DE4103907A1 - Tolerance balancing module for industrial robot - comprises basic element fixed to activator in which spherical headed receptacle can move - Google Patents

Tolerance balancing module for industrial robot - comprises basic element fixed to activator in which spherical headed receptacle can move

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Abstract

The tolerance balancing module comprises a basic element (3) fixed to an activator (1). It is located on a receptacle (4) with a curved surface (41). The curve (41) is spherical with a centre at (o) at the front end of a formulating part (6). The spherical surface (41) is used for balancing out lateral and angular forces on the flat surface (31) exerted by the activator on the formulating part (6). USE/ADVANTAGE - Tolerance balancing module in industrial robot. Provides a higher pliability in lateral and angular movements.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Toleranzausgleichsmodul mit einem Grundteil, der an einem Aktuator zur Durchfüh­ rung des Fügevorgangs befestigt ist, und an dem ein beweg­ lich gelagertes Aufnahmeelement für das Fügeteil mit einer Kugelsegmentfläche anliegt, die zu einer Kugel gehört, de­ ren Mittelpunkt in der vorderen Stirnfläche des Fügeteils liegt. The invention relates to a tolerance compensation module with a base part that can be carried out on an actuator tion of the joining process is attached, and to which a moving Lich mounted receiving element for the joining part with a Ball segment surface that belongs to a ball, de ren center in the front face of the joint lies.  

Derartige Toleranzausgleichsmodule werden beispielsweise beim Fügen bzw. Montieren mit Industrierobotern benötigt, da Industrieroboter aus einer Reihe von Gründen eine ver­ gleichsweise große Positionierungenauigkeit aufweisen.Such tolerance compensation modules are, for example when joining or assembling with industrial robots, since industrial robots have a ver equally large positioning inaccuracy.

Die am häufigsten eingesetzten Toleranzausgleichsmodule gehören einer anderen Gattung als im Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 vorausgesetzt an und basieren auf dem sogenannten Remote-Center-Compliance-Prinzip (RCC-Prin­ zip). Derartige Toleranzausgleichsmodule haben jedoch insbesondere dann, wenn der Fügevorgang mit hoher axialer Fügekraft erfolgt, eine Reihe von Nachteilen. Hohe axiale Fügekräfte sind beispielsweise beim Einpressen eines Bol­ zens mit "negativem" Spiel, d. h. mit Übermaß gegenüber dem Basisteil erforderlich:The most commonly used tolerance compensation modules belong to a different genus than in the preamble of Pa claim 1 and are based on the so-called remote center compliance principle (RCC-Prin zip). Such tolerance compensation modules have, however especially when the joining process with high axial Joining force is subject to a number of disadvantages. High axial Joining forces are, for example, when pressing in a bolt zens with "negative" game, d. H. with excess compared to Base part required:

Da bei Toleranzausgleichsmodulen, die nach dem RCC-Prinzip arbeiten, die Übertragung der Fügekraft über elastische Elemente, wie beispielsweise Federn oder Gummi-Elemente erfolgt, wird die maximal in axialer Richtung aufbringbare Fügekraft durch die Nachgiebigkeit der elastischen Elemen­ te begrenzt. Darüberhinaus entsteht ein schwingungsfähiges System. Dies ist insbesondere bei der Übertragung von zeitlich nicht konstanten Kräften, wie dies beispielsweise bei der schlagenden Bearbeitung bzw. beim schlagenden Montieren der Fall ist, von Nachteil, da durch eventuell angeregte Schwingungen ein undefiniertes Verhalten des gesamten Systems hervorgerufen wird.As with tolerance compensation modules based on the RCC principle work, the transfer of joining force via elastic Elements such as springs or rubber elements takes place, the maximum that can be applied in the axial direction Joining power thanks to the flexibility of the elastic elements te limited. In addition, an oscillatory arises System. This is especially true when transferring forces that are not constant over time, such as this, for example in striking processing or in striking Assemble the case is a disadvantage, as it may be excited vibrations an undefined behavior of the entire system.

