WO2019056034A1 - Funktionsbauteil mit einem ersten anschlussstück, einem zweiten anschlussstück und dazwischen ausgebildeten verbindungsbauteilen - Google Patents

Funktionsbauteil mit einem ersten anschlussstück, einem zweiten anschlussstück und dazwischen ausgebildeten verbindungsbauteilen Download PDF

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WO2019056034A1
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Klaus Grausgruber
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Stiwa Automation Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a functional component having a first connection piece and a second connection piece, as well as a method for producing the functional component.
  • the object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide an apparatus and a method which can be produced inexpensively and which can be adapted to the components to be connected.
  • a functional component which comprises at least a first connecting piece and a second connecting piece, which are positioned in a defined position relative to one another. Furthermore, at least one connection component or a connection component group is formed with a plurality of connection components, which is connected to the first Coupling piece and the second connector is coupled, wherein the connecting member has a standardized shape and wherein the first connector and the second connector are fixed by means of the connecting member in their position relative to each other.
  • the functional component according to the invention has the advantage that it is easy to manufacture and moreover can be flexibly adapted to the respective requirements of the components to be connected. Furthermore, it may be expedient if at least two connection components are coupled to one another to form a connection component group, wherein the first connection component is coupled to the first connection piece and the second connection component is coupled to the second connection piece.
  • the advantage here is that a greater distance between the first connector and the second connector can be achieved by the coupling of a plurality of standardized connection components.
  • the connection component group with a plurality of connection components can be flexibly adapted to the spatial space conditions in the device in which it is installed. In particular, it may be provided in this case that the connection components are designed such that they can be simply joined to one another in order to achieve simple producibility of the connection component group.
  • the connecting component has a plug-in head at a first longitudinal end and has a receiving opening at a second longitudinal end, wherein the receiving opening is dimensioned such that the plug-in head of a further connecting component can be received in the receiving opening.
  • an outer surface of the plug-in head is formed as a ball segment and that an inner surface of the receiving opening corresponds to the spherical segment.
  • connection piece is coupled to the connection component by means of a material connection, in particular a welded connection, preferably a laser welding connection.
  • a material connection in particular a welded connection, preferably a laser welding connection.
  • connection components are coupled to each other by means of a material connection, in particular a welded connection, preferably a laser welding connection.
  • a material connection in particular a welded connection, preferably a laser welding connection.
  • the individual connection components can be coupled together in such a way that they are well suited for power transmission.
  • a laser welding connection is also easy to manufacture.
  • a solder joint may also be provided.
  • a connection between the individual components may be provided by means of induction welding.
  • the individual components are coupled together by producing a positive connection, wherein the individual components are pressed together.
  • its cavity in particular the cavity of the individual connecting components, is filled with foam or poured out.
  • foam or poured out This can be done for example by means of a rigid material, such as a metal casting.
  • a flexible material such as a plastic foam, or a rubbery material.
  • the connecting components may be expedient if at least one of the connecting components has a predetermined breaking point.
  • the functional component can act as a safety component, which allows a limited power transmission.
  • a solder layer is arranged in the plug head and / or in the receiving opening of the connecting component. The advantage in this case is that by means of the solder layer, the individual connection components can be connected to each other by heat input, without the need for an additive must be supplied.
  • the position of the individual connection components to each other can be set flexibly and in a subsequent process, the individual connection components, for example by heating by means of an open flame, such as from a gas cartridge, are fixed in their position relative to each other.
  • Altematiwariante can also be provided that the heat energy, for example by induction, is introduced into connecting components.
  • the functional component is placed in a heat furnace, wherein the solder layer melt at several connecting components simultaneously and thus can connect the connecting components together.
  • connection piece and / or the second connection piece and / or at least one of the connection components are formed from a metallic material.
  • the advantage here is that elements which are formed from a metallic material, can be easily welded together and also have a high strength.
  • connection component group two mutually coupled connection components of the connection component group are formed of a different material.
  • the advantage here is that the functional component by this measure can have locally different material properties and thus can be adapted to specific requirements.
  • the first connection piece and the second connection piece are formed from a different material.
  • the functional component by this measure can have locally different material properties and thus can be adapted to specific requirements.
  • the connecting component is designed as a sheet-metal forming part, in particular as a deep-drawing component, made of a metallic material.
  • Such manufactured connecting components can be easily and inexpensively manufactured in a process for mass production.
  • the connecting member is formed as a hollow cylindrical body having a constant wall thickness.
  • connection component is designed as a cold extruded part.
  • the connecting component is designed as a rotationally symmetrical body.
  • the connecting component is designed as a rotationally symmetrical hollow body.
  • the receiving opening has a constriction which has a diameter which is slightly smaller than a diameter of the plug head and that the receiving opening then has a receiving space for the plug head to the constriction.
  • Connecting components to each other for example by means of a welding process, these are fixed in their position to each other.
  • a connecting component group to be composed of a plurality of connecting components and for the connecting component group to be flexibly fitted into the intermediate space between the first connecting piece and the second connecting piece.
  • the first connection piece and / or the second connection piece has a plug head corresponding to the connection component or a receiving opening corresponding to the connection component.
  • the connecting component can be adapted in any desired spatial angle to the first connection piece or to the second connection piece.
  • the connecting component group has an intermediate piece, which is arranged between two connecting components, and which is designed differently to the connecting components. Such an intermediate piece can be used, for example, when a large distance has to be bridged between individual connecting pieces.
  • the connecting component in the region of the second longitudinal end have a recess which extends from the second longitudinal end to the first longitudinal end and penetrates the wall of the connecting component in the region of the receiving opening.
  • the flexibility of the connecting components can be increased.
  • the angular range in which the connecting components can be joined together can be increased.
  • a shoulder is formed in the inner surface of the receiving opening. The heel serves for gripping the connection component by means of an inner gripper.
  • a first cylinder section is formed on the outer surface of the plug head.
  • the first cylinder portion may serve to grip the connecting member by means of the holding device.
  • the first cylinder portion can be used for tolerance compensation between two connecting components.
  • a second cylinder section is formed on an outer surface in the region of the receiving opening.
  • the second cylinder portion may serve to grip the connecting member by means of the holding device.
  • a device is provided with a first component and a second component, which are coupled together by means of a functional component.
  • the functional component is designed here according to the above explanations. Furthermore, it may be expedient if a cable harness is guided in the functional component.
  • the advantage here is that the functional component in addition to its function as a component for transmitting forces can also serve to accommodate the lines simultaneously.
  • the functional component serves to guide a liquid or gaseous medium.
  • these media density can be, so that in the cavity of the individual connection components, a gaseous or a liquid medium can be performed.
  • a method for producing a functional component in particular a functional component according to one of the preceding claims.
  • the method comprises the following method steps:
  • connection component which has a standardized shape, or a connection component group with a plurality of connection components
  • connection component can be built up step by step, which is considered to be expedient, particularly in an automated process using production robots.
  • a plurality of connecting components are coupled to form a connecting component group, and the first connecting piece, as well as the second connecting piece, are received in a holding device and relative to one another are positioned and positioned in a subsequent method step, the connecting member group between the first connector and the second connector and is connected thereto.
  • the advantage here is that by this measure, the end position of the two connectors can be accurately defined relative to each other and the individual connection components or the connection component group can be flexibly adjusted between the two fittings.
  • connection component is connected to the first connection piece and / or to the second connection piece by means of a laser welding process.
  • the advantage here is that the individual components can be easily connected to each other by means of a laser welding process.
