DE69801971T3

DE69801971T3 - Einspannvorrichtung zum Schweissen von Blechelementen

Info

Publication number: DE69801971T3
Application number: DE69801971T
Authority: DE
Inventors: Luigi Chiorino
Original assignee: Comau Systems SpA
Current assignee: Comau Systems SpA
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2018-08-29
Also published as: BR9804492A; EP0909607B2; IT1295715B1; US6129345A; DE69801971T2; EP0909607B9; ATE206650T1; DE69801971D1; ITTO970906A1; EP0909607B1; KR19990036688A; EP0909607A1; KR100320607B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum örtlich Festlegen und Klemmen in Position von Pressblech-Komponenten, die einem Schweißvorgang unterzogen werden sollen. Insbesondere betrifft die Erfindung Einspannvorrichtungen der Art, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist.
Die Einspannvorrichtungen der oben angegebenen Art sind während eines langen Zeitraums bekannt gewesen und verwendet worden, beispielsweise bei Montagevorgängen durch Verschweißen von aus Pressblech-Elementen gebildeten Einheiten, wie z.B. Kraftfahrzeugkarosserien oder Montagegruppen davon.
Für eine rasche Bezugnahme zeigt die 1 eine Ausführungsform einer Einspannvorrichtung im Stand der Technik. Unter Bezugnahme auf diese Zeichnung ist eine Pressblech-Struktur 1 typischerweise von zwei Blechelementen 2, 3 gebildet, die durch Elektropunktschweißen an zwei nebeneinander liegenden Flanschen 2a, 3a davon verschweißt werden müssen. Die Elemente 2, 3 werden mittels einer Einspannvorrichtung 4 in der richtigen Schweißposition eingespannt, welche Einspannvorrichtung ein fixes Stützelement 5 und ein bewegliches Einspannelement 6 umfasst, das dafür ausgelegt ist, über dem Stützelement 5 geschlossen zu werden, um die beiden nebeneinander liegenden Flansche 2a, 3a in der richtigen Schweißposition einzuspannen, so dass diese Flansche dann durch Aufbringen von Elektroschweißpunkten miteinander verschweißt werden können, und zwar in Bereichen, die nicht von den zwei Elementen 5, 6 der Einspannvorrichtung 4 bedeckt sind. Das fixe Stützelement 5 ist durch Schrauben mit einer fixen Stützstruktur 7 verbunden, und zwar mittels eines Winkelglieds 8. Die Passplatten 9, 10 sind jeweils zwischen dem Winkelglied 8 und der fixen Struktur 7 sowie dem Stützelement 5 angeordnet. Das bewegliche Einspannelement 6 ist um eine Achse 11 schwenkbar gestützt, und zwar durch einen Stützkörper 12, der unter Zwischenschaltung einer Passplatte 13 seinerseits durch Schrauben an der Struktur 7 gesichert ist. Eine Passplatte 14 ist auch zwischen dem beweglichen Einspannelement 6 und einem Hebel 15 angeordnet, der direkt um die Achse 11 schwenkbar am Körper 12 montiert ist und dessen Rotation durch einen Flüssigkeitszylinder 16 angetrieben wird, der ebenso vom Körper 12 getragen wird. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Verwendung der Passplatten 9, 10, 13, 14 dadurch bedingt, dass es einer Garantie bedarf, dass sich die Elemente 5, 6 der Einspannvorrichtung 4 in der geforderten zweckmäßigen Position im Verhältnis zur Position der zu verschweißenden Struktur 1 befinden. Typischerweise wird die Struktur 1 zu einer Schweißstation gebracht und darin in Position geklemmt, und zwar durch von der Einspannvorrichtung 4 unabhängige Mittel. Daher ist die Position der zu verschweißenden Struktur 1 als vorbestimmt zu betrachten, und es ist dann erforderlich, dass sich die Elemente 5, 6 an einer zweckmäßigen Position im Verhältnis dazu befinden. Wenn die Struktur 1 die Schweißstation erreicht, wird sie auf dem Stützelement 5 angeordnet, und zwar in der in der 1 gezeigten Lage, jedoch offensichtlich mit dem beweglichen Einspannelement 6 in einer nach oben gedrehten Lage im Verhältnis zu der in der 1 gezeigten. Ist die Struktur 1 einmal auf dem Stützelement 5 positioniert, kann der Zylinder 16 dazu aktiviert werden, eine Schließbewegung des beweglichen Einspannelements 6 über den zwei nebeneinander liegenden Flanschen 2a, 3a der zwei Blechkomponenten 2, 3 anzutreiben, um ein genaues Fixieren und Einspannen dieser Flansche zwischen den zwei Elementen 5, 6 zu erreichen.