Ferner ist zur Erzeugung der Reaktionsmomente für die Aus­ gleichsbewegung eine Mindesteintauchtiefe des Fügeteils in das Basisteil erforderlich. Furthermore, to generate the reaction moments for the off a minimum immersion depth of the part to be the base part required.  

Im Gegensatz dazu kann beim Fügen eines Bolzens mit Über­ maß in eine entsprechende Bohrung zun Ausgleich möglicher­ weise bestehender Positionierfehler durch Selbstzentrie­ rung nur ein Bruchteil der Fügetiefe im Vergleich zum Fügen "mit Spiel" genutzt werden, ohne eine bleibende Verfornung eines oder beider Fügepartner zu erzeugen. Aus diesem Grunde ist das erzielbare selbstzentrierende Moment zum Ausgleich des Angularversatzes trotz höherer Normal­ kräfte deutlich geringer als beim Fügen mit Spiel.In contrast, when joining a bolt with over measured in a corresponding hole to compensate for possible wise existing positioning errors due to self-centering only a fraction of the joining depth compared to Add "with play" to be used without a permanent Generate deformation of one or both joining partners. Out for this reason, the attainable self-centering moment to compensate for angular misalignment despite the higher normal forces significantly less than when joining with play.

Ein Toleranzausgleichsmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d. h. ein Toleranzausgleichsmodul mit einem Grundteil, der an einem Aktuator zur Durchführung des Fügevorgangs befestigt ist, und an dem ein beweglich gela­ gertes Aufnahmeelement für das Fügeteil mit einer Kugel­ segmentfläche anliegt, die zu einer Kugel gehört, deren Mittelpunkt in der vorderen Stirnfläche des Fügeteils liegt, ist aus der WO 80/01 547 oder der EP 01 48 677 B1 bekannt:A tolerance compensation module according to the preamble of Claim 1, d. H. a tolerance compensation module with a Basic part that is on an actuator for performing the Joining process is attached, and to which a movable gela gert receiving element for the joining part with a ball segment surface that belongs to a sphere whose Center point in the front face of the part to be joined is from WO 80/01 547 or EP 01 48 677 B1 known:

Bei diesen gattungsgemäßen Toleranzausgleichsmodulen liegt die Kugelsegmentfläche, die zu einer Kugel gehört, deren Mittelpunkt in der vorderen Stirnfläche des Fügeteils liegt, an einer "komplementären" konkaven sphärischen Fläche an, so daß sie ausschließlich angularen Versatz ausgleichen kann. Ferner ist bei dem aus der WO 80/01 547 bekannten Modul das Aufnahmeelement zwischen der konkaven sphärischen Fläche und einer weiteren konvexen Kugelflä­ che, die an dem Grundteil vorgesehen ist, "starr" geführt, so daß die Nachgiebigkeit des Toleranzausgleichsmoduls vergleichsweise klein ist, und das Ausgleichsmodul insbe­ sondere keine Nachgiebigkeit in einer Richtung entgegen der Fügerichtung aufweist; dies ist aber insbesondere bei einer Vorrichtung, bei der ein Bolzen mit Übermaß in eine Aufnahmebohrung eingepreßt werden soll, von Nachteil, da bei einer derartigen Vorrichtung auch Bewegungen entgegen der Fügerichtung ausgeführt werden müssen.With these generic tolerance compensation modules the spherical segment area belonging to a sphere whose Center point in the front face of the part to be joined is due to a "complementary" concave spherical Surface so that they are exclusively angular misalignment can compensate. Furthermore, in that from WO 80/01 547 known module the receiving element between the concave spherical surface and another convex spherical surface che, which is provided on the base part, "rigid", so that the compliance of the tolerance compensation module is comparatively small, and the compensation module in particular especially no one-way compliance the direction of joining; but this is particularly the case with a device in which an oversized bolt in a  Receiving hole should be pressed, a disadvantage because with such a device also counter movements the joining direction must be carried out.