  • connection components are connected to one another by means of a laser welding process, wherein at least one of the connection components is held by a holding device and the connection components and / or the welding head of the laser is rotated such that the connection components are connected to one another in their contact region become.
  • solder layer is arranged in the plug-in head and / or in the receiving opening of the individual connecting components and the individual connecting components are put together and brought into position, wherein the individual connecting components are coupled to one another by heating them Lot runs at the transition point between two connection components and forms a material connection between the individual connection components.
  • a predetermined breaking point in one of the connecting components is generated by the fact that the connecting member is locally heat treated.
  • the heat treatment of the connecting component can be done for example by means of a laser.
  • the predetermined breaking point can be accurately positioned and individually introduced into the connecting component.
  • That connecting component which is welded in the region of the receiving opening, by means of the holding device in the first cylinder section and / or second cylinder portion is held and rotated about its central axis.
  • the connecting member can be kept simple.
  • FIG. 1 shows a device with a first component, a second component and a functional component arranged between the first and the second component;
  • Fig. 2 is a perspective view of an embodiment of the functional component
  • FIG. 3 is a sectional view of two connecting components of a functional component
  • FIG. 4 is a sectional view of a further embodiment of the functional component with laser welding connection
  • FIG. 5 is a sectional view of a further embodiment of the functional component with solder connection
  • FIG. 6 is a sectional view of another embodiment of the functional component with internal cable harness
  • FIG. 7 is a sectional view of a further embodiment of the connecting component, which is designed as a sheet metal forming part.
  • 8 is a sectional view of another embodiment of the connecting part construction, which has a recess for larger angle variation.
  • FIG. 9 is a sectional view of another embodiment of the connecting part, which is designed as a distributor piece.
  • FIG. 10 is a sectional view of another embodiment of the connecting part, which is designed as a reduction piece.
  • FIG. 11 shows a perspective view of the functional component with intermediate pieces arranged between the connecting components
  • FIG. 12 shows a possible production sequence for producing the functional component
  • FIG. 13 shows another possible production sequence for producing the functional component
  • Fig. 15 is a sectional view of another embodiment of the functional component
  • Fig. 16 shows a possible production sequence for the production of the functional component.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 1 which has a first component 2 and a second component 3, which are coupled to one another by means of a functional component 4.
  • the first component 2 and the second component 3 are indicated only in sections and can be designed, for example, in the form of a wide variety of components in machines and other devices or vehicles.
  • the functional component 4 has a first connection piece 5 and a second connection piece 6.
  • the two connecting pieces 5, 6 are coupled to one another by means of a connecting component group 7 comprising a plurality of connecting components 8.
  • the first connecting piece 5 is designed such that it can be coupled to the first component 2
  • the second connecting piece 6 is designed such that it can be coupled to the second component 3.
  • the two connecting pieces 5, 6 can be coupled to the components 2, 3 by means of a fastening element, such as a fastening screw.
  • connection component group 7 may have a standardized shape. By different arrangement of the individual connection components 8 to each other differently shaped functional components 4 can be produced. This makes it possible to produce functionally different components 4 by using standard elements and thus to achieve a cost-effective production of the functional components 4.
  • the functional components 4 can have a requirement-specific individual shaping, and the production costs can be kept low.
  • the first connecting piece 5 has a first coupling element 9, by means of which it is connected to the first component 2 can be coupled.
  • the first coupling element 9 may for example be a bore through which a fastening means for connection to the first component 2 can be inserted therethrough.
  • the first coupling element 9 can be designed, for example, such that it allows a positive connection with the first component 2.
  • the second connecting piece 6 has a second coupling element 10, which serves to connect the second connecting piece 6 to the second component 3.
  • the second coupling element 10 may be formed in various embodiments analogous to the first coupling element 9.
  • the first connection piece 5 and the second connection piece 6 have the same shape.
  • the first connection piece 5 and the second connection piece 6 have a different shape.
  • the connecting components 8 have a plug-in head 12 at a first longitudinal end 11 and have a receiving opening 14 at a second longitudinal end 13, which corresponds to the plug-in head 12.
  • the plug-in head 12 of a first connection component 8 can be inserted into the receiving opening 14 of a further connection component 8, whereby any number of connection components 8 can be strung together to form a connection component group 7.
  • first longitudinal end 11 of one of the connecting components 8 is coupled to the first connecting piece 5 and the second longitudinal end 13 is coupled to one of the connecting components 8 with the second connecting piece 6.
  • the connecting pieces 5, 6 For coupling the connecting pieces 5, 6 with the connecting components 8, it can be provided that the connecting pieces 5, 6 likewise have a plug-in head 12 or a receiving opening 14. Alternatively, it can be provided that that connecting member 8, which is coupled to the first connector 5, at the first longitudinal end 1 1 has a specific shape, which is adapted to the first connector 5. Similarly, be seen that that connecting member 8, which is coupled to the second connector 6, at its second longitudinal end 13 has a shape adapted to the second connector 6 shaping.
  • the two connecting pieces 5, 6 can be coupled to the connecting component 8 or to the connecting component group 7.
  • provision can be made for the individual connecting components 8 to be designed to be rotationally symmetrical about a central axis 15.
  • the individual connection components 8 can thus be designed as a rotary body.
  • the individual connecting components 8 are arranged at an angle 16 with respect to their central axis 15 to each other.
  • the angle 16 between two mutually adjacent connection components 8 can in this case be formed in all spatial positions, wherein the angle 16 is always read in the plane which is spanned by the two central axes 15 of the two interconnected coupling components 8.
  • the angle 16 can be up to a minimum of 45 °.
  • connection components 8, as shown in Fig. 2 the angle 16 may be up to a minimum of about 145 °.
  • Fig. 3 shows a sectional view of two joined connecting components 8, wherein again for the same parts the same reference numerals or component designations are used as in the previous figures. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures.
  • the central axis 15 of the connecting components 8 are in this case congruent to each other.
  • the angle 16 between the two central axes 15 of the connecting components 8 is 180 °.
  • the connecting components 8 can be designed as rotationally symmetrical hollow bodies.
  • an outer surface 17 of the plug-in head 12 is formed as a spherical segment.
  • the plug-in head 12 or the spherical segment of the plug-in head 12 has a diameter 18.
  • the receiving opening 14 has a constriction 20 which has a diameter 21.
  • a receiving space 22, which has a diameter 23, can adjoin the constriction 20.
  • the outer surface 17 of the plug-in head 12 of a first connection component rests against the inner surface 19 of the receiving opening 14 of a further connection component.
  • the diameter 23 of the receiving space 22 is approximately the same size as the diameter 18 of the plug head 12. It is preferably provided that a transition fit or a press fit between the diameter 18 of the plug head 12 and the diameter 23 of the receiving space 22 is designed according to ISO 286.
  • the diameter 21 of the constriction 20 is minimally smaller than the diameter 23 of the receiving space 22.
  • an interference fit according to ISO 286 is formed between the diameter 21 of the constriction 20 and the diameter 18 of the plug-in head 12.
  • not shown embodiment can also be provided that no constriction 20 is formed, but that the receiving space 22 connects directly to the second longitudinal end 13 of the connecting member 8.
  • the individual connection components 8 can also be joined together in such a variant embodiment, but no captive securing between the individual connection components 8 is formed.
  • the inner surface 19 of the receiving opening 14, in the region of the receiving space 22, starting from the second longitudinal end 13 towards the first longitudinal end 11 is formed narrowing. Thereby, the axial position of the two connecting members 8 can be fixed relative to each other.
  • the connecting components 8 shown in FIG. 3 may be formed, for example, from a plastic material or from a metallic material.