Wie bei der bekannten Lösung deutlich ersichtlich ist, müssen, falls es erforderlich ist, die Position des Stützelements 5 einzurichten, die Platten 9, 10 durch Platten mit unterschiedlicher Stärke ersetzt werden, um die Position des Elements 5 entlang der zwei orthogonalen Achsen (senkrecht und waagrecht) einzustellen, die in der Ebene nach 1 liegen. Ähnlich dazu impliziert ein Einrichten des Elements 6 entlang der waagrechten und der senkrechten Richtung ein Ersetzen der Platten 13, 14.
Daher sind die Einstellvorgänge bei Einspannvorrichtungen im Stand der Technik aufwendig und zeitraubend und bringen einen Produktivitätsverlust der Anlage mit sich, wenn diese Vorrichtungen eingesetzt werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu überwinden.
Mit Blick auf das Erreichen dieses Ziels stellt die Erfindung eine Einspannvorrichtung der Art bereit, die zu Beginn der vorliegenden Beschreibung angegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der das bewegliche Einspannelement der Vorrichtung tragende Körper seinerseits durch die fixe Stützstruktur gestützt ist, und zwar mittels des ersten Stützelements, womit der das bewegliche Einspannelement tragende Körper direkt durch Schrauben verbunden ist.
Dank diesem Merkmal wurden die zeitraubenden und aufwendigen Einstellvorgänge, die bei den bekannten Vorrichtungen notwendig sind, ausgeschaltet, da das erste Stützelement und das zweite Einspannelement von der fixen Stützstruktur nicht unabhängig voneinander getragen werden. Im Gegenteil, der das bewegliche Einspannelement tragende Körper ist direkt mit dem ersten Stützelement verbunden, so dass die Position des ersten Stützelements im Verhältnis zum zweiten Einspannelement ein für alle Mal eindeutig bestimmt und definiert ist. Daher ist kein Vorgang zum Einrichten dieser Position erforderlich. Es kann höchstens bloß ein Einrichten der gesamten Einheit, gebildet vom ersten Stützelement und dem zweiten beweglichen Einspannelement, im Verhältnis zur fixen Stützstruktur notwendig sein, und zwar infolge von Verschleiß oder Verformungen, die möglicherweise mit der Zeit entstehen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zur Vereinfachung auch dieses letzten verbleibenden Einrichtvorgangs das oben erwähnte erste Stützelement mit der fixen Stützstruktur durch Schrauben verbunden, die in Löcher mit vergrößertem Durchmesser eingreifen, um ein gleichzeitiges Einrichten der Position des Stützelements entlang zweier zueinander orthogonaler Richtungen zu erlauben.
Darüber hinaus umfasst die fixe Stützstruktur vorzugsweise ein Winkelstützglied, das mit zwei orthogonalen Flächen des ersten Stützelements in Kontakt steht, um einen Hinweis auf die richtige Montageposition des Stützelements im Verhältnis zur fixen Stützstruktur für den Fall zu geben, dass das Stützelement vorübergehend abmontiert werden muss. Zwischen dem oben erwähnten Winkelstützglied und den zwei oben erwähnten orthogonalen Flächen des Stützelements sind zwei Platten angeordnet, mittels derer die Montageposition des Stützelements eingestellt werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung beschrieben werden, die einzig und allein als nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird und in der:
die 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung im Stand der Technik ist,
die 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
die 3 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach der 2 ist, und zwar im Betriebszustand gezeigt,
die 4 die Vorrichtung nach den 2, 3 in einer Seitenansicht ähnlich der
der 3 zeigt, allerdings im Ruhezustand, und
die 5 eine Variante der 2 zeigt.