Vor allem aber ist sowohl bei dem aus der WO 80/01 547 als auch bei dem aus der EP 01 48 677 B1 bekannten Toleranz­ ausgleichsmodul zum Ausgleich von lateralem Versatz ein weiteres Paar von Anlageflächen, nämlich von ebenen Anla­ geflächen erforderlich, durch deren Relativbewegung der Ausgleich von Lateralversatz erfolgt. Damit sind bei den bekannten gattungsgemäßen Toleranzausgleichmodulen sowohl der konstruktive Aufwand als auch die Baulänge in Füge­ richtung vergleichsweise groß.Above all, however, both in that from WO 80/01 547 also with the tolerance known from EP 01 48 677 B1 compensation module to compensate for lateral misalignment another pair of contact surfaces, namely of flat plant surfaces required, by the relative movement of the Lateral offset is compensated. With that, the known generic tolerance compensation modules both the construction effort as well as the overall length in the joint comparatively large direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Toleranzaus­ gleichsmodul anzugeben, das bei geringem baulichem Aufwand und kleinen Abmessungen in Fügerichtung sowohl angulare als auch laterale Positionierfehler, wie sie beispielswei­ se beim Arbeiten mit Industrierobotern auftreten, mit hoher Nachgiebigkeit in Lateral- und Angularrichtung und insbesondere entgegen der Fügerichtung ausgleichen kann und das sich insbesondere zum Fügen von Fügeteilen mit Übermaß gegenüber dem Basisteil eignet.The invention has for its object a tolerance Indicate same module, with little construction effort and small dimensions in the joining direction both angular as well as lateral positioning errors, as for example occur when working with industrial robots high flexibility in the lateral and angular direction and can compensate in particular against the joining direction and that in particular for joining parts with Oversize compared to the base part.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent­ anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.An inventive solution to this problem is in the patent Claim 1 specified. Developments of the invention are Subject of the subclaims.

Überraschenderweise kann die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, daß von einem Toleranzaus­ gleichsmodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegangen wird. Ein derartiges Toleranzausgleichsmodul wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß die Ku­ gelsegmentfläche zun Ausgleich von sowohl lateralem als auch angularem Versatz an einer ebenen, an dem Grundteil vorgesehenen Krafteinleitungs-Fläche anliegt, die sich in etwa senkrecht zur Fügerichtung erstreckt, und daß das Aufnahmeelement durch an dem Grundteil abgestützte nach­ giebige Koppelelemente sowohl parallel zur Krafteinlei­ tungs-Fläche im Richtung auf die Grundstellung hin als auch senkrecht zur Krafteinleitungs-Fläche auf diese hin vorgespannt ist.Surprisingly, the one provided according to the invention Problem can be solved by starting from a tolerance same module according to the preamble of patent claim 1 is assumed. Such a tolerance compensation module is further developed according to the invention in that the Ku Gel segment area for the compensation of both lateral and  also angular offset on a flat, on the base part provided force application surface, which is in extends approximately perpendicular to the joining direction, and that the Receiving element by supported on the base common coupling elements both parallel to the power input surface in the direction of the basic position as also perpendicular to the force application surface is biased.

Damit ist ein gleichzeitiger Ausgleich des lateralen und angularen Versatzes am vorderen Ende des Fügeteils durch eine gleichzeitige Drehung und Horizontalbewegung bzw. Gleitbewegung des Aufnahmeelementes (Kugelsegementfläche) auf der Krafteinleitungsfläche möglich. Insbesondere wird dadurch, daß der Mittelpunkt der zu der Kugelsegmentfläche gehörenden Kugel in der vorderen Stirnfläche des Fügeteils liegt, erreicht, daß ein Angularfehler durch Drehung des gesamten Systems um einen Drehpunkt an der Stirnseite des Fügeteils ausgeglichen wird. Die Wirkungslinie der Füge­ kraft verläuft aufgrund des sich hierdurch ergebenden nahezu punktförmigen Kontaktes zwischen Krafteinleitungs­ und Kraftübertragungsfläche ständig durch diesen Dreh­ punkt, so daß das Fügeteil ungehindert einem geringen Moment folgen kann, das durch eine unsymmetrische Flächen­ pressung in der Fuge zwischen Füge-und Basisteil entsteht.This is a simultaneous compensation of the lateral and angular misalignment at the front end of the joint simultaneous rotation and horizontal movement or Sliding movement of the receiving element (spherical segment surface) possible on the force application surface. In particular in that the center point of the spherical segment surface belonging ball in the front end face of the joining part is that an angular error by rotating the entire system around a pivot point on the front of the Part is balanced. The line of action of the joint force is due to the resulting almost point contact between the application of force and power transmission surface constantly through this rotation point, so that the joining part is unimpeded a small Moment can follow that through unsymmetrical surfaces pressure is created in the joint between the joining and base parts.

