DE29501340U1

DE29501340U1 - Clamping device for large assemblies in body construction

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Publication number: DE29501340U1
Application number: DE29501340U
Authority: DE
Original assignee: Fooke GmbH
Current assignee: Fooke GmbH
Priority date: 1995-01-28
Filing date: 1995-01-28
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2005-01-29

Description

Firma Fooke GmbH, Raiffeisenstr. 22, 46325 BorkenFooke GmbH, Raiffeisenstr. 22, 46325 Borken

"Spannvorrichtung für Großbaugruppen im Karosseriebau""Clamping device for large assemblies in body construction"

Die Neuerung betrifft eine Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The innovation relates to a clamping device according to the preamble of claim 1.

Derartige Spannvorrichtungen sind aus der Praxis bekannt. Sie werden beispielsweise im Waggonbau von Eisenbahnwaggons eingesetzt. Die Karosserie eines Eisenbahnwaggons wird üblicherweise in sogenannter Integral-Bauweise gefertigt. Hierzu werden mehrere Strangpreßprofile nebeneinander angeordnet und durch Heftschweißung provisorisch miteinander verbunden. Insgesamt wird auf diese Weise jeweils einer von vier Wandabschnitten der Karosserie hergestellt: Insgesamt wird eine Bodengruppe, zwei Seitenwände sowie das Dach hergestellt.Such clamping devices are known from practice. They are used, for example, in the construction of railway wagons. The body of a railway wagon is usually manufactured using what is known as an integral construction. For this purpose, several extruded profiles are arranged next to each other and temporarily connected to one another by tack welding. In total, one of four wall sections of the body is manufactured in this way: In total, a floor assembly, two side walls and the roof are manufactured.

Die provisorisch miteinander verbundenen Profile werden durch automatisierte Schweißportale entlang ihrer Längsachsen miteinander verschweißt. Dabei ist nachteilig, daß die zunächst provisorisch angeordneten Schweißheftpunkte ausgefugt, also beseitigt werden müssen, um Verwerfungen der Profile aufgrund der auftretenden Hitzebelastung und damit auftretenden Spannungen innerhalb der Profile zu vermeiden. Die dabei erforderliche Handarbeit ist zeit- und kosten intensiv.The provisionally connected profiles are welded together along their longitudinal axes using automated welding portals. The disadvantage here is that the initially provisionally arranged welding points have to be filled in, i.e. removed, in order to avoid distortion of the profiles due to the heat load and the resulting tensions within the profiles. The manual work required is time-consuming and costly.

Weiterhin ist bei den bekannten Spannvorrichtungen nachteilig, daß die einzelnen Profile, also die einzelnen Bauteile der Großbaugruppe, mechanischAnother disadvantage of the known clamping devices is that the individual profiles, i.e. the individual components of the large assembly, are mechanically

fixiert werden. Hierzu weisen die Strangpreßprofile teilweise zusätzliche, über die eigentliche Wandfläche vorstehende Profilleisten auf, die mit entsprechenden Hilfsmitteln ergriffen oder hintergriffen werden können und die dann zum Festspannen der Profile in der Spannvorrichtung dienen.To this end, the extruded profiles sometimes have additional profile strips that protrude beyond the actual wall surface, which can be gripped or gripped behind using appropriate tools and which then serve to clamp the profiles in the clamping device.

Dabei ist nachteilig, daß die Befestigung dieser Spannhilfsmittel ausschließlich von Hand erfolgt, so daß Personal unter die Bauteile der Baugruppe kriechen muß und dort die Einspannung vornehmen muß. Diese Handarbeit ist zeit- und kostenaufwendig und aufgrund der dabei häufig einzunehmenden gebückten Zwangshaltung unangenehm durchzuführen. Weiterhin ist hierbei die Unfallgefahr aufgrund der beengten räumlichen Verhältnisse relativ hoch.The disadvantage is that these clamping devices are attached exclusively by hand, meaning that personnel have to crawl under the components of the assembly and clamp them there. This manual work is time-consuming and expensive and is unpleasant to perform due to the forced crouched position that is often required. Furthermore, the risk of accidents is relatively high due to the cramped conditions.

Die bekannten Spannvorrichtungen weisen für jede Großbaugruppe individuell angepaßte Spannpunkte auf.The known clamping devices have individually adapted clamping points for each large assembly.

Für den Boden sowie für das Dach sind daher eigene Spannvorrichtungen erforderlich. Auch aufgrund der symmetrischen Unterschiedlichkeit zwischen der rechten und linken Seitenwand sind hierfür unterschiedliche Spannvorrichtungen erforderlich. Allein für einen Waggontyp sind daher vier unterschiedliche Spannvorrichtungen nötig.Separate clamping devices are therefore required for the floor and the roof. Different clamping devices are also required due to the symmetrical differences between the right and left side walls. Four different clamping devices are therefore required for one type of wagon alone.

Angesichts der Abmessungen von 4 bis 5 m Breite und ca. 30 m Länge wird der Platzbedarf zur Herstellung eines Waggontyps deutlich: Da das Umrüsten des Arbeitsplatzes von einer Großbaugruppe für die nächste Großbaugruppe den zeitaufwendigen kompletten Austausch der Spannvorrichtung bedeutet, wird bei der Herstellung eines Waggons nicht derselbe Platz nacheinander für die Herstellung ver-Given the dimensions of 4 to 5 m wide and approx. 30 m long, the space required to manufacture one type of wagon becomes clear: Since converting the workstation from one large assembly to the next large assembly means the time-consuming complete replacement of the clamping device, the same space is not used for the production of one wagon after the other.

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schiedener Großbaugruppen verwendet, sondern gleichzeitig werden in einer großen Halle vier Arbeitsplätze für die Anordnung von vier für einen Waggontyp erforderlichen Spannvorrichtungen bereitgestellt. Soll ein anderer Waggontyp hergestellt werden, müssen in der Regel sämtliche vier Spannvorrichtungen gegen die jeweils für den anderen Waggon typ benötigten Spannvorrichtungen ausgetauscht werden.various large assemblies, but at the same time four workstations are provided in a large hall for the arrangement of four clamping devices required for a wagon type. If a different wagon type is to be manufactured, all four clamping devices must generally be exchanged for the clamping devices required for the other wagon type.