  • the connecting components 8 shown in FIG. 3 are designed as steel parts or aluminum parts which are produced, for example, by a casting process, such as pressure casting, or by mechanical processing, such as turning.
  • FIG. 4 also shows the connecting components 8 in a sectional view, again using the same reference numerals or component designations as in the preceding FIG. 3 for the same parts. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding FIG. 3.
  • connection components 8 provision can be made for the connecting components 8 to be welded together relative to one another for fixing their position.
  • a weld seam 24 may be formed between the plug-in head 12 of the first connection component 8 and the receiving opening 14 of the second connection component 8.
  • Weld 24 can be made by any known welding method. It has proved to be particularly advantageous if the weld seam 24 is produced by laser welding.
  • that connecting component 8, which is welded to the side of the receiving opening 14, is gripped by means of a holding device 25. Subsequently, the mutually coupled connecting members 8 about the central axis 15 of the connecting member 8, which is gripped with the holding device 25, are rotated.
  • a welding head 26 can be positioned in the region of the weld seam to be produced, with the welding head 26 acting at an angle of action 27 to the central axis 15 of the connecting component 8 gripped by the holding device 25.
  • the angle of action 27 may preferably be between 30 ° and 80 °.
  • the connecting components 8 have a solder layer 28 on the outer surface 17 of the plug-in head 12.
  • the solder layer 28 may be introduced, for example, in a circumferential groove. Alternatively, the solder layer 28 may also be mounted directly on the outer surface 17 of the plug head 12.
  • solder layer 28 is likewise formed in the region of the inner surface 19 of the receiving opening 14.
  • the individual connection components 8 can be joined together in a material-locking manner.
  • the solder layer 28 is melted by acting on the connecting components 8 by means of an open flame.
  • the connecting components 8 are given to activate the solder layer 28 in a heating furnace.
  • the solder layer 28 is activated by induction heating of the connection components 8.
  • the solder layer 28 melts, the solder is distributed between the outer surface 17 of the plug-in head 12 and the inner surface 19 of the receiving opening 14.
  • the connecting components 8 are formed from a steel material and the solder layer 28 is formed from a soldering tin.
  • a predetermined breaking point 29 is formed, which serves to limit the force of the functional component 4.
  • the predetermined breaking point 29 can be generated, for example, by mechanical processing in the connecting component 8, such as milling.
  • the predetermined breaking point 29 is introduced, for example by means of a laser in one of the connecting components 8.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the connecting component 8, which is possibly independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 6. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures 1 to 6 or reference.
  • the connecting component 8 is designed as a sheet-metal forming part, in particular as a deep-drawn part, which has a constant or at least approximately constant wall thickness 31.
  • the wall thickness 31 can vary slightly depending on the degree of deformation. In particular, areas which have a larger deformation may have a smaller wall thickness 31 than areas with a lower deformation.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of the connecting component 8, which is possibly independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 7. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures 1 to 7 or reference.
  • the connecting components 8 can be made to have a recess 32 in the region of the second longitudinal end 13 which extends from the second longitudinal end 13 to the first longitudinal end 11.
  • the recess 32 may interrupt the rotationally symmetrical shape of the connecting member 8.
  • the recess 32 is formed such that a taper 34 of the further connecting component 8 can be received in the recess 32.
  • a recess width 33 is greater than a diameter 35 of the connecting component 8 in the region of the taper 34.
  • the connecting component 8 is designed as a branch part 36, which has, for example, a receiving opening 14 and two plug-in heads 12.
  • the branch part 36 has two receiving openings 14 and a plug head 12.
  • a plurality of receiving openings 14 or plug heads 12 may be provided.
  • the receiving opening 14 or the plug head 12 of the branch part 36 can either have the same diameter or else it is also conceivable that, as shown in FIG. 9, the branch part 36 simultaneously serves for tapering or reducing the diameter of the connecting components 8.
  • FIG. 10 shows a further exemplary embodiment of the connecting component 8.
  • the connecting component 8 is designed as a tapering part 37 which, for example, has a comparatively large receiving opening 14 which serves for coupling with larger connecting components 8 and a comparatively small plug-in head 12 has, which serves for connection to smaller connection components 8.
  • the connecting component 8 has a small receiving opening 14, which serves for coupling with smaller connection components 8 and a comparatively large plug-in head 12 has, which serves for connection to larger connection components 8.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of the functional component 4, which is possibly independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 10. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures 1 to 10 or reference.
  • the intermediate pieces 38 can likewise serve for connection to further components.
  • FIGS. 12a-d show the individual method steps of a possible manufacturing method for producing a functional component 4.
  • the first connection piece 5 is gripped by means of a holding device 25, such as a gripper arm, and welded to the first connection component 8.
  • a holding device 25 such as a gripper arm
  • the first connecting piece 5 together with the first connecting component 8 can be rotated about the axis of rotation of the central axis 15 of the connecting component 8.
  • the holding device 25 may in this case comprise a manufacturing robot.
  • a further connecting component 8 can then be joined to the first connecting component 8 in the manner already described and can be joined to the first first connecting member 8 are welded. In this case, the arrangement shown in FIG.
  • connection component 12 b comprising the first connection piece 5 and two connection components 8 can likewise be rotated about the center axis 15 of the first connection component 8.
  • a further connecting component 8 can be joined to the connecting component 8 inserted last. It can be provided that the complete arrangement of the illustration of FIG. 12c is rotated about the central axis 15 of the penultimate connection component 8. According to these method steps, any number of connection components 8 can be joined together.
  • the second connection piece 6 can subsequently be connected to the last connection component 8.
  • the second connecting piece 6 can also be gripped by means of a holding device 25 and thus be positioned exactly relative to the first connecting piece 5.
  • the holding device 25 or the welding head 26 are arranged on a robot arm, for example on a swivel arm robot.
  • FIGS. 13a and 13b show a further production variant for producing the functional component 4.
  • the individual connection components 8 are joined to form a connection component group 7 and are welded together.
  • the connecting component group 7 can be positioned between two connecting pieces 5, 6, the two connecting pieces 5, 6 being positioned exactly relative to each other in their position.
  • the connecting component group 7 can be welded to the connecting pieces 5, 6.
  • FIG. 14 shows a further exemplary embodiment of the possible method for producing a functional component 4.
  • the two connecting pieces 5, 6 are positioned exactly relative to each other, for example by means of the holding device 25, and the individual connecting components 8 are interposed the two connecting pieces 5, 6 are fitted.
  • the individual connection components 8 can be attached to the connecting pieces 5, 6 by means of a welding device in order to give the component a certain basic stability.
  • the fitting of the connection components 8 or the attachment of the connecting components 8 to the connecting pieces 5, 6 can be done for example by a fitter.
  • the functional component 4 can be measured by means of a detection means 39, so that the exact position of the individual connection components 8 can be detected.
  • the detection means 39 can be designed as an optical detection means, in particular as a camera.
  • the individual connection components can be welded together in a subsequent method step, wherein the functional component 4 can be gripped by means of the holding device 25 and moved in accordance with the position of the individual connection components 7 detected by means of the detection means 39.
  • FIG. 15 shows a further embodiment of the connecting component 8, which is possibly independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 14. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures 1 to 14 or reference.
  • a shoulder 40 can be formed in the inner surface 19 of the receiving opening 14.
  • a first cylinder portion 41 may be formed on the outer surface 17 of the plug head 12.
  • a second cylinder section 43 may be formed on an outer surface 42 in the region of the receiving opening 14.