Weiterhin ist durch die Kugelsegmentfläche an Toleranzaus­ gleichsmodul und die Anordnung der nachgiebigen Elemente (Koppelelemente), die senkrecht zum Kugelradius (Anspruch 3) oder parallel und senkrecht zur Krafteinleitungsfläche (Anspruch 4) angeordnet sein können, eine Kraftübertragung über die starre Kugelsegnentfläche unter Umgehung der nachgiebigen Elemente möglich. Furthermore, the spherical segment surface is out of tolerance equal module and the arrangement of the flexible elements (Coupling elements) that are perpendicular to the sphere radius (claim 3) or parallel and perpendicular to the force application surface (Claim 4) can be arranged, a power transmission over the rigid ball saw surface bypassing the compliant elements possible.  

Das erfindungsgemäße Toleranzausgleichsmodul kann damit hohe Fügekräfte übertragen, da die Fügekräfte im wesentli­ che über starre Körper übertragen werden. Darüberhinaus ergibt sich keine zusätzliche, undefinierte Nachgiebigkeit durch ein Feder-Masse-System in Belastungsrichtung; das erfindungsgemäße Toleranzausgleichsmodul weist jedoch weiterhin eine hohe Nachgiebigkeit zum Ausgleich von late­ ralem und angularem Versatz auf:The tolerance compensation module according to the invention can thus transfer high joining forces since the joining forces essentially che be transmitted via rigid bodies. Furthermore there is no additional, undefined flexibility by a spring-mass system in the direction of loading; the However, tolerance compensation module according to the invention has a high degree of flexibility to compensate for late ralem and angular offset on:

Insbesondere kann die Winkelnachgiebigkeit im Vergleich beispielsweise zu dem aus der WO 80/01 547 bekannten Tole­ ranzausgleichsmodulen um einen Faktor in der Größenordung von 100 verringert, so daß sich insbesondere beim Einpres­ sen der ausgleichbare Winkelversatz entsprechend erhöht.In particular, the angle compliance can be compared for example to the tole known from WO 80/01 547 ranc compensation modules by a factor in the order of magnitude reduced from 100, so that especially when pressing the compensatable angular misalignment is increased accordingly.

Die bei dem erfindungsgemäßen Toleranzausgleichsmodul vorgesehenen Koppelelemente können beliebige nachgiebige Elemente, beispielsweise Druckfedern sein (Anspruch 2). Es ist aber auch möglich, anstelle eines "passiven" Toleranz­ ausgleichsmoduls ein aktives Toleranzausgleichsmodul zu schaffen, bei dem wenigstens ein Sensor vorgesehen ist, der die Lage des Aufnahmeelements erfaßt, und dessen Aus­ gangssignal an einer Steuereinheit angelegt ist, die die Länge der Koppelelemente verstellt (Anspruch 7). Hierzu können die Koppelelemente beispielsweise entsprechende elektromagnetisch beaufschlagte Tauchspulen oder Piezo­ elemente aufweisen.The in the tolerance compensation module according to the invention provided coupling elements can be any compliant Elements, for example compression springs (claim 2). It is also possible instead of a "passive" tolerance compensation module an active tolerance compensation module create, in which at least one sensor is provided, which detects the position of the receiving element, and its off output signal is applied to a control unit which Adjusted the length of the coupling elements (claim 7). For this can, for example, the coupling elements corresponding Electromagnetically loaded moving coils or piezo have elements.