Zusätzlich zu dem großen Platzbedarf innerhalb der Produktionshalle kommt daher ein sehr großer Platzbedarf zur Lagerung der momentan nicht benötigten Spannvorrichtungen. Die Bereitstellung des Platzes innerhalb der Produktionshalle sowie des Lagerplatzes für die nicht benötigten Spannvorrichtungen stellt daher einen erheblichen Kostenfaktor dar, der mit der Verwendung der bekannten Spannvorrichtungen zwingend einhergeht.In addition to the large amount of space required within the production hall, there is also a very large amount of space required for storing the clamping devices that are not currently required. Providing the space within the production hall and the storage space for the clamping devices that are not required therefore represents a significant cost factor that is inevitably associated with the use of the known clamping devices.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Spannvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß mit ihr unterschiedliche Großbaugruppen eingespannt werden können und daß eine schnelle Taktzeit bei der Bearbeitung unterschiedlicher, beliebig aufeinanderfolgender Großbaugruppen möglich ist.The innovation is based on the task of improving a generic clamping device so that it can be used to clamp different large assemblies and so that a fast cycle time is possible when machining different large assemblies in any sequence.

Diese der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.This problem underlying the innovation is solved by the characterizing part of claim 1.

Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, eine Spannvorrichtung nicht mit mechanischen Spannmitteln auszustatten, sondern mit Unterdruck-In other words, the innovation proposes to equip a clamping device not with mechanical clamping devices, but with vacuum

Saugern, welche die einzelnen Bauteile der Großbaugruppe fixieren. Obwohl die Spannvorrichtung dazu dient, Bauteile zu fixieren, welche hinterher geschweißt werden sollen, tritt überraschenderweise eine lediglich geringe Warmebelastung an den Saugern auf. So können Dichtlippen verwendet werden, welche eine zuverlässige Aufrechterhaltung des Unterdruckes gewährleisten. Die Aluminium-Integral-Bauweise der Waggons beinhaltet die Verwendung doppe!wandiger Strangpreßprofile, wobei stets die den Saugern abgewandte Oberfläche der Profile geschweißt wird. Zu den Saugern selbst wird daher lediglich eine geringe Wärmemenge geleitet, so daß sich die Profiloberfläche im Bereich der Sauger lediglich geringfügig erwärmt, beispielsweise bis ca. 80° C.Suction cups that fix the individual components of the large assembly. Although the clamping device is used to fix components that are to be welded later, surprisingly only a small amount of heat is applied to the suction cups. This means that sealing lips can be used that ensure that the negative pressure is reliably maintained. The aluminum integral design of the wagons involves the use of double-walled extruded profiles, whereby the surface of the profiles facing away from the suction cups is always welded. Only a small amount of heat is therefore conducted to the suction cups themselves, so that the profile surface in the area of the suction cups only heats up slightly, for example up to approx. 80° C.

Die Fixierung einzelner Bauteile auf einer Spannreihe kann daher wesentlich schneller erfolgen als bei einer von Hand betätigten mechanischen Einspannung dieser Bauteile. Die eingespannten Bauteile einer Spannreihe können anschließend gegen ein benachbartes Bauteil verfahren werden, indem eine dementsprechend bewegliche Spannreihe an die benachbarte Spannreihe herangeführt wird, um auf diese Weise zwei benachbarte Aluminium-Strangpreßprofile zu sammenzu fügen.The fixing of individual components on a clamping row can therefore be carried out much more quickly than with manually operated mechanical clamping of these components. The clamped components of a clamping row can then be moved against an adjacent component by bringing a correspondingly movable clamping row up to the adjacent clamping row in order to join two adjacent aluminum extruded profiles together.

Dadurch, daß keine mechanischen Spannmittel vorge sehen sind, sondern Sauger, können beliebig ausgebildete Bauteile fixiert werden, so daß unterschiedlichste Bauteile in rascher Folge nacheinander auf derselben Spannvorrichtung aufgespannt werden können .
35Because no mechanical clamping devices are provided, but rather suction cups, components of any design can be fixed, so that a wide variety of components can be clamped in rapid succession on the same clamping device.
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Dies ermöglicht innerhalb einer Produktionshalle lediglich einen einzigen Arbeitsplatz einzurichten und auf diesem nacheinander die vier verschiedenen Großbaugruppen zu bearbeiten, die zur Herstellung eines Waggons erforderlich sind.This makes it possible to set up just one workstation within a production hall and to work on the four different large assemblies required to produce a wagon one after the other.

Neuerungsgemäß ist jedem Sauger ein benachbarter Tisch zugeordnet, so daß die durch den Sauger aufgebrachten Kräfte nicht zu einer Verformung des fixierten Bauteiles führen, sondern lediglich zum Anpressen des Bauteiles an den in unmittelbarer Nachbarschaft befindlichen Tisch dienen.According to the innovation, each suction cup is assigned to an adjacent table so that the forces applied by the suction cup do not lead to a deformation of the fixed component, but only serve to press the component against the table in the immediate vicinity.

Es ist denkbar, eine Vielzahl von Saugern pro Spannreihe zu verwenden und in Abhängigkeit von der jeweiligen Bautei1geometrie lediglich die Sauger zu aktivieren, die funktionsfähig an dem Bauteil anliegen können. Vorteilhaft kann jedoch vorgesehen sein, die Tische und die Sauger längsverstellbar in einer Spannreihe anzuordnen, so daß mit geringem Material- und Kostenaufwand die Spannvorrichtung hergestellt werden kann. Bei der aufeinanderfolgenden Produktion verschiedenartiger Großbaugruppen sind für die Verstellung der Tische und Sauger lediglich sehr kurze Umrüstzeiten erforderlich, um die Sauger und die ihnen zugeordneten Tische jeweils bautei1 gerecht anzuordnen.It is conceivable to use a large number of suction cups per clamping row and, depending on the respective component geometry, to activate only those suction cups that can be functionally applied to the component. However, it can be advantageous to arrange the tables and suction cups in a clamping row so that they can be adjusted lengthwise, so that the clamping device can be manufactured with little material and cost. In the sequential production of various large assemblies, only very short changeover times are required for adjusting the tables and suction cups in order to arrange the suction cups and the tables assigned to them in a way that is appropriate for each component.

