gebildet ist und den Einzelsegmenten eigene Antriebsvorrichtungen (16a-f) zugeordnet sind, zur Aufbringung einer Spannkraft auf das jeweilige Einzelsegment (13a-f, 14a-f) zum Verspannen der Blechwerkstücke.

2. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbalken (13, 14) zur Annäherung aneinander und/oder zum Verspannen der Blechwerkstücke quer zur Längsrichtung der Spannbalken relativ bewegbar sind.

3. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorschubvorrichtung (15) zur Annäherung der Spannbalken (13, 14) untereinander bis in eine Position (24), in der die Blechwerkstücke (5, 8) mit einem geringen Spaltmaß voneinander beabstandet sind, oder in eine Position, in der die Blechwerkstücke mit einer niedrigen Vorspannkraft gegeneinander anliegen, vorgesehen ist.

4. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein quer zur Längsrichtung der Spannbalken (13, 14) bewegbarer Schlitten (11) vorgesehen ist, der mit der Vorschubvorrichtung (15) gekoppelt und von dieser angetrieben ist, und daß auf dem Schlitten (11) ein aus Einzelsegmenten (14a-f) gebildeter Spannbalken (14) sowie die zugehörigen Antriebsvorrichtungen (16a-f) zur Bewegung der Einzelsegmente angeordnet sind.

5. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannbalken (13, 14) vorgesehen sind, die mit ihren Langseiten nebeneinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Spannbalken (13) mit Bezug auf die Bewegungsrichtung zum Verspannen der Blechwerkstücke stationär angeordnet ist.

7. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Spannbalken (13, 14) segmentiert ausgebildet sind.

8. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsegmente (13a-f, 14a-f) eines Spannbalkens unmittelbar nebeneinander, vorzugsweise aneinander angrenzend, angeordnet sind.

9. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbalken (13, 14) oder deren Einzelsegmente (13a-f, 14a-f) an ihrem Anlagebereich zu einem Blechwerkstück (5, 8) der Kontur des jeweiligen Blechwerkstückes nachgebildet sind.

10. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsegmente (13a-f, 14a-f) eines Spannbalkens sesselartig ausgebildet sind, mit einem Formrand (27), welcher der Kontur (6, 7, 9, 10) eines Abschnittes eines an dem zugehörigen Spannbalken zu lagernden Blechwerkstückes entspricht, und welcher eine Vertiefung (28) mindestens teilweise umgibt.

11. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spannbalken (13, 14) Vakuumsaugvorrichtungen vorgesehen sind, die die Blechwerkstücke(5, 8) gegen den jeweiligen Spannbalken (13, 14) fixieren.

12. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Vakuumsaugvorrichtung aufbringbare Saugkraft zumindest zeitweilig auf ein Niveau einstellbar ist, bei den die Blechstücke (5, 8) auf den Spannbalken (13, 14) gehalten werden, jedoch noch verschoben werden können.

13. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumsaugvorrichtung eines Spannbalkens eine Vielzahl von Saugöffnungen aufweist, die an den Einzelsegmenten (13a-f, 14a-f) vorgesehen sind.

14. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumsaugvorrichtung eines Spannbalkens eine Vielzahl von Saugnäpfen (20, 21, 22) aufweist, die in den Vertiefungen (28) der Einzelsegmente (13a-f, 14a-f) untergebracht sind.

15. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (18) in Längsrichtung (y) der Spannbalken (13, 14) gesteuert bewegbar ausgebildet ist und mit mindestens einem der Blechwerkstücke (5) in Eingriff bringbar ist, um dieses in seiner Längsrichtung zu positionieren, wobei die Bewegung in Abhängigkeit von Signalen aus Lageerfassungsvorrichtungen (19a-f) erfolgt, welche zur Erfassung der Lage von definierten Blechwerkstückpunkten angeordnet sind, und der Lage oder einer Abweichung von einem Sollwert entsprechende Signale generieren.

16. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtungen (16a-f) der Einzelsegmente (13a-f, 14a-f) als Linearantriebe ausgebildet sind.

17. Vorrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Blechwerkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtungen (16a-f) der Einzelsegmente (13a-f, 14a-f) in ihrer Bewegung einzeln ansteuerbar sind.