  • FIGS. 16a to 16c show a further and optionally independent process sequence for connecting the individual connecting components 8, again using the same reference numerals or component designations for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 15. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures 1 to 15 or reference.
  • the first connecting piece 5 is tubular in the region of the connection to the connecting component 8. It can be provided that the connecting member 8 can be moved along the central axis of the first connector 5 in order to position this at the desired location.
  • the connecting component 8 can be gripped by means of the holding device 25.
  • the holding device 25 may be formed, for example, as a three-jaw chuck.
  • the first connection component 8 can be gripped by means of an inner gripper 44.
  • the inner gripper 44 can grip the connecting component 8 in the shoulder 40.
  • the holding device 25 can be rotated about the central axis of the connection piece 5 and the welding can be carried out by means of the welding head 26.
  • the inner gripper 44 is moved along with the first connecting component 8 during the entire welding process.
  • the inner gripper can also be disengaged from the first connection component 8 as soon as the first connection component 8 is attached to the first connection piece 5 and these two components are thus fixed in their position relative to one another.
  • the first connection component 8 can be gripped again with the inner gripper 44 and the holding device 25 can be released. Subsequently, the two components welded together can be re-clamped together so that the first connection component 8 can be held on the second cylinder section 43 by means of the holding device 25, as can be seen in FIG. 16b.
  • a second connection component 8 can be positioned in the first connection component 8 by means of the inner gripper 44 and the two connection components 8 are welded together in accordance with the method steps already described, wherein the assembly is rotated about the central axis 15 of the first connection component 8.
  • the method steps described can now be repeated in order to add further connection components 8 to the module.
  • the embodiments show possible embodiments, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are mutually possible and this variation possibility due to the teaching of technical action by representational invention in Can the expert working in this technical field.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Funktionsbauteil (4) umfassend zumindest ein erstes Anschlussstück (5) und ein zweites Anschlussstück (6), welche in einer definierten Position relativ zueinander positioniert sind. Weiters ist zumindest ein Verbindungsbauteil (8) oder eine Verbindungsbauteilgruppe (7) mit mehreren Verbindungsbauteilen (8) ausgebildet, welches mit dem ersten Anschlussstück (5) und dem zweiten Anschlussstück (6) gekoppelt ist, wobei das Verbindungsbauteil (8) eine standardisierte Formgebung aufweist und wobei das erste Anschlussstück (5) und das zweite Anschlussstück (6) mittels dem Verbindungsbauteil (8) in deren Lage relativ zueinander fixiert sind.

Description

Funktionsbauteil mit einem ersten Anschlussstück, einem zweiten Anschlussstück und dazwischen ausgebildeten Verbindungsbauteilen
Die Erfindung betrifft ein Funktionsbauteil mit einem ersten Anschlussstück und einem zweiten Anschlussstück, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Funktionsbauteils.
In einem Großteil der bekannten Maschinen bzw. Fahrzeuge werden Funktionsbauteile eingesetzt, die zwei Bauteile miteinander verbinden. Diese Funktionsbauteile weisen zwei An- Schlussbereiche bzw. zwei Anschlussstücke auf, mittels denen die zu verbindenden Bauteile gekoppelt werden. Die Funktionsbauteile dienen somit zum Übertragen von Kräften bzw. Drehmomenten zwischen zwei zu verbindenden Bauteile. Da die unterschiedliche zu verbindende Bauteile in verschiedenen Vorrichtungen oder auch innerhalb einer Vorrichtung unterschiedlich gestaltet sind bzw. einen unterschiedlichen Abstand zueinander aufweisen, ist es auch notwendig, dass die Funktionsbauteile unterschiedlich ausgestaltet sind. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt die Funktionsbauteile in Einzelteilfertigung beispielsweise als Frästeil herzustellen, oder in Serienfertigung beispielsweise als Gussteil herzustellen.
Dies weist den Nachteil auf, dass das Funktionsbauteil entweder kostenintensiv hergestellt werden muss, oder nicht an verschiedene zu verbindende Bauteile angepasst werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches kostengünstig hergestellt werden kann und welches an die zu verbindenden Bauteile angepasst wer- den kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Funktionsbauteil ausgebildet, das zumindest ein erstes Anschluss- stück und ein zweites Anschlussstück umfasst, welche in einer definierten Position relativ zueinander positioniert sind. Weiters ist zumindest ein Verbindungsbauteil oder eine Verbindungsbauteilgruppe mit mehreren Verbindungsbauteilen ausgebildet, welches mit dem ersten Anschlussstück und dem zweiten Anschlussstück gekoppelt ist, wobei das Verbindungsbauteil eine standardisierte Formgebung aufweist und wobei das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück mittels dem Verbindungsbauteil in deren Lage relativ zueinander fixiert sind.
Das erfindungsgemäße Funktionsbauteil weist den Vorteil auf, dass es einfach herzustellen ist und darüber hinaus flexibel an die jeweiligen Erfordernisse der zu verbindenden Bauteile an- gepasst werden kann. Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest zwei Verbindungsbauteile zu einer Verbindungsbauteilgruppe miteinander gekoppelt sind, wobei das erste Verbindungsbauteil mit dem ersten Anschlussstück gekoppelt ist und das zweite Verbindungsbauteil mit dem zweiten Anschlussstück gekoppelt ist. Von Vorteil ist hierbei, dass durch die Kopplung mehrerer standardisierter Verbindungsbauteile ein größerer Abstand zwischen dem ersten Anschlussstück und dem zweiten Anschlussstück erreicht werden kann . Die Verbindungsbauteilgruppe mit mehreren Verbindungsbauteilen kann hierbei flexibel an die räumlichen Platzverhältnisse in der Vorrichtung in der sie verbaut wird angepasst werden. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile derart ausgebildet sind, dass sie einfach aneinander gefügt werden können, um eine einfache Herstellbarkeit der Verbindungsbauteilgruppe zu er- reichen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil an einem ersten Längsende einen Steckkopf aufweist und an einem zweiten Längsende eine Aufnahmeöffnung aufweist, wobei die Aufnahmeöffnung derart bemessen ist, dass der Steckkopf eines weiteren Verbindungs- bauteils in der Aufnahmeöffnung aufgenommen werden kann. Durch diese Maßnahme können die einzelnen Verbindungsbauteile einfach aneinander gefügt werden, um eine Verbindungsbauteilgruppe zu bilden.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass eine Außenfläche des Steckkopfes als Kugelseg- ment ausgebildet ist und dass eine Innenfläche der Aufnahmeöffnung mit dem Kugelsegment korrespondiert. Von Vorteil ist hierbei, dass ein derartiges Kugelsegment eine Verbindung von zwei Verbindungsbauteilen in einem räumlich beliebigen Verbindungswinkel zueinander zulässt. Dadurch können die einzelnen Verbindungsbauteile flexibel zueinander positioniert werden.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass das erste Anschlussstück mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Schweißverbindung, bevorzugt einer Laserschweißverbindung mit dem Verbindungsbauteil gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme können die einzelnen Verbindungsbauteile derart miteinander gekoppelt werden, dass sie gut zur Kraftübertagung geeignet sind. Insbesondere eine Laserschweißverbindung ist darüber hinaus einfach herzustellen.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die beiden Verbindungsbauteile mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Schweißverbindung, bevorzugt einer Laserschweißverbindung miteinander gekoppelt sind. Durch diese Maßnahme können die einzelnen Verbindungsbauteile derart miteinander gekoppelt werden, dass sie gut zur Kraftübertagung geeignet sind. Insbesondere eine Laserschweißverbindung ist darüber hinaus einfach herzustellen.