Vorteilhaft können die Tische höhenverstellbar ausgebildet sein, um in Anpassung an unterschiedliche Geometrien der Großbaugruppen die einzelnen Bauteile in einer passenden Höhe zu fixieren. Dabei kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, innerhalb einer Spannreihe sämtliche Tische gemeinsam höhenzuverstellen, so daß hierfür der apparativeThe tables can advantageously be designed to be height-adjustable in order to fix the individual components at a suitable height in accordance with the different geometries of the large assemblies. In this case, it can be particularly advantageous to provide for the height of all tables within a clamping row to be adjusted together, so that the equipment

Steuerungsaufwand gering gehalten werden kann. So können beispielsweise sämtliche Tische gleichzeitig hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt werden.Control effort can be kept to a minimum. For example, all tables can be actuated hydraulically or pneumatically at the same time.

Eine preisgünstige Ausgestaltung der Spannvorrichtung kann dadurch erzielt werden, daß bei der Höhenverstellbarkeit der Tische nicht eine stufenlose Verstellbarkeit und Arretierbarke it vorgesehen ist, sondern daß die Tische lediglich zwischen zwei Endanschlagen verstellbar sind. Eine exakte Anpassung an die Kontur des zu haltenden Bauteiles kann durch die Verwendung unterschiedlich gestalteter Konturstücke erfolgen, welche auf den Tischen zur Anlage am Bauteil angeordnet werden. Dabei können nicht nur unterschiedliche Höhen zur Arretierung des Bauteiles durch die entsprechende Dicke des Konturstückes erzielt werden, sondern das Konturstück kann auch durch Kurven, Vorsprünge u. dgl. an die Verläufe der unterschiedlichen Bauteile angepaßt sein, so daß bei der Umrüstung der Spannvorrichtung von einer auf eine andere Großbaugruppe ein Austausch der entsprechenden Konturstücke vorgesehen sein kann.A cost-effective design of the clamping device can be achieved by not providing for continuous adjustment and locking of the height of the tables, but by only allowing the tables to be adjusted between two end stops. Exact adaptation to the contour of the component to be held can be achieved by using differently designed contour pieces, which are arranged on the tables to rest on the component. Not only can different heights for locking the component be achieved by the corresponding thickness of the contour piece, but the contour piece can also be adapted to the course of the different components by means of curves, projections, etc., so that when converting the clamping device from one large assembly to another, the corresponding contour pieces can be exchanged.

Vorteilhaft können die Sauger höhenverstellbar ausgebildet sein, beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch, um zunächst zur Anlage am Bauteil angehoben zu werden. So kann sichergestellt werden, daß jeder Sauger zuverlässig am Bauteil anliegt. Anschließend wird der Unterdruck angelegt, so daß eine feste Verbindung zwischen dem Sauger und dem Bauteil besteht. Schließlich werden die Sauger mitsamt dem Bauteil abgesenkt, so daß das Bauteil zu seiner Fixierung auf den Tischen kommt.Advantageously, the suction cups can be designed to be height-adjustable, for example pneumatically or hydraulically, so that they can first be raised to rest on the component. This ensures that each suction cup rests reliably on the component. The vacuum is then applied so that a firm connection is created between the suction cup and the component. Finally, the suction cups are lowered together with the component so that the component is fixed on the tables.

Aufgrund der leichtgewichtigen Ausgestaltung der Bauteile,wenn sie beispielsweise aus Aluminiumstrangpreßprofilen bestehen, kann vorgesehen sein, daß das Anheben der Sauger mit erheblich niedrigerem Druck erfolgt als das spätere Absenken. Auf diese Weise kann beim Anheben der Sauger sichergestellt werden, daß das Bauteil seine Lage beibehält. Das Absenken unter höherem Druck ermöglicht einen festen Anpreßdruck des Bauteiles auf den Tischen und damit eine sichere Fixierung des Bauteiles.Due to the lightweight design of the components, for example if they are made of extruded aluminum profiles, it can be provided that the suction cups are lifted with considerably lower pressure than the subsequent lowering. In this way, when the suction cups are lifted, it can be ensured that the component maintains its position. Lowering under higher pressure enables a firm contact pressure of the component on the tables and thus a secure fixation of the component.

Bei gebogener Gesamtkontur der Großbaugruppe ist eine besonders hohe Anhebung der beiden seitlichen äußeren Tische erforderlich. Um hier nicht besonders hohe Konsturstücke zu verwenden und damit die sichere Fixierung des Bauteiles zu gefährden, können in den beiden äußeren Spannreihen vorteilhaft Schwenkarme vorgesehen sein, die um eine in Längsachse der Spannreihe verlaufende Schwenkachse beweglich gelagert sind. Auf diese Weise können die Schwenkarme angehoben werden und dabei Sauger und Tische, welche auf den Schwenkarmen angeordnet sind, ebenfalls in die gewünschte Höhe anheben.If the overall contour of the large assembly is curved, the two outer tables must be raised to a particularly high level. In order not to use particularly high structural elements and thus endanger the secure fixation of the component, swivel arms can be provided in the two outer clamping rows, which are mounted so that they can move around a swivel axis running along the longitudinal axis of the clamping row. In this way, the swivel arms can be raised and the suction cups and tables arranged on the swivel arms can also be raised to the desired height.

Um die beiden Seitenkanten der Großbaugruppe sicher zu fixieren, können hier zusätzliche mechanische Haltemittel für den Kantenbereich der Baugruppe vorgesehen sein, wobei diese zusätzlichen Haltemittel vorteilhaft ebenfalls an den Schwenkarmen angeordnet sind, so daß sie durch die Schwenkarme stets in die Höhe mitgenommen werden, in der auch die Seitenkante der Großbaugruppe verläuft. Diese mechanischen Haltemittel können schraubzwingenähnlich ausgebildet sein und beispielsweise Knick-In order to securely fix the two side edges of the large assembly, additional mechanical holding means can be provided for the edge area of the assembly, whereby these additional holding means are also advantageously arranged on the swivel arms so that they are always carried by the swivel arms to the height at which the side edge of the large assembly also runs. These mechanical holding means can be designed similar to screw clamps and can, for example, be anti-buckling

hebelspanner und Hubschwenkspanner umfassen, welche die Kante der Großbaugruppe beidseitig umfassen und fixieren.lever clamps and lifting swing clamps, which enclose and fix the edge of the large assembly on both sides.