In den 2–5 sind Teile, die mit den in der 1 gezeigten übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Der Hauptunterschied der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur in der 1 gezeigten bekannten Vorrichtung liegt darin, dass im Fall der erfindungsgemäßen Vorrichtung der das bewegliche Einspannelement 6 tragende Körper 12 nicht direkt an der fixen Stützstruktur 7 gesichert ist, sondern von letzterer mittels des ersten Stützelements 5 getragen wird. In der Tat ist der Körper 12 durch Schrauben 17 an einer Klammer 18 gesichert, die ihrerseits direkt am fixen Stützelement 5 gesichert ist. Es gibt keine andere direkte Verbindung zwischen dem Körper 12 und der fixen Struktur 7. Daher ist im Gegensatz zur bekannten Vorrichtung, bei der die Elemente 5, 6 unabhängig von der fixen Struktur 7 getragen werden, die relative Position dieser Elemente eindeutig bestimmt und ein für alle Mal definiert und muss daher nicht eingerichtet werden. Es kann höchstens noch ein Einrichtvorgang der gesamten Einheit, gebildet von den zwei Elementen 5, 6, notwendig sein, und zwar infolge von Verschleiß oder Verformungen, die mit der Zeit entstehen können. Dieser Vorgang kann einfach durch Einstellen der Position des Stützelements 5 im Verhältnis zur fixen Struktur 7 erfolgen. Um diesen letzten verbleibenden Einrichtvorgang zu vereinfachen, ist das fixe Stützelement 5, das eine Oberkante 5a mit einer Form zum Definieren eines Bezugs für die einzuspannende Struktur aufweist, von einer senkrechten Platte gebildet, die an einer senkrechten Wand 7a der fixen Stützstruktur 7 gesichert ist, und zwar durch ein Paar Schrauben 19, die in in der Wand 7a gebildete Löcher mit einem entsprechenden Durchmesser eingreifen und in in der Platte 5 gebildete Löcher mit vergrößertem Durchmesser eingreifen. Durch ein Lockern der Schrauben 19 ist es daher möglich, die Position der Platte 5 im Verhältnis zur Struktur 7 gleichzeitig entlang zweier zueinander orthogonaler Richtungen einzurichten, d.h. entlang der waagrechten Richtung und der senkrechten Richtung in der Ebene nach den 3, 4.
Wie bereits oben angegeben ist gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung zum Liefern eines unmittelbaren Hinweises auf die richtige Position für das Montieren der Platte 5 an der fixen Struktur 7 ein Winkelstützglied 20 montiert, gegen das sich die orthogonalen Kanten 5b, 5c der Platte 5 stützen, und zwar unter Zwischenschaltung der Platten 21, 22. Wenn die Vorrichtung zum ersten Mal verwendet wird, ist das Winkelglied 20 noch nicht an der fixen Struktur 7 montiert. Die Platte 5 wird in der richtigen Position eingestellt und dann mittels Schrauben 19 an der Struktur 7 fixiert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Winkelglied 20 mit den zwei Kanten 5b, 5c der Platte 5 in Kontakt gebracht, und zwar unter Zwischenschaltung der Platten 21, 22. Die Schrauben 23 fixieren das Winkelglied 20 an der Platte 5 und halten die Platten 21, 22. Die Sitze der Schrauben 23 auf dem Winkelglied 20 sind vorgesehen, um eine orthogonale Bewegung der Platte im Fall einer Änderung der Platten 21, 22 zu ermöglichen. Ist das Winkelglied 20 einmal an der Platte 5 montiert, wird es dort mit den Platten 21, 22 verschweißt oder anderweitig an der Struktur 7 gesichert. Auf diese Weise kann die Platte 5, falls sie abmontiert werden muss, unverzüglich wieder montiert und in der richtigen Position positioniert werden, und zwar dank dem durch das Winkelglied 20 gelieferten Bezug.
Bei der Verwendung der Vorrichtung wird ähnlich wie bei bekannten Vorrichtungen die zu verschweißende Struktur zwischen dem fixen Element 5 und dem beweglichen Element 6, das über dem fixen Element 5 geschlossen wird, eingespannt. Die geschlossenen und offenen Positionen des Elements 6 sind jeweils in den 3, 4 und auch in der 2, jeweils mit nicht strichlierten und strichlierten Linien, gezeigt. Wie bereits angegeben weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, dass sie zu keinem Zeitpunkt einen Einrichtvorgang der relativen Position der zwei Elemente 5, 6 erfordert, da der das Element 6 tragende Körper 12 direkt am Element 5 montiert ist. Es kann höchstens ein Einrichtvorgang der gesamten Einheit der zwei Elemente 5, 6 notwendig sein, der erfolgen kann durch ein Lockern der Schrauben 19, ein Entfernen der Platten 21, 22 und ein anschließendes Wiederanziehen der Schrauben 19, nachdem die neue erforderliche Position der Platte 5 erreicht worden ist und die zwei neuen Platten 21, 22 mit einer passenden Größe eingesetzt worden sind, um wieder einen unmittelbaren Hinweis auf die richtige Montageposition der Platte 5 zu geben.