Alternativ zu den Schweißverbindungen kann auch eine Lötverbindung vorgesehen sein. In einer weiteren Alternative kann auch eine Verbindung zwischen den einzelnen Bauteilen mittels Induktionsschweißen vorgesehen sein. In wieder einer anderen Alternative kann auch vorgesehen sein, dass die einzelnen Bauteile durch Herstellung einer formschlüssigen Verbindung miteinander gekoppelt werden, wobei die einzelnen Bauteile miteinander verpresst werden.
Um die Stabilität des Funktionsbauteils zu verbessern, kann auch vorgesehen sein, dass dessen Hohlraum, insbesondere der Hohlraum der einzelnen Verbindungsbauteile ausgeschäumt oder ausgegossen wird. Dies kann beispielsweise mittels einem starren Material, wie etwa einem Metallguss erfolgen. Alternativ dazu kann dies auch mittels einem flexiblen Material, wie etwa einem Kunststoffschaum, oder einem gummiartigen Material erfolgen.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest eines der Verbindungsbauteile eine Sollbruchstelle aufweist. Durch diese Maßnahme kann das Funktionsbauteil als Sicherheitsbauteil wirken, welches eine begrenzte Kraftübertragung zulässt. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass im Steckkopf und/oder in der Aufnahmeöffnung des Verbindungsbauteils eine Lotschicht angeordnet ist. Von Vorteil ist hierbei, dass mittels der Lotschicht die einzelnen Verbindungsbauteile durch Wärmeeinbringung miteinander ver- bunden werden können, ohne dass dabei ein Zusatzmittel zugeführt werden muss. Somit kann beispielsweise die Stellung der einzelnen Verbindungsbauteile zueinander flexibel festgelegt werden und in einem anschließenden Prozess können die einzelnen Verbindungsbauteile, beispielsweise durch Erwärmung mittels offener Flamme, wie etwa aus einer Gaskartusche, in deren Position relativ zueinander fixiert werden. In einer weiteren Altematiwariante kann auch vorgesehen sein, dass die Wärmeenergie, beispielsweise mittels Induktion, in Verbindungsbauteile eingebracht wird. In wieder einer anderen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass das Funktionsbauteil in einen Hitzeofen gegeben wird, wobei die Lotschicht an mehreren Verbindungsbauteilen gleichzeitig schmelzen und somit die Verbindungsbauteile miteinander verbinden kann.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das erste Anschlussstück und/oder das zweite Anschlussstück und/oder zumindest eines der Verbindungsbauteile aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind. Von Vorteil ist hierbei, dass Elemente, welche aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind, einfach miteinander verschweißt werden können und darüber hinaus eine hohe Festigkeit aufweisen.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass zwei miteinander gekoppelte Verbindungsbauteile der Verbindungsbauteilgruppe aus einem unterschiedlichen Werkstoff gebildet sind. Von Vorteil ist hierbei, dass das Funktionsbauteil durch diese Maßnahme lokal un- terschiedliche Werkstoffeigenschaften aufweisen kann und somit an bestimmte Anforderungen angepasst werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück aus einem unterschiedlichen Werkstoff gebildet sind. Von Vorteil ist hierbei, dass das Funktionsbauteil durch diese Maßnahme lokal unterschiedliche Werkstoffeigenschaften aufweisen kann und somit an bestimmte Anforderungen angepasst werden kann. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn das Verbindungsbauteil als Blechumformteil, insbesondere als Tiefziehbauteil, aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist. Derart hergestellte Verbindungsbauteile können in einem Prozess zur Massenfertigung einfach und kostengünstig hergestellt werden. Darüber hinaus kann durch diese Maßnahme erreicht werden, dass das Verbindungsbauteil als hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist, welcher eine konstante Wandstärke aufweist.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil als Kaltfließpressteil ausgebildet ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgebildet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeöffnung eine Verengung aufweist, die einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner ist als ein Durchmesser des Steckkopfes und dass die Aufnahmeöffnung anschließend an die Verengung einen Aufnahmeraum für den Steckkopf aufweist. Durch diese Maßnahme können die einzelnen Verbindungsbauteile formschlüssig ineinander gesteckt werden, wobei der räumliche Winkel zwischen den einzelnen Verbindungsbauteilen noch verändert werden kann. Erst nach dem Fixieren der einzelnen
Verbindungsbauteile zueinander, beispielsweise mittels einem Schweißprozess, sind diese in deren Lage zueinander festgesetzt. Durch die hier beschriebenen Maßnahmen ist es beispielsweise möglich, dass eine Verbindungsbauteilgruppe aus mehreren Verbindungsbauteilen zusammengesetzt wird und die Verbindungsbauteilgruppe flexibel in den Zwischenraum zwi- sehen dem ersten Anschlussstück und dem zweiten Anschlussstück eingepasst werden kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das erste Anschlussstück und/oder das zweite Anschlussstück einen mit dem Verbindungsbauteil korrespondierenden Steckkopf oder eine mit dem Verbindungsbauteil korrespondierende Aufnahmeöffnung aufweist. Von Vorteil ist hier- bei, dass durch diese Maßnahme das Anschlussstück mit dem Verbindungsbauteil mittels dem gleichem Mechanismus wie zwei Verbindungsbauteile zueinander gekoppelt werden kann. Dadurch kann das Verbindungsbauteil in einem beliebigen, räumlichen Winkel an das erste Anschlussstück bzw. an das zweite Anschlussstück angepasst werden. Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die Verbindungsbauteilgruppe ein Zwischenstück aufweist, welches zwischen zwei Verbindungsbauteilen angeordnet ist, und welches zu den Verbindungsbauteilen unterschiedlich ausgebildet ist. Ein derartiges Zwischenstück kann beispielsweise dann eingesetzt werden, wenn zwischen einzelnen Anschlussstücken ein großer Abstand überbrückt werden muss.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil im Bereich des zweiten Längsendes eine Ausnehmung aufweisen, welche sich ausgehend vom zweiten Längsende zum ersten Längsende erstreckt und die Wandung des Verbindungsbauteils im Bereich der Aufnahmeöffnung durchdringt. Durch diese Maßnahme kann die Flexibilität der Verbindungsbauteile erhöht werden. Insbesondere kann der Winkelbereich in welchem die Verbindungsbauteile aneinander gefügt werden können erhöht werden. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in der Innenfläche der Aufnahmeöffnung ein Absatz ausgebildet ist. Der Absatz dient zum Greifen des Verbindungsbauteils mittels einem Innengreifer.