Einlegehilfen in Form von Zentrierstiften oder ähnlichen Bauteilen können an einer Spannreihe vorgesehen sein, um das lagerichtige Auflegen des Bauteiles auf die Spannreihe zu gewährleisten.Insertion aids in the form of centering pins or similar components can be provided on a clamping row to ensure that the component is placed in the correct position on the clamping row.

Jeder der Tische kann vorteilhaft eine Höhenfeineinstellbarkeit aufweisen, beispielsweise eine individuell einstellbare Höhenverstellung von + - 10 mm gegenüber seiner Sollhöhe, in welche er gemeinsam mit den anderen Tischen derselben Spannreihe angehoben wird. Beim Schweißen einer Großbaugruppe treten Wärmespannungen und demzufolge ein mehr oder weniger ausgeprägter Verzug der Baugruppe auf. Durch die Feineinstellung der Tische kann jedes Bauteil an den betreffenden Stellen gegenüber seiner Sollposition so vorgespannt werden, daß die auftretenden Verformungen im Anschluß an den Schweißvorgang dazu führen, daß diese Verformungen die bewußt eingestellte Vorspannung geradezu ausgleichen, so daß die Großbaugruppe bei Entnahme aus der Spannvorrichtung ihre exakten Sollmaße aufweist. So kann beispielsweise über die gesamte Länge einer Großbaugruppe eine bewußte Durchbiegung zunächst vorgesehen sein, die nach der anschließenden Montage zu einer gerade verlaufenden Großbaugruppe führt.Each of the tables can advantageously have a fine height adjustment, for example an individually adjustable height adjustment of + - 10 mm compared to its target height, to which it is raised together with the other tables in the same clamping row. When welding a large assembly, thermal stresses occur and, as a result, a more or less pronounced distortion of the assembly. By finely adjusting the tables, each component can be pre-tensioned at the relevant points compared to its target position in such a way that the deformations that occur after the welding process result in these deformations compensating for the deliberately set pre-tension, so that the large assembly has its exact target dimensions when removed from the clamping device. For example, a deliberate deflection can initially be provided over the entire length of a large assembly, which leads to a straight large assembly after subsequent assembly.

Vorteilhaft kann eine derartige Durchbiegung der Großbaugruppe nicht nur in senkrechter Richtung vorgesehen sein, sondern auch in horizontaler Ri c htung. Bei der Herstellung von Seitenwänden kann bei-Advantageously, such a deflection of the large assembly can be provided not only in the vertical direction, but also in the horizontal direction. When producing side walls,

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spielsweise vorgesehen sein, diese flach angeordneten Seitenwände seitlich durch entsprechende Druckstempel so zu beaufschlagen, daß über die Länge der Seitenwand eine Durchbiegung erzielt wird, die bei in ihrer Gebrauchslage ausgerichteter Seitenwand deren geraden Verlauf sicherstellt.For example, it may be provided that these flatly arranged side walls are subjected to pressure from the side by means of appropriate pressure stamps in such a way that a deflection is achieved over the length of the side wall which when the side wall is aligned in its position of use ensures its straight course.

Vorteilhaft können die Sauger eine umlaufende flexible Dichtungslippe aufweisen, die schnell lösbar und auswechselbar ist, indem sie nicht an das Saugergehäuse angeklebt, sondern mit Hilfe eines Halterahmens auswechselbar befestigt ist. Auf diese Weise kann nicht nur bei Verschleiß oder Beschädigung die Dichtungslippe ausgewechselt werden, sondem es können auch unterschiedlich konturierte Dichtungslippen in Anpassung an die Kontur der jeweils einzuspannenden Großbaugruppe Verwendung fi nden .The suction cups can advantageously have a flexible sealing lip that runs all the way around and can be quickly removed and replaced, as it is not glued to the suction cup housing but is instead attached to a retaining frame so that it can be replaced. In this way, not only can the sealing lip be replaced if it becomes worn or damaged, but sealing lips with different contours can also be used to adapt to the contour of the large assembly to be clamped.

Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Neuerung im folgenden näher erläutert. Dabei zeigtThe innovation is explained in more detail below using an example.

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Spannvorrichtung, wobei ein Teil der Spannvorrichtung weggebrochen ist, Fig. 2 eine Ansicht in Längsrichtung der Spannvorrichtung von Fig. 1 auf einen Querträger dieser Spannvorrichtung, wobei eine erste Großbaugruppe in der Spannvorrichtung dargestellt ist, Fig. 2a eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei die Großbaugruppe zum Schweißen der in Fig. 2 unteren Oberfläche eingespannt ist,
Fig. 3 Ansichten ähnlich Fig. 2, jedoch mitFig. 1 is a schematic plan view of a clamping device, with a part of the clamping device broken away, Fig. 2 is a view in the longitudinal direction of the clamping device of Fig. 1 onto a cross member of this clamping device, with a first large assembly being shown in the clamping device, Fig. 2a is a view similar to Fig. 2, with the large assembly being clamped for welding the lower surface in Fig. 2,
Fig. 3 Views similar to Fig. 2, but with

und 4 anderen in der Spannvorrichtung aufgenommenen Großbaugruppen und Fig. 5 einen Schnitt durch einen Sauger.and 4 other large assemblies accommodated in the clamping device and Fig. 5 shows a section through a suction cup.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein eine Spannvorrichtung bezeichnet, die einen Grundrahmen umfaßt, welcher aus zwei Längsträgern 2 und mehreren Querträgern besteht. Die gesamte Spannvorrichtung 1 weist in der Praxis beispielsweise eine Breite von ca. 4,50 m bis 5,00 m auf und eine Gesamtlänge von ca. 30 m. Fig. zeigt demzufolge lediglich den Bereich eines Endes der Spannvorrichtung 1. Zwischen zwei Querträgern wird jeweils eine Zelle gebildet, wobei die dargestellte Spannvorrichtung 1 beispielsweise insgesamt über zehn derartige Zellen verfugen kann.In Fig. 1, 1 generally designates a clamping device that comprises a base frame consisting of two longitudinal beams 2 and several cross beams. In practice, the entire clamping device 1 has, for example, a width of approximately 4.50 m to 5.00 m and a total length of approximately 30 m. Fig. therefore only shows the area of one end of the clamping device 1. Between each two cross beams, a cell is formed, whereby the clamping device 1 shown can, for example, have a total of ten such cells.