Die 5 zeigt eine Variante, bei der das Winkelglied 20 durch zwei an die Struktur 7 angeschweißte getrennte Balken 20a, 20b ersetzt wurde, während die zwei orthogonalen Schrauben 23 durch eine einzelne Schraube 230, angeordnet im 45°-Winkel an der Ecke zwischen den Kanten 5b, 5c des Elements 5, ersetzt wurden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich ersichtlich ist, werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die zeitraubenden und aufwendigen Einrichtvorgänge vermieden, die sonst bei den bekannten Vorrichtungen notwendig sind.
Selbstverständlich können bei gleichbleibendem Prinzip der Erfindung die Konstruktionsdetails und die Ausführungsformen weit von dem abweichen, was einzig und allein als Beispiel beschrieben und veranschaulicht worden ist, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung – so wie durch die Patentansprüche definiert – abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zum örtlich Festlegen und Klemmen in Position von Pressblech-Komponenten (2, 3), die einem Schweißvorgang unterzogen werden sollen, umfassend: – ein erstes Element (5) zum Stützen der Blechelemente (2, 3) in der richtigen Schweißposition, wobei das erste Element (5) starr mit einer fixen Stützstruktur (7) verbunden ist, und – ein zweites Element (6) zum Einspannen der zu verschweißenden Blechelemente (2, 3), wobei das zweite Element (6) drehbar an einem Körper (12) montiert ist, der von der fixen Stützstruktur (7) getragen wird, und zwar zur Rotation zwischen einer Ruheposition in einem Abstand vom ersten Stützelement (5) und einer Betriebsposition, in der es dem ersten Stützelement (5) benachbart ist und mit ihm zusammenwirkt, so dass die Blechkomponenten (2, 3) in der richtigen Schweißposition zwischen dem ersten und dem zweiten Element (5, 6) eingespannt sind, – einen vom Körper (12) getragenen Zylinder (16) zum Drehen des zweiten beweglichen Einspannelements (6), wobei der das bewegliche Einspannelement (6) tragende Körper (12) durch die fixe Stützstruktur (7) gestützt ist, und zwar mittels des ersten Stützelements (5), womit der das bewegliche Einspannelement (6) tragende Körper (12) direkt durch Schrauben (19) verbunden ist, wobei das erste Stützelement eine Platte (5) umfasst, die mit einer Wand (7a) der fixen Stützstruktur (7) mittels Schrauben (19) verbunden ist, die in Löcher der Platte eingreifen, die vergrößerte Durchmesser haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (5) eine vertikale Platte ist, die mit ihrer Ebene orthogonal relativ zu der Drehachse (11) des zweiten Elementes (6) angeordnet ist und eine obere Kante (5a) hat, die, in der Richtung der Drehachse (11) des zweiten Elementes (6) gesehen, ein geformtes Profil aufweist, das einen Hohlraum mit einem Boden und zwei Seiten zum Formkontakt mit einem entsprechend geformten Blechelement (3) der einzuspannenden Struktur enthält, um einen Bezug für die Position der einzuspannenden Struktur entlang einer horizontalen Richtung orthogonal zu der Drehachse (11) zu bilden, die Wand (7a) der fixen Stützstruktur, an der die vertikale Platte (5) befestigt ist, eine vertikale Wand ist, die mit ihrer Ebene ebenfalls orthogonal zu der Drehachse (11) des zweiten Elementes (6) angeordnet ist, die Schrauben (19), die die Platte (5) mit der Wand (7a) der fixen Stützstruktur (7) verbinden, parallel zu der Drehachse (11) des zweiten Elementes (6) angeordnet sind, so dass die vertikale Platte (5) bezüglich ihrer Position über der vertikalen Wand (7a) der fixen Stützstruktur (7) gleichzeitig in zwei zueinander orthogonalen Richtungen in einer Ebene orthogonal zu der Drehachse (11) des zweiten Elementes (6) und orthogonal zu den Schrauben (19), die in die Löcher mit vergrößertem Durchmesser eingreifen, beim Lösen dieser Schrauben (15) ausgerichtet werden kann.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (7a) ein Winkelstützglied (20) aufweist, das mit zwei orthogonalen Kanten (5b, 5c) der Platte (5) in Kontakt steht, um einen Hinweis auf die richtige Montageposition der Platte (5) zu geben.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Passplatten (21, 22) zwischen dem Winkelglied (20) und der Platte (5) angeordnet sind.