Weiters kann vorgesehen sein, dass an der Außenfläche des Steckkopfes ein erster Zylinder- abschnitt ausgebildet ist. Der erste Zylinderabschnitt kann zum Greifen des Verbindungsbauteils mittels der Haltevorrichtung dienen. Außerdem kann der erste Zylinderabschnitt zum Toleranzausgleich zwischen zwei Verbindungsbauteilen dienen.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass an einer Außenfläche im Bereich der Aufnahmeöff- nung ein zweiter Zylinderabschnitt ausgebildet ist. Der zweite Zylinderabschnitt kann zum Greifen des Verbindungsbauteils mittels der Haltevorrichtung dienen.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil vorgesehen, welche mittels einem Funktionsbauteil miteinander gekoppelt sind. Das Funkti- onsbauteil ist hierbei gemäß den obigen Ausführungen ausgebildet. Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn im Funktionsbauteil ein Kabelstrang geführt ist. Von Vorteil ist hierbei, dass das Funktionsbauteil neben seiner Funktion als Bauteil zur Übertragung von Kräften auch gleichzeitig zur Aufnahme der Leitungen dienen kann. Weiters kann vorgesehen sein, dass das Funktionsbauteil zum Führen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums dient. Insbesondere wenn die einzelnen Verbindungsbauteile mittels einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander gekoppelt sind, können diese Mediendicht sein, sodass im Hohlraum der einzelnen Verbindungsbauteile ein gasförmiges oder ein flüssiges Medium geführt werden kann.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Herstellen eines Funktionsbauteils, insbesondere eines Funktionsbauteiles nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines ersten Anschlussstückes;
- Bereitstellen eines zweiten Anschlussstückes;
- Bereitstellen zumindest eines Verbindungsbauteils, welches eine standardisierte Formgebung aufweist, oder einer Verbindungsbauteilgruppe mit mehreren Verbindungsbauteilen;
- Koppeln des zumindest einen Verbindungsbauteils der der Verbindungsbauteilgruppe mit den beiden Anschlussstücken, sodass das erste Anschlussstück und das zweite Anschlussstück mittels dem Verbindungsbauteil oder der Verbindungsbauteilgruppe in deren Lage relativ zueinander fixiert sind.
Weiters kann vorgesehen sein, dass beim Koppeln in einem ersten Verfahrensschritt das erste Anschlussstück in einer Haltevorrichtung aufgenommen wird, in einem anschließenden Ver- fahrensschritt das Verbindungsbauteil mit dem ersten Anschlussstück gekoppelt wird und in einem anschließenden Verfahrensschritt ein weiteres Verbindungsbauteil oder das zweite Anschlussstück mit dem Verbindungsbauteil gekoppelt wird. Durch diese Maßnahme kann das Funktionsbauteil schrittweise aufgebaut werden, was besonders in einem automatisierten Pro- zess unter Verwendung von Fertigungsrobotern als zielführend erachtet wird.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass beim Koppeln mehrere Verbindungsbauteile zu einer Verbindungsbauteilgruppe gekoppelt werden und das erste Anschlussstück, sowie das zweite Anschlussstück in einer Haltevorrichtung aufgenommen werden und relativ zueinander positioniert werden und in einem anschließenden Verfahrensschritt die Verbindungsbauteilgruppe zwischen dem ersten Anschlussstück und dem zweiten Anschlussstück positioniert wird und mit diesen verbunden wird. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme die Endlage der beiden Anschlussstücke relativ zueinander genau festgelegt werden kann und die einzelnen Verbindungsbauteile bzw. die Verbindungsbauteilgruppe flexibel zwischen den beiden Anschlussstücken angepasst werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil mittels einem Laserschweißprozess mit dem ersten Anschlussstück und/oder mit dem zweiten Anschlussstück verbunden wird. Von Vorteil ist hierbei, dass die einzelnen Bauteile mittels einem Laserschweißprozess einfach miteinander verbunden werden können.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn zwei Verbindungsbauteile mittels einem Laserschweißprozess miteinander verbunden werden, wobei zumindest eines der Verbindungsbau- teile mittels einer Haltevorrichtung gehalten wird und die Verbindungsbauteile und/oder der Schweißkopf des Lasers derart gedreht wird, dass die Verbindungsbauteile in deren Kontaktbereich miteinander verbunden werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass im Steckkopf und/oder in der Aufnahmeöffnung der einzel- nen Verbindungsbauteile eine Lotschicht angeordnet ist und die einzelnen Verbindungsbauteile zusammengesteckt und in Position gebracht werden, wobei die einzelnen Verbindungsbauteile dadurch miteinander gekoppelt werden, dass sie erwärmt werden, wodurch das Lot an der Übergangsstelle zwischen zwei Verbindungsbauteilen verläuft und eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Verbindungsbauteilen bildet.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass eine Sollbruchstelle in einem der Verbindungsbauteile dadurch erzeugt wird, dass das Verbindungsbauteil lokal wärmebehandelt wird. Die Wärmebehandlung des Verbindungsbauteils kann beispielsweise mittels einem Laser erfolgen. Somit kann durch diese Maßnahme die Sollbruchstelle positionsgenau und individuell in das Verbindungsbauteil eingebracht werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass jenes Verbindungsbauteil, welches im Bereich der Aufnahmeöffnung verschweißt wird, mittels der Haltevorrichtung im ersten Zylinderabschnitt und/oder zweiten Zylinderabschnitt gehalten wird und um seine Mittelachse rotiert wird. Durch diese Maßnahme kann die Schweißung im Bereich der Aufnahmeöffnung umlaufend hergestellt werden, wobei der Schweißkopf nur minimal bewegt werden muss.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das zuletzt hinzugefügte und im Bereich des Steckkopfes zu verschweißende Verbindungsbauteil mittels einem im Absatz positionierten Innengreifer in Position gehalten wird. Dadurch kann das Verbindungsbauteil einfach gehalten werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schemati scher Darstellung:
Fig. 1 eine Vorrichtung mit einem ersten Bauteil, einem zweiten Bauteil und einem zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil angeordneten Funktionsbauteil;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Funktionsbauteils;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung von zwei Verbindungsbauteilen eines Funktionsbauteils;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Funktionsbauteils mit Laserschweißverbindung;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Funktionsbauteils mit Lotverbindung;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Funktionsbauteils mit innenliegendem Kabelstrang;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verbindungsbauteils, welches als Blechumformteil ausgebildet ist; Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verbindungsbau teils, welches eine Ausnehmung zur größeren Winkelvariation aufweist;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verbindungsbau teils, welches als Verteilerstück ausgebildet ist;
Fig. 10 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verbindungsbau teils, welches als Reduktionsstück ausgebildet ist;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des Funktionsbauteils mit zwischen den Verbindungsbauteilen angeordneten Zwischenstücken;
Fig. 12 eine mögliche Produktionsabfolge zur Herstellung des Funktionsbauteils;
Fig. 13 eine weitere mögliche Produktionsabfolge zur Herstellung des Funktionsbauteils;
Fig. 14 eine weitere mögliche Produktionsabfolge zur Herstellung des Funktionsbauteils mit optischem Erfassungsmittel zur Erfassung der Lage der Verbindungsbauteile zueinander;
Fig. 15 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Funktionsbauteils;
Fig. 16 eine mögliche Produktionsabfolge zur Herstellung des Funktionsbauteils.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 welche ein erstes Bauteil 2 und ein zweites Bauteil 3 aufweist, die mittels einem Funktionsbauteil 4 miteinander gekoppelt sind. Das erste Bauteil 2 und das zweite Bauteil 3 sind hierbei nur abschnittsweise angedeutet und können beispielsweise in Form von verschiedensten Bauteilen in Maschinen und sonsti- gen Vorrichtungen oder Fahrzeugen ausgebildet sein.
Das Funktionsbauteil 4 weist ein erstes Anschlussstück 5 und ein zweites Anschlussstück 6 auf. Die beiden Anschlussstücke 5, 6 sind mittels einer Verbindungsbauteilgruppe 7 umfassend mehrerer Verbindungsbauteile 8 miteinander gekoppelt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das erste Anschlussstück 5 derart ausgebildet, dass es mit dem ersten Bauteil 2 gekoppelt werden kann und das zweite Anschlussstück 6 derart ausgebildet, dass es mit dem zweiten Bauteil 3 gekoppelt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beiden Anschlussstücke 5, 6 mittels einem Befestigungselement, wie etwa einer Befestigungsschraube mit den Bauteilen 2, 3 gekoppelt werden können.