In jeder dieser Zellen ist ein zentraler Querriegel 4 vorgesehen, auf dem mehrere Sauger 5 und Tische 6 angeordnet sind. Sauger 5 und Tische 6 sind auf dem zentralen Querriegel in Längsachse der Spannvorrichtung 1 verschiebbar und können daher in Anpassung an die jeweils zu handelnden Bauteile entsprechend positioniert werden. Sämtliche zentralen Querriegel 4 in den Zellen bilden miteinander eine zentrale Spannreihe aus.In each of these cells, a central crossbar 4 is provided, on which several suction cups 5 and tables 6 are arranged. Suction cups 5 and tables 6 can be moved on the central crossbar in the longitudinal axis of the clamping device 1 and can therefore be positioned accordingly in adaptation to the components to be handled. All central crossbars 4 in the cells together form a central clamping row.

Auf beiden Seiten eines zentralen Querriegels 4 ist jeweils ein mittlerer Fügewagen 7 angeordnet, wobei jeder dieser mittleren Fügewagen 7 jeweils einen Sauger 5 und einen benachbarten Tisch 6 aufweist.On both sides of a central crossbar 4, a middle joining carriage 7 is arranged, each of these middle joining carriages 7 having a suction cup 5 and an adjacent table 6.

Auch auf dem mittleren Fügewagen 7 sind Sauger 5 und Tisch 6 längsverschiebbar angeordnet zur Positionierung entsprechend den jeweils zu haltenden Bauteilen. Die mittleren Fügewagen 7 bilden zwei Spannreihen aus, die der zentralen Spannreihe rechtsSuction cups 5 and table 6 are also arranged on the middle assembly carriage 7 so that they can be moved lengthwise for positioning according to the components to be held. The middle assembly carriages 7 form two clamping rows, which are located to the right of the central clamping row.

- 11 und links benachbart sind.- 11 and are adjacent to the left.

Beidseitig außerhalb der mittleren Fügewagen 7 ist jeweils ein äußerer Fügewagen 8 vorgesehen, der ebenfalls über einen Tisch 6 und einen Sauger 5 verfügt. Die äußeren Fügewagen 8 verfugen über zwei in Längsrichtung der Spannvorrichtung 1 verlaufende Träger 9. Auf den jeweils äußeren, also den beiden Längsträgern 2 benachbarten Trägern 9 sind in jeder Zelle zwei Druckstempel 10 vorgesehen, die beispielsweise als mechanisch benätigbare Spindeln ausgebildet sein können und deren Funktion später erläutert wird.On both sides outside the middle joining carriage 7, an outer joining carriage 8 is provided, which also has a table 6 and a suction cup 5. The outer joining carriages 8 have two supports 9 running in the longitudinal direction of the clamping device 1. On the outer supports 9, i.e. those adjacent to the two longitudinal supports 2, two pressure stamps 10 are provided in each cell, which can be designed as mechanically operable spindles, for example, and whose function will be explained later.

Sowohl die Fügewagen 7 als auch die Fügewagen 8 sind quer zur Längsrichtung der Spannvorrichtung verfahrbar. Both the joining carriages 7 and 8 can be moved transversely to the longitudinal direction of the clamping device.

Aus Fig. 2 ist in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab die Anordnung der zentrale Querriegel 4 sowie der Fügewagen 7 und 8 ersichtlich sowie die Anordnung der Sauger 5 und Tische 6 auf den Querriegeln und Fügewagen.Fig. 2 shows, on a larger scale than Fig. 1, the arrangement of the central crossbars 4 and the joining carriages 7 and 8 as well as the arrangement of the suction cups 5 and tables 6 on the crossbars and joining carriages.

In Fig. 2 ist die Halterung der Bodengruppe eines Eisenbahnwaggons in der Spannvorrichtung 1 dargestellt. Die Bodengruppe umfaßt dabei den eigentlichen Boden, der aus fünf Strangpreßprofilen 11 aus Aluminium besteht, sowie zwei seitliche Tragprofile 12, die gemeinsam mit dem Boden die gesamte H-formige Bodenbaugruppe ergeben.Fig. 2 shows the mounting of the floor assembly of a railway wagon in the clamping device 1. The floor assembly comprises the actual floor, which consists of five extruded aluminum profiles 11, as well as two lateral support profiles 12, which together with the floor form the entire H-shaped floor assembly.

Die einzelnen Bauteile dieser Bodenbaugruppe stützen sich auf den Tischen 6 über Konturstücke 14 ab, die der Konturierung bzw. Profilierung der jeweils an-The individual components of this floor assembly are supported on the tables 6 via contour pieces 14, which are used for the contouring or profiling of the respective

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liegenden Bauteile angepaßt sind und die auswechselbar an den Tischen 6 festgelegt sind.lying components and which are interchangeably fixed to the tables 6.

Die Sauger 5 sind in ihrer abgesenkten Stellung dargestellt. Sie können gegenüber dieser abgesenkten Stellung mit sehr geringem Druck angehoben werden, um zur Anlage an dem jeweils zu haltenden Bauteil zu gelangen. Die Anlage der Sauger 5 an das Bauteil mit geringem Druck stellt sicher, daß das Bauteil durch die Sauger nicht unzulässig verschoben wird. Anschließend wird der Unterdruck im Sauger 5 aufgebaut und dann werden die Sauger 5 unter hohem Druck nach unten gerichtet beaufschlagt, so daß sie das nun erfaßte Bauteil unter diesem hohen Druck auf die Tische bzw. auf die Konturstücke 14 pressen.The suction cups 5 are shown in their lowered position. They can be raised from this lowered position with very little pressure in order to reach the component to be held. The suction cups 5 being placed on the component with little pressure ensures that the component is not displaced in an unacceptable manner by the suction cups. Subsequently, the negative pressure is built up in the suction cup 5 and the suction cups 5 are then subjected to high pressure in a downward direction so that they press the now gripped component onto the tables or onto the contour pieces 14 under this high pressure.