In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 5 ein Anschlag zur Begrenzung des seitlichen (lateralen) Versatzes des Aufnahmeelementes vorgesehen ist.In any case, it is advantageous if according to claim 5 a stop to limit the lateral (lateral) Offset of the receiving element is provided.

Im Anspruch 6 ist eine einfache Ausbildung des erfindungs­ gemäßen Toleranzausgleichsmodul gekennzeichnet, bei der der Grundteil den Teil des Aufnahmeelements, an dem die Kugelsegmentfläche vorgesehen ist, teilweise umgibt. Das Aufnahmeelement ragt durch eine Öffnung im Grundteil, das den Anschlag zur Begrenzung des seitlichen Versatzes bil­ det. Hierdurch ist nicht nur eine einfache Abstützung der Koppelelemente an dem Grundteil möglich, sondern es ergibt sich auch in einfacher Weise der gewünschte Anschlag. Das erfindungsgemäße Toleranzausgleichsmodul kann für beliebi­ ge Fügevorgänge, beispielsweise zum Nieten oder Durchsetz­ fügen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung des erfindungsgemäßen Toleranzausgleichsmo­ duls zum Einpressen von Bolzen, die ein Übermaß gegenüber der Aufnahmebohrung haben.In claim 6 is a simple design of the Invention according to the tolerance compensation module marked  the base part the part of the receiving element on which the Spherical segment surface is provided, partially surrounds. The The receiving element protrudes through an opening in the base part the stop to limit the lateral offset bil det. This is not only a simple support of the Coupling elements on the base part possible, but it results the desired stop in a simple manner. The Tolerance compensation module according to the invention can for any ge joining processes, for example for riveting or clinching add be used. However, it is particularly preferred the use of the tolerance compensation mo according to the invention duls for pressing in bolts that are an oversize the location hole.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all­ gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The invention is hereinafter without limitation of all general inventive idea based on execution play exemplary with reference to the drawing to the rest of the disclosure all of the invention not explained in detail in the text Details are expressly referred to. Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Toleranzausgleichsmoduls im Schnitt, und Fig. 1 shows an embodiment of a tolerance compensation module according to the invention in section, and

Fig. 2a und 2b einen Vergleich eines erfindungsgemäßen Toleranzausgleichsmoduls mit einem bekannten RCC-Toleranzausgleichsmodul zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung. FIGS. 2a and 2b show a comparison of a tolerance-compensating module according to the invention with a known RCC-tolerance compensation module for explaining the operation of the invention.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Toleranzausgleichs­ modul, das an einem Aktuator 1, beispielsweise einem Schlagstößel einer z. B. von einem Industrierobotrer ge­ führten pneumatischen Schlageinheit befestigt ist. Der Schlagstößel bzw. Aktuator 1 ist über einen nur schema­ tisch dargestellten Flansch 2 mit einem Grundteil 3 ver­ bunden. In bzw. an dem Grundteil 3 ist ein Aufnahmeelement 4 beweglich gelagert: Fig. 1 shows a tolerance compensation module according to the invention, the z on an actuator 1 , for example a ram. B. is guided by an industrial robot ge pneumatic striking unit attached. The percussion plunger or actuator 1 is connected to a base part 3 via a flange 2, which is only shown schematically. A receiving element 4 is movably mounted in or on the base part 3 :

Hierzu weist das Aufnahmelement 4 eine Kugelsegmentfläche 41 auf, die an einer ebenen bzw. planen Anlagefläche 31 am Grundteil 3 anliegt. In der Bodenplatte 32 des Grundteils 3 ist eine Öffnung 5 vorgesehen, durch die eine Aufnahme­ einheit 42 für ein Fügeteil 6 ragt.For this purpose, the receiving element 4 has a spherical segment surface 41 which bears on a flat or planar contact surface 31 on the base part 3 . In the base plate 32 of the base part 3 , an opening 5 is provided through which a receiving unit 42 for a joining part 6 protrudes.