Die einzelnen Verbindungsbauteile 8 der Verbindungsbauteilgruppe 7 können eine standardisierte Formgebung aufweisen. Durch unterschiedliche Anordnung der einzelnen Verbindungsbauteile 8 zueinander können verschiedenartig ausgebildete Funktionsbauteile 4 hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, verschiedenartig ausgebildete Funktionsbauteile 4 durch Verwendung von Standardelementen herzustellen und somit eine kostengünstige Fertigung der Funktionsbauteile 4 zu erreichen.
Insbesondere für die Prototypenfertigung bzw. für eine Einzelteilfertigung bzw. Kleinserienfertigung können somit die Funktionsbauteile 4 eine anforderungsspezifisch individuelle Formgebung aufweisen, und dabei die Fertigungskosten gering gehalten werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Funktionsbauteils 4 ohne die damit zu verbindenden Bauteile 2, 3. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das erste Anschlussstück 5 ein erstes Koppelelement 9 aufweist, mittels welchem es mit dem ersten Bauteil 2 gekoppelt werden kann. Das erste Koppelelement 9 kann beispielsweise eine Bohrung sein, durch welche ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit dem ersten Bauteil 2 hindurchgesteckt werden kann. In einer weiteren Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass das erste Koppelelement 9 beispielsweise derart ausgebildet sein kann, dass es eine formschlüssige Verbindung mit dem ersten Bauteil 2 zulässt. Weiters kann vorgesehen sein, dass das zweite Anschlussstück 6 ein zweites Koppelelement 10 aufweist, welches zur Verbindung des zweiten Anschlussstückes 6 mit dem zweiten Bauteil 3 dient. Das zweite Koppel element 10 kann analog zum ersten Koppel element 9 in verschiedensten Ausführungen ausgebildet sein. In einer ersten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das erste Anschlussstück 5 und das zweite Anschlussstück 6 dieselbe Formgebung aufweisen. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass das erste Anschlussstück 5 und das zweite Anschlussstück 6 eine unterschiedliche Formgebung aufweisen. Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile 8 an einem ersten Längsende 11 einen Steckkopf 12 aufweisen und an einem zweiten Längsende 13 eine Aufnahmeöffnung 14 aufweisen, welche mit dem Steckkopf 12 korrespondiert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Steckkopf 12 eines ersten Verbindungsbauteiles 8 in die Aufnahmeöffnung 14 eines weiteren Verbindungsbauteiles 8 eingesteckt werden kann, wodurch eine beliebige Anzahl von Verbindungsbauteilen 8 zu einer Verbindungsbauteilgruppe 7 aneinandergereiht werden können.
Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das erste Längsende 11 einer der Verbindungsbauteile 8 mit dem ersten Anschlussstück 5 gekoppelt ist und das zweite Längsende 13 eine der Verbindungsbauteile 8 mit dem zweiten Anschlussstück 6 gekoppelt ist.
Zur Kopplung der Anschlussstücke 5, 6 mit den Verbindungsbauteilen 8 kann vorgesehen sein, dass die Anschlussstücke 5, 6 ebenfalls einen Steckkopf 12 bzw. eine Aufnahmeöffnung 14 aufweisen. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass jenes Verbindungsbauteil 8, welches an das erste Anschlussstück 5 gekoppelt ist, am ersten Längsende 1 1 eine spezifische Formgebung aufweist, die an das erste Anschlussstück 5 angepasst ist. Analog dazu kann vor- gesehen sein, dass jenes Verbindungsbauteil 8, welche an das zweite Anschlussstück 6 gekoppelt ist, an seinem zweiten Längsende 13 eine an das zweite Anschlussstück 6 angepasste Formgebung aufweist. Durch diese Maßnahmen können die beiden Anschlussstücke 5, 6 mit dem Verbindungsbauteil 8 bzw. mit der Verbindungsbauteilgruppe 7 gekoppelt werden. Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Verbindungsbauteile 8 rotationssymmet- risch um eine Mittelachse 15 ausgebildet sind. Die einzelnen Verbindungsbauteile 8 können somit als Rotati onskörper ausgebildet sein.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Verbindungsbauteile 8 in einem Winkel 16 bezüglich deren Mittelachse 15 zueinander angeordnet sind. Der Winkel 16 zwischen zwei zueinander benachbarten Verbindungsbauteilen 8 kann hierbei in sämtlichen räumlichen Lagen ausgebildet sein, wobei der Winkel 16 immer in jener Ebene abgelesen wird, welche durch die beiden Mittelachsen 15 der beiden miteinander gekoppelten Verbindungsbauteile 8 aufgespannt wird. Wenn der Winkel 16 180° beträgt, so bilden die beiden miteinander gekoppelten Verbindungsbauteile 8 eine gerade Linie. Je nach Beschaffenheit der einzelnen Verbindungsbauteile 8 kann der Winkel 16 bis zu einem Minimum von 45° betragen. Hierzu müssen jedoch spezielle Verbindungsbauteile 8, welche noch genauer beschrieben werden, verwendet werden. Bei Verbindungsbauteilen 8, wie sie in der Fig. 2 dargestellt sind, kann der Winkel 16 bis zu einem Minimum von etwa 145° betragen.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung von zwei aneinander gefügten Verbindungsbauteilen 8, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Die Mittelachse 15 der Verbindungsbauteile 8 liegen hierbei kongruent zueinander. Mit ande- ren Worten ausgedrückt, ist der Winkel 16 zwischen den beiden Mittelachsen 15 der Verbindungsbauteile 8 180°. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können die Verbindungsbauteile 8 als rotationssymmetrische Hohlkörper ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Außenfläche 17 des Steckkopfes 12 als Kugelsegment ausgebildet ist. Der Steckkopf 12 respektive das Kugelsegment des Steckkopfes 12 weist einen Durchmesser 18 auf.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeöffnung 14 eine Verengung 20 aufweist, die einen Durchmesser 21 aufweist. An die Verengung 20 kann ein Aufnahmeraum 22 anschließen, welcher einen Durchmesser 23 aufweist. Im gefügten Zustand liegt die Außenfläche 17 des Steckkopfes 12 eines ersten Verbindungsbauteils an der Innenfläche 19 der Aufnahmeöff- nung 14 eines weiteren Verbindungsbauteils an. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Durchmesser 23 des Aufnahmeraums 22 in etwa gleich groß ist wie der Durchmesser 18 des Steckkopfes 12. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Durchmesser 18 des Steckkopfes 12 und dem Durchmesser 23 des Aufnahmeraums 22 eine Übergangspassung bzw. eine Presspassung nach ISO 286 ausgebildet ist.
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Durchmesser 21 der Verengung 20 minimal kleiner ist als der Durchmesser 23 des Aufnahmeraums 22. Dadurch können die Verbindungsbauteile 8 unter Krafteinwirkung ineinander gesteckt werden und werden durch den Durchmesserunterschied verliergesichert.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen dem Durchmesser 21 der Verengung 20 und dem Durchmesser 18 des Steckkopfes 12 eine Presspassung nach ISO 286 ausgebildet ist.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen sein, dass keine Verengung 20 ausgebildet ist, sondern dass der Aufnahmeraum 22 direkt an das zweite Längsende 13 des Verbindungsbauteils 8 anschließt. Die einzelnen Verbindungsbauteile 8 können bei einer derartigen Ausführungsvariante ebenfalls miteinander gefügt werden, wobei jedoch keine Verliersicherung zwischen den einzelnen Verbindungsbauteilen 8 ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Innenfläche 19 der Aufnahmeöffnung 14, im Bereich des Aufnahmeraums 22 ausgehend vom zweiten Längsende 13 hin zum ersten Längsende 11 sich verengend ausgebildet ist. Dadurch kann die axiale Position der beiden Verbindungsbauteile 8 relativ zueinander fixiert werden.