Im Produktionsablauf wird zunächst das mittlere Strangpreßprofil 11 auf die mittlere Spannreihe, also auf die zentralen Querriegel 4 aufgelegt und dort gehalten. Zu diesem Zweck können schetnati sch und gestrichelt dargestellte Einlegehilfen 15 in Form von Zentrierstiften vorgesehen sein, die die korrekte Ablage des zentralen Strangpreßprofiles über den Querriegeln 4 sicherstellen.In the production process, the middle extruded profile 11 is first placed on the middle clamping row, i.e. on the central crossbars 4, and held there. For this purpose, insertion aids 15 shown schematically and in dashed lines can be provided in the form of centering pins, which ensure that the central extruded profile is placed correctly over the crossbars 4.

Sobald das zentrale Bauteil auf den zentralen Querriegeln 4 sicher gehaltert ist, können benachbarte Strangpreßprofile 11 auf die mittleren F'ügewagen 7 aufgegeben und dort gehaltert werden. Anschließend kann der mittlere Fügewagen 7 bzw. die Tisch- und Saugerkombination des mittleren Fügewagens 7 zur Mitte der Spannvorrichtung 1 hin verfahren werden, so daß eine Fügeverbindung zwischen dem mittleren Strangpreßprofil 11 und den beiden benachbarten äußeren Strangpreßprofilen 11 herge-As soon as the central component is securely held on the central crossbars 4, adjacent extruded profiles 11 can be placed on the middle joining carriage 7 and held there. The middle joining carriage 7 or the table and suction cup combination of the middle joining carriage 7 can then be moved towards the middle of the clamping device 1 so that a joint connection is created between the middle extruded profile 11 and the two adjacent outer extruded profiles 11.

- 13 stel1t werden kann.- 13 can be set.

In der Praxis weisen die Strangpreßprofile 11 zu diesem Zweck eine Profilierung in Art einer Clips-Verbindung auf, die eine vorläufige Verbindung der beiden benachbarten Bauteile ermöglicht. Aufgrund der hohen Haltekräfte ist eine zusätzliche vorläufige Fixierung der drei mittleren Strangpreßprofile 11 miteinander, z. B. durch Heftschweißung entlang der beiden Trennlinien dieser drei Bauteile, nicht erforderlich.In practice, the extruded profiles 11 have a profile in the form of a clip connection for this purpose, which enables a temporary connection of the two adjacent components. Due to the high holding forces, an additional temporary fixation of the three middle extruded profiles 11 to one another, e.g. by tack welding along the two dividing lines of these three components, is not necessary.

Nach Verbindung dieser drei erwähnten mittleren Strangpreßprofile 11 werden die jeweils äußeren Strangpreßprofile 11 mitsamt den äußeren Tragprofilen 12 durch die äußeren Fügewagen 8 an die bestehende Baugruppe der drei mittleren Strangpreßprofile 11 gepreßt, wobei der äußere Fügewagen ebenfalls quer zur Längsrichtung der Spannvorrichtung 1 verfahrbar ist.After connecting these three mentioned middle extruded profiles 11, the respective outer extruded profiles 11 together with the outer support profiles 12 are pressed by the outer joining carriages 8 onto the existing assembly of the three middle extruded profiles 11, whereby the outer joining carriage can also be moved transversely to the longitudinal direction of the clamping device 1.

In der in Fig. 2 dargestellten Anordnung kann die in Fig. 2 obenliegende Seite der Großbaugruppe durch Schweißautomaten verschweißt werden.In the arrangement shown in Fig. 2, the side of the large assembly that is at the top in Fig. 2 can be welded by automatic welding machines.

Anschließend kann - wie aus Fig. 2a ersichtlich diese Großbaugruppe umgedreht und wieder auf der Spannvorrichtung 1 gehaltert werden, so daß nun die andere Seite der Großbaugruppe für die Schweißautomaten zugänglich ist. Dabei ist aus Fig. 2a ersichtlich, daß die äußeren Fügewagen 7 nicht nur als mechanische Andruckvorrichtungen einen zur Mitte der Spannvorrichtung 1 gerichteten Anpreßdruck ausüben können, sondern ebenfalls über Sauger 5 und Tische mit Konturstücken 14 verfügen, wobei aus Fig. 2aThen, as can be seen from Fig. 2a, this large assembly can be turned over and held on the clamping device 1 again, so that the other side of the large assembly is now accessible for the welding machines. It can be seen from Fig. 2a that the outer joining carriages 7 can not only exert a contact pressure directed towards the center of the clamping device 1 as mechanical pressure devices, but also have suction cups 5 and tables with contour pieces 14, whereby Fig. 2a

gegenüber Fig. 2 die Querverschiebbarkeit des äußeren Fügewagens 8 auf seinem Rahmen erkennbar ist: In Fig. 2a sind die beiden äußeren Fügewagen 8 gegenüber der Anordnung in Fig. 2 zur Mitte der Spannvorrichtung 1 hin verfahren.Compared to Fig. 2, the transverse displacement of the outer joining carriage 8 on its frame can be seen: In Fig. 2a, the two outer joining carriages 8 are moved towards the center of the clamping device 1 compared to the arrangement in Fig. 2.

In Fig. 3 ist die Halterung einer anderen Großbaugruppe, nämlich einer Seitenwand eines Eisenbahnwaggons, in der Spannvorrichtung 1 dargestellt. Dabei ist ersichtlich, daß die Rahmenkonstruktion, die die beiden äußeren Fügewagen 8 trägt, Schwenkarme 16 umfaßt, wobei - wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich ist - in Anpassung an die Neigung der beiden jeweils äußeren Strangpreßprofile 11 die Schwenkarme 16 belieb ig um Schwenkpunkte 17 verschwenkt werden können.In Fig. 3, the mounting of another large assembly, namely a side wall of a railway carriage, is shown in the clamping device 1. It can be seen that the frame construction, which supports the two outer joining carriages 8, comprises swivel arms 16, whereby - as can also be seen from Fig. 3 - the swivel arms 16 can be swiveled around swivel points 17 as desired in order to adapt to the inclination of the two outer extruded profiles 11.