Das Aufnahmeelement 4 ist über Druckfedern 7 an dem Grund­ teil 3 abgestützt.The receiving element 4 is supported on the base part 3 via compression springs 7 .

Die Aufnahmeeinheit 42 ist so ausgelegt, daß der Mittel­ punkt o der zu der Kugelfläche 41 gehörenden Kugel in der Stirnseite des Fügeteils 6 liegt. Die Achsen der Druck­ federn 7 stehen auf der Verbindungslinie "Mittelpunkt o/ Mitte der Druckfedern im Ruhezustand" senkrecht und zeigen zu der gestrichelt angedeuteten Mittellinie des Toleranz­ ausgleichsmoduls, in der die Fügekraft FA(t) wirkt.The receiving unit 42 is designed so that the center point o of the ball belonging to the spherical surface 41 lies in the end face of the joining part 6 . The axes of the compression springs 7 are perpendicular to the connecting line "center o / center of the compression springs in the idle state" and point to the dashed center line of the tolerance compensation module, in which the joining force F A (t) acts.

In Fig. 1 sind beispielhaft Maße in Millimetern eingetra­ gen. Diese dienen lediglich zur Veranschaulichung der Größe des Toleranzausgleichsmoduls, selbstverständlich ist es aber möglich, die Maße entsprechend dem jeweiligen Fügefall anders zu wählen.In Fig. 1, dimensions are entered in millimeters as an example. These are only used to illustrate the size of the tolerance compensation module, but it is of course possible to choose the dimensions differently according to the respective joining case.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Toleranzaus­ gleichsmoduls soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben werden, in deren Teilfigur a ein her­ kömmliches Toleranzausgleichsmodul, das nach dem RCC-Prin­ zip arbeitet und in deren Teilfigur b ein erfindungsgemä­ ßes Toleranzausgleichsmodul (teilweise) dargestellt ist. The mode of operation of the tolerance compensation module according to the invention will be described in more detail below with reference to FIG. 2, in the partial figure a of which a conventional tolerance compensation module operates according to the RCC principle and in the partial figure b of which a tolerance compensation module according to the invention is (partially) shown .

In beiden Teilfiguren ist übereinstimmend die Wirkungsli­ nie der Fügekraft FA mit durchgezogenen Linien, die Sym­ metrielinie des Werkzeugs strichpunktiert, die Symmetrie­ linie des Fügeteils gestrichelt und die Symmetrielinie des Basisteils strich-doppelpunktiert dargestellt.In both sub-figures, the effectiveness of the joining force F A is shown with solid lines, the line of symmetry of the tool is dash-dotted, the line of symmetry of the joining part is dashed and the line of symmetry of the base part is shown in dash-double-dot line.

In Teilfigur 2b sind gleiche Elemente wie in Fig. 1 mit den selben Bezugszeichen bezeichnet, während in Teilfigur 2a mit 11 die Kraftübertragungseinheit, mit 12 die Aus­ gleichselemente und mit 13 die Fügeteilaufnahmeeinheit bezeichnet sind. 1 bezeichnet in beiden Teilfiguren den Lateralversatz, o den Drehpunkt (Remote-Center) bei An­ gularversatz, und 14 das Basisteil, in das das Fügeteil gefügt werden soll.In sub-figure 2b the same elements as in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals, while in sub-figure 2a with 11 the power transmission unit, with 12 the equalizing elements and with 13 the joining part receiving unit. 1 denotes the lateral offset in both partial figures, o the pivot point (remote center) for angular offset, and 14 the base part into which the joining part is to be joined.

Wie Fig. 2a zu entnehmen ist, ergibt sich bei herkömn­ lichen RCC-Toleranzausgleichsmodulen durch die relativ zum Fügeteil-Drehpunkt o exzentrische Krafteinlegung ein Mo­ ment; diese Moment muß durch ein entsprechendes größeres Reaktionsmoment über eine entsprechend größere Eintauch­ tiefe kompensiert werden.As can be seen in FIG. 2a, there is a moment in conventional RCC tolerance compensation modules as a result of the eccentric application of force relative to the joint pivot point; this moment must be compensated for by a correspondingly larger reaction moment over a correspondingly larger immersion.