Fig. 3 zeigt, daß im Bereich der beiden äußeren Fügewagen 8 statt eines höhenbeweglichen Tisches 6 oder relativ dünn bemessener Konturstücke 14 sehr dicke, sogenannte Konturtische 18, Verwendung finden können, wobei diese Konturtische 18 ebenso wie die Tische 6 eine mechanische Höhenverstellbarkeit beispielsweise mittels Gewindebolzen 19 ermögliehen, die eine Feinanpassung der Tischhöhe ermöglicht. Durch eine derartige Feinanpassung, die beispielsweise einen Verstellbereich von plus/minus 10 mm umfaßt, kann nach Erfahrungswerten eine bewußte Verspannung der Bauteile vor dem Schweißen bewirkt werden, so daß auftretende Schweißspannungen und ein durch die Schweißspannungen auftretender Verzug der Bauteile zu einer Korrektur dieser Vor-Verspannung führt und insgesamt nach dem Schweißvorgang ein optimal gerades Gesamtbauteil erhalten wird.Fig. 3 shows that in the area of the two outer joining carriages 8, very thick, so-called contour tables 18 can be used instead of a height-adjustable table 6 or relatively thin contour pieces 14, whereby these contour tables 18, like the tables 6, allow mechanical height adjustment, for example by means of threaded bolts 19, which enables fine adjustment of the table height. Experience has shown that such fine adjustment, which for example covers an adjustment range of plus/minus 10 mm, can be used to deliberately tension the components before welding, so that welding stresses that occur and distortion of the components caused by the welding stresses lead to a correction of this pre-tension and an optimally straight overall component is obtained after the welding process.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß auf den Tischen 6 unterschiedliche Kontursfücke 14 angeordnet sein können, wobei in Fig. 3 im Bereich des zentralen Querriegels 4 dickere Kontursfücke 14 Verwendung finden als auf den mittleren Fügewagen 7.From Fig. 3 it can be seen that different contour joints 14 can be arranged on the tables 6, whereby in Fig. 3 in the area of the central crossbar 4 thicker contour joints 14 are used than on the middle joining carriage 7.

Fig. 4 zeigt ähnlich den Fig. 2 und 3 die Halterung einer Großbaugruppe in der Spannvorrichtung In Fig. 4 ist dabei die eingespannte Dachbaugruppe dargestellt. Aufgrund der starken Abwinkelung der beiden äußersten Strangpreßprofile 11 der Dachbaugruppe sind in Fig. 4 die beiden Schwenkarme 16 der äußeren Fügewagen 8 besonders weit gegenüber der Horizontalen verschwenkt.Fig. 4 shows, similar to Figs. 2 and 3, the mounting of a large assembly in the clamping device. Fig. 4 shows the clamped roof assembly. Due to the strong bending of the two outermost extruded profiles 11 of the roof assembly, the two swivel arms 16 of the outer joining carriages 8 are swiveled particularly far relative to the horizontal in Fig. 4.

Die beiden Außenkanten der beiden äußeren Strangpreßprofile 11 sind mit Hilfe zusätzlicher, mechanischer Haltemittel fixiert: So wird die Schmalkante sowie ein Teil der Unterseite des dargestellten äußeren rechten Strangpreßprofiles durch einen Knickhebelspanner 20 beaufschlagt und die in Fig. 4 nach oben weisende Innenfläche dieses Strangpreßprofiles 11 wird durch einen Hubschwenkspanner 21 beaufschlagt, so daß insgesamt der Kantenverlauf der eingespannten Großbaugruppe exakt definiert werden kann.The two outer edges of the two outer extruded profiles 11 are fixed with the help of additional, mechanical holding means: The narrow edge and part of the underside of the outer right extruded profile shown are acted upon by a folding lever clamp 20 and the inner surface of this extruded profile 11 pointing upwards in Fig. 4 is acted upon by a lifting swivel clamp 21, so that the overall edge profile of the clamped large assembly can be precisely defined.

Weiterhin ist in Fig. 4 wie auch schon in Fig. 2a ein Verstel1zylinder 22 angedeutet, mit dem der äußere Fügewagen 8 quer zur Längsrichtung der Spannvorrichtung 1 verstellbar ist.Furthermore, in Fig. 4, as in Fig. 2a, an adjustment cylinder 22 is indicated, with which the outer joining carriage 8 can be adjusted transversely to the longitudinal direction of the clamping device 1.

In Fig. 5 ist ein Sauger 5 in gegenüber den Fig. 1 bis 4 vergrößertem Maßstab dargestellt. Der Sauger umfaßt einen Pneumatikzylinder 23, dessen KolbenIn Fig. 5, a suction device 5 is shown on an enlarged scale compared to Figs. 1 to 4. The suction device comprises a pneumatic cylinder 23, the piston of which

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mit einer Traverse 2 5 verbunden ist. Die Traverse 2 5 verfügt über eine Verdrehsicherung, die in Form von mehreren Stiften 26 ausgebildet ist, welche in Bohrungen 27 höhenbeweglich geführt sind.is connected to a crossbeam 2 5. The crossbeam 2 5 has an anti-twisting device, which is designed in the form of several pins 26, which are guided in holes 27 so that they can be moved in height.

über der Traverse 25 ist eine Halterung 28 vorgesehen, an der der eigentliche Sauger, nämlich ein Gehäuse 29, mit Hilfe eines Stiftes 30 befestigt ist. Der Stift 30 weist in Fig. 5 einen rechten gerändelten Abschnitt auf, an dem er erfaßt und aus der Halterung 28 herausgezogen werden kann, so daß das Gehäuse 29 des Saugers 5 schnell ausgewechselt werden kann, z. B. um ein Gehäuse mit anderem Konturverlauf in Anpassung an das zu haltende Werkstück einzusetzen oder ein anderes Gehäuse, welches eine andere Dichtlippe aufweist, die in Anpassung an das jeweils aufzunehmende Bauteil ausgestaltet sein kann.Above the cross member 25, a holder 28 is provided, to which the actual suction device, namely a housing 29, is attached using a pin 30. In Fig. 5, the pin 30 has a right-hand knurled section by which it can be grasped and pulled out of the holder 28, so that the housing 29 of the suction device 5 can be quickly exchanged, e.g. in order to use a housing with a different contour to match the workpiece to be held or a different housing which has a different sealing lip that can be designed to match the component to be held.

Eine derartige Dichtlippe ist in Fig. 5 mit 31 bezeichnet. Die Dichtlippe 31 ist mit Hilfe eines Haiterahmens 32 sowie mehrerer Schrauben 33 festgelegt und nicht etwa aufgeklebt, so daß die Dichtlippe 31 schnell ausgewechselt werden kann,Such a sealing lip is designated 31 in Fig. 5. The sealing lip 31 is fixed with the help of a retaining frame 32 and several screws 33 and is not glued on, so that the sealing lip 31 can be quickly replaced,

z. B. bei Verschleiß oder beim Umrüsten eines Saugers 5 durch Verwendung einer entsprechend geformten Dichtlippe 31 zur Anpassung an ein unterschiedlich konturiertes, zu haltendes Bauteil.e.g. in the event of wear or when converting a suction cup 5 by using a correspondingly shaped sealing lip 31 to adapt to a differently contoured component to be held.

Das Gehäuse 29 weist weiterhin einen Anschluß zu einer Saugleitung auf, wobei dieser Anschluß in Form einer Bohrung 34 ausgebildet ist.The housing 29 further comprises a connection to a suction line, said connection being in the form of a bore 34.

Zusätzlich zu der Möglichkeit, die Bauteile bzw. die gesamte herzustellende Baugruppe bewußt in verti-In addition to the possibility of deliberately arranging the components or the entire assembly to be manufactured in vertical

kaier Richtung vorzuspannen, z. B. durch die Höhenfeineinstellbarkeit der Tische 6, ist wie aus Fig. ersichtlich ist, eine Vorspannung der herzustellenden Baugrupe auch in horizontaler Richtung möglich.In order to prestress the assembly in any direction, e.g. by finely adjusting the height of the tables 6, it is also possible to prestress the assembly to be manufactured in the horizontal direction, as can be seen from Fig.

So sind an den äußeren Fügewagen 8 die Druckstempel 10 vorgesehen, die als handbetä'ti gte Druckspindeln ausgebildet sein können und ein Zählwerk umfassen, mit dem der erzeugte Spindelhub unmittelbar in Millimetern abgelesen werden kann.The pressure stamps 10 are provided on the outer joining carriages 8, which can be designed as manually operated pressure spindles and include a counter with which the spindle stroke generated can be read directly in millimeters.

Auf diese Weise kann über die Länge des in der Spannvorrichtung 1 gehaltenen Bauteiles eine bewußte Durchbiegung erzielt werden, beispielsweise bei der Herstellung der Seitenteile, so daß bei der Herstellung dieser Großbaugruppe eine bewußte Krümmung in Form einer überhöhung des Seitenteiles erzielt wird. Wenn anschließend dieses Großbauteil nicht mehr liegend positioniert ist, wie in der Spannvorrichtung 1, sondern stehend entsprechend seiner späteren Einbaulage angeordnet ist, bewirkt diese zunächst vorgenommene überhöhung aufgrund des Eigengewichtes die gewünschte Geradlinigkeit der Großbaugruppe.In this way, a deliberate deflection can be achieved over the length of the component held in the clamping device 1, for example during the manufacture of the side parts, so that during the manufacture of this large assembly a deliberate curvature in the form of an elevation of the side part is achieved. If this large component is then no longer positioned lying down, as in the clamping device 1, but is arranged upright in accordance with its later installation position, this elevation initially carried out due to the dead weight brings about the desired straightness of the large assembly.

Claims

"Clamping device for large assemblies in body construction"

Protection claims:

Clamping device for large assemblies in bodywork construction, for example for rail vehicle wagons, the assembly consisting of several individual components, and the clamping device comprising tables for holding the components and the entire assembly lying down, as well as holders for fixing the components of the assembly, characterized in that the holders are designed as vacuum suction devices (5), each suction device (5) being assigned an adjacent table (6, 18) and the clamping device (1) being divided into several longitudinal clamping rows, each with several tables (6,

2 -2 -

18) and suction cups (5), wherein at least one clamping row is mounted so as to be movable transversely to its longitudinal axis.

2 . Clamping device according to claim 1, characterized

characterized in that the tables (6, 18) and

Suction cups (5) are arranged in a clamping row and are longitudinally adjustable.

3. Clamping device according to claim 1 or 2,

characterized in that the tables (6, 18) are designed to be height adjustable.

4. Clamping device according to claim 3, characterized in that the tables (6, 18) of a clamping row are effectively connected to one another in favor of a common height adjustability.

5. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that exchangeable contour pieces (14) are provided on the tables (6), the surface of which is adapted to the surface of the component to be accommodated.

6. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction cups (5) are designed to be pneumatically or hydraulically adjustable in height,

wherein aids are provided for reducing the pressure or speed of the suction drive during the upward movement of the suction cups (5).

7. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the two outer clamping rows (outer joining carriages 8) comprise pivot arms (16) which are pivotable about a longitudinal axis of the clamping row

extending pivot axis (17) are movably mounted, with at least one table (contour table 18) and one suction cup (5) being arranged on each pivot arm (16).

8. Clamping device according to claim 7, characterized by mechanical holding means (articulated lever clamp 20, lifting swivel clamp 21) for the edge region of the assembly, wherein the holding means are arranged on the swivel arms (16).

9. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized by insertion aids (15) on a clamping row, which are provided for contact with one or both longitudinal sides of a component and are arranged for the correct centering of the component.

10. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that each table (6, 18) has a fine height adjustment.

11. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that several pressure stamps (10) are provided, which are distributed over the length of the clamping device (1) on at least one of its

Longitudinal sides are arranged and which are adjustable transversely to the longitudinal direction of the clamping device (1) to the central axis of the clamping device (1).

12. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction cups (5) have a circumferential flexible sealing lip (31) which is replaceably fastened to the suction cup housing (29) by means of a detachable holding frame (32).

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