Dagegen kann bei einem erfindungsgemäßen Toleranzaus­ gleichsmodul aufgrund des vorhandenen Spiels zwischen Grundteil 1 und Aufnahmeelement 4 der Fehlerausgleich während des gesamten Fügevorgangs wie folgt erfolgen:On the other hand, in a tolerance compensation module according to the invention, the error compensation during the entire joining process can take place as follows due to the existing play between base part 1 and receiving element 4 :

Nach Ausgleich des lateralen Versatzes durch eine gleich­ zeitige Drehung und Horizontalbewegung des Aufnahmeele­ ments 4 kann der Ausgleich eines Angularfehlers Phi durch Drehen des Aufnahmeelements 4 um den Drehpunkt o an der Stirnseite des Fügeteils 6 erfolgen. Die Wirkungslinie der Fügekraft FA verläuft aufgrund der Ausführung der Kontakt­ fläche 41 zwischen Krafteinleitungselement (Grundteil 3, in Fig. 2b nicht dargestellt) und Kraftübertragungselement (Aufnahmeelement 4) als Kugelsegmentfläche 41 ständig durch diesen Drehpunkt o, so daß das Fügeteil 6 ungehin­ dert dem geringen Moment folgen kann, das durch eine uns­ ymmetrische Flächenpressung in der Fuge zwischen Füge- und Basisteil entsteht.After compensation of the lateral offset by a simultaneous rotation and horizontal movement of the receiving element 4 , the compensation of an angular error Phi can take place by rotating the receiving element 4 about the pivot point o on the end face of the joining part 6 . The line of action of the joining force F A runs due to the execution of the contact surface 41 between the force introduction element (base part 3 , not shown in Fig. 2b) and the force transmission element (receiving element 4 ) as a spherical segment surface 41 through this pivot point o, so that the joining part 6 is unimpeded small moment can follow, which is created by a surface pressure that is ymmetric in the joint between the joint and base part.

Hierdurch ist das erforderliche selbstzentrierende Moment zum Ausgleich des Angularversatzes vergleichsweise gering, so daß nur eine vergleichsweise geringe Mindesteintauch­ tiefe erforderlich ist, woduch Beschädigungen am Füge- und/oder Basisteil durch Positionierfehler vermieden wer­ den können.This is the required self-centering moment comparatively low to compensate for angular misalignment, so that only a comparatively low minimum immersion depth is required, causing damage to the joining and / or base part avoided by positioning errors that can.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ­ lich die verschiedensten Modifikationen möglich sind:The invention is based on an exemplary embodiment game without limiting the general inventive concept kens, within which it goes without saying Various modifications are possible:

Beispielsweise ist es möglich, anstelle von Druckfedern andere Koppelelemente, die anders ausgebildet und/oder anders angeordnet sein können oder aktive Koppelelemente zu verwenden, so daß man anstelle eines passiven Toleranz­ ausgleichsmoduls ein aktives Toleranzausgleichsmodul er­ hält.For example, it is possible instead of compression springs other coupling elements that are designed differently and / or can be arranged differently or active coupling elements to use so that instead of a passive tolerance compensation module an active tolerance compensation module holds.

Claims (7)

1. Toleranzausgleichsmodul mit einem Grundteil (3), der an einem Aktuator (1) zur Durchführung des Fügevorgangs befestigt ist, und an dem ein beweglich gelagertes Aufnah­ meelement (4) für das Fügeteil (6) mit einer Kugelsegment­ fläche (41) anliegt, die zu einer Kugel gehört, deren Mittelpunkt (o) in der vorderen Stirnfläche des Fügeteils (6) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelsegmentfläche (41) zum Ausgleich von sowohl lateralem als auch angularem Versatz an einer ebenen, an dem Grundteil (3) vorgesehenen Krafteinleitungs-Fläche (31) anliegt, die sich in etwa senkrecht zur Fügerichtung erstreckt, und daß das Aufnahmeelement durch an dem Grundteil abgestützte Koppelelemente sowohl parallel zur Krafteinleitungs-Fläche (31) in Richtung auf die Grundstellung hin als auch senk­ recht zur Krafteinleitungs-Fläche (31) auf diese hin vor­ gespannt ist.1. tolerance compensation module with a base part ( 3 ), which is attached to an actuator ( 1 ) for carrying out the joining process, and on which a movably mounted receiving element ( 4 ) for the joining part ( 6 ) with a spherical segment surface ( 41 ) rests, which belongs to a ball, the center point (o) of which lies in the front end face of the joining part ( 6 ), characterized in that the spherical segment surface ( 41 ) to compensate for both lateral and angular misalignment on a flat, on the base part ( 3 ) provided force application surface ( 31 ), which extends approximately perpendicular to the joining direction, and that the receiving element is supported by coupling elements supported on the base part both parallel to the force application surface ( 31 ) in the direction of the basic position and perpendicular to the force application Surface ( 31 ) on this is stretched out. 2. Toleranzausgleichsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelemente Druckfedern (7) sind.2. Tolerance compensation module according to claim 1, characterized in that the coupling elements are compression springs ( 7 ). 3. Toleranzausgleichsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Koppelelemente (7) jeweils auf der Verbindungslinie "Mittelpunkt o der zu der Kugelsegmentfläche gehörenden Kugel/Mitte der Koppel­ elemente in Grundstellung" senkrecht stehen und zur Mit­ tellinie des Toleranzausgleichsmoduls zeigen. 3. Tolerance compensation module according to claim 1 or 2, characterized in that the axes of the coupling elements ( 7 ) are each perpendicular to the connecting line "center o of the ball segment surface belonging to the ball / center of the coupling elements in the basic position" and to show the line with the tolerance compensation module . 4. Toleranzausgleichsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Koppelelemente, deren Achsen parallel zur Krafteinleitungs-Fläche angeordnet sind, als auch Koppelelemente vorgesehen sind, deren Ach­ sen senkrecht zur Krafteinleitungs-Fläche angeordnet sind.4. tolerance compensation module according to claim 1 or 2, characterized in that both coupling elements whose Axes arranged parallel to the force application surface are, as well as coupling elements are provided, the Ach sen are arranged perpendicular to the force application surface. 5. Toleranzausgleichsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag zur Begrenzung des lateralen Versatzes des Aufnahmeelementes vorgesehen ist.5. Tolerance compensation module according to one of claims 1 to 4, characterized in that a limit stop of the lateral offset of the receiving element is. 6. Toleranzausgleichsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundteil (3) den Teil des Aufnahmeelements (4), an dem die Kugelsegmentfläche (41) vorgesehen ist, zumindest teilweise umgibt, und daß das Aufnahmeelement durch eine Öffnung (5) im Grundteil (3,) ragt, deren Wandung (32) den Anschlag zur Begrenzung des lateralen Versatzes bildet.6. Tolerance compensation module according to claim 5, characterized in that the base part ( 3 ) at least partially surrounds the part of the receiving element ( 4 ) on which the spherical segment surface ( 41 ) is provided, and that the receiving element through an opening ( 5 ) in the base part ( 3, ) protrudes, the wall ( 32 ) of which forms the stop for limiting the lateral offset. 7. Toleranzausgleichsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sensor vorgese­ hen ist, der die Lage des Aufnahmeelements (4) erfaßt, und dessen Ausgangssignal an einer Steuereinheit angelegt ist, und daß die Koppelelemente Elemente sind, deren Länge durch die Steuereinheit verstellbar ist.7. tolerance compensation module according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one sensor is vorgese hen, which detects the position of the receiving element ( 4 ), and whose output signal is applied to a control unit, and that the coupling elements are elements whose length is adjustable by the control unit.
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