Die in Fig. 3 dargestellten Verbindungsbauteile 8 können beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die in Fig. 3 dargestellten Verbindungsbauteile 8 als Stahlteile bzw. Aluminiumteile ausgebildet sind, welche beispielsweise durch ein Gussverfahren, wie etwa Druck- guss, oder durch mechanische Bearbeitung, wie etwa drehen, hergestellt werden.
Fig. 4 zeigt die Verbindungsbauteile 8 ebenfalls in einer Schnittdarstellung, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Figur 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die de- taillierte Beschreibung in der vorangegangenen Figur 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile 8 zur Fixierung deren Position relativ zueinander miteinander verschweißt werden. Insbesondere kann hierbei eine Schweißnaht 24 zwischen dem Steckkopf 12 des ersten Verbindungsbauteils 8 und der Aufnahmeöffnung 14 des zweiten Verbindungsbauteils 8 ausgebildet sein. Die
Schweißnaht 24 kann durch sämtliche bekannte Schweißverfahren hergestellt werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Schweißnaht 24 durch Laserschweißen hergestellt wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass jenes Verbindungsbauteil 8, welches an der Seite der Aufnahmeöffnung 14 geschweißt wird, mittels einer Haltevorrichtung 25 gegriffen wird. Anschließend können die miteinander gekoppelten Verbindungsbauteile 8 um die Mittelachse 15 des Verbindungsbauteils 8, welches mit der Haltevorrichtung 25 gegriffen wird, gedreht werden. Ein Schweißkopf 26 kann hierbei im Bereich der zu erstellenden Schweißnaht positio- niert sein, wobei der Schweißkopf 26 in einem Einwirkwinkel 27 zur Mittelachse 15 des mit der Haltevorrichtung 25 gegriffenen Verbindungsbauteils 8 einwirkt. Der Einwirkwinkel 27 kann vorzugsweise zwischen 30° und 80° betragen. Wenn das Verbindungsbauteil 8 dessen Aufnahmeöf nung 14 verschweißt wird, um seine Mittelachse 15 gedreht wird, kann der Einwirkwinkel 27 des Schweißkopfes 26 während dem Schweißvorgang gleichbleibend beibehalten werden, sofern es nicht zu einer Kollision mit weiteren Verbindungsbauteilen 8 kommt. In einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile 8 mittels der Haltevorrichtung 25 in Position gehalten werden und dass der Schweißkopf 26 um die Verbindungsbauteile 8 geführt wird. In wieder einer anderen Ausführungsva- riante kann auch vorgesehen sein, dass beim Verschweißen sowohl die Verbindungsbauteile 8 als auch der Schweißkopf 26 bewegt wird.
Fig. 5 zeigt wieder ein anderes Ausführungsbeispiel des Verbindungsbauteils 8. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile 8 an der Außenfläche 17 des Steckkopfes 12 eine Lotschicht 28 aufweisen. Die Lotschicht 28 kann beispielsweise in einer umlaufenden Nut eingebracht sein. Alternativ dazu kann die Lotschicht 28 auch direkt auf der Außenfläche 17 des Steckkopfes 12 angebracht sein.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass im Bereich der Innenfläche 19 der Aufnahmeöffnung 14 ebenfalls eine Lotschicht 28 ausgebildet ist. Mittels der Lotschicht 28 können die einzelnen Verbindungsbauteile 8 stoffschlüssig aneinander gefügt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lotschicht 28 dadurch aufgeschmolzen wird, dass mittels offener Flamme auf die Verbindungsbauteile 8 eingewirkt wird. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile 8 zur Aktivierung der Lotschicht 28 in einen Wärmeofen gegeben werden. In wieder einer anderen Ausführungsva- riante kann auch vorgesehen sein, dass die Lotschicht 28 durch Induktionserhitzung der Verbindungsbauteile 8 aktiviert wird.
Beim Aufschmelzen der Lotschicht 28 verteilt sich das Lot zwischen der Außenfläche 17 des Steckkopfes 12 und der Innenfläche 19 der Aufnahmeöffnung 14.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile 8 aus einem Stahlwerkstoff gebildet sind und die Lotschicht 28 aus einem Lotzinn gebildet ist. Völlig unabhängig von der Verbindungsmethode der Verbindungsbauteile 8 zueinander kann vorgesehen sein, dass in zumindest einem der Verbindungsbauteile 8 eine Sollbruchstelle 29 ausgebildet ist, welche zur Kraftbegrenzung des Funktionsbauteils 4 dient. Die Sollbruchstelle 29 kann beispielsweise durch mechanische Bearbeitung im Verbindungsbauteil 8, wie etwa abfräsen erzeugt werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Sollbruchstelle 29 beispielsweise mittels einem Laser in eines der Verbindungsbauteile 8 eingebracht wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 6 kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Verbin- dungsbauteile 8, welche als rotationssymmetrische Hohlkörper ausgebildet sind, ein Kabelstrang 30 geführt wird. Der Kabelstrang 30 kann beispielsweise eine Stromleitung bzw. Datenleitung bzw. alternativ dazu auch eine Medienleitung sein. Weiters können auch mehrere unterschiedliche Kabelstränge 30 in den Verbindungsbauteilen 8 geführt sein. In der Fig. 7 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Verbindungsbauteils 8 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil 8 als Blechumformteil, insbesondere als Tiefziehteil, ausgebildet ist, welches eine konstante oder zumindest annähernd konstante Wandstärke 31 aufweist. Bei derartigen Tiefziehteilen, welche aus einem ebenen Blechstück geformt sind, kann die Wandstärke 31 je nach Umformgrad leicht variie- ren. Insbesondere Bereiche, welche eine größere Umformung aufweisen, können eine geringere Wandstärke 31 aufweisen, als Bereiche mit einer geringeren Umformung.
In der Fig. 8 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Verbindungsbauteils 8 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 7 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 7 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbauteile 8 im Bereich des zweiten Längsendes 13 eine Ausnehmung 32 aufweisen, welche sich ausgehend vom zweiten Längsende 13 zum ersten Längsende 11 erstreckt. Die Ausnehmung 32 kann die rotationssymmetrische Form des Verbindungsbauteils 8 unterbrechen. Die Ausnehmung 32 ist derart ausgebildet, dass eine Verjüngung 34 des weiteren Verbindungsbauteils 8 in der Ausnehmung 32 aufgenommen werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Ausneh- mungsbreite 33 größer ist als ein Durchmesser 35 des Verbindungsbauteils 8 im Bereich der Verjüngung 34. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass der Winkel 16 zwischen den beiden Mittelachsen 15 der zueinander gefügten Verbindungsbauteile 8 eine größere Frei- heit aufweisen kann. Dadurch kann die Flexibilität der Verbindungsbauteilgruppe 7 erhöht werden. Insbesondere kann durch diese Maßnahme der Winkel 16 bis zu einem Minimum von 45° betragen.
Fig. 9 zeigt eine spezielle Ausführung des Verbindungsbauteils 8. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil 8 als Zweigteil 36 ausgebildet ist, welches beispielsweise eine Aufnahmeöffnung 14 und zwei Steckköpfe 12 aufweist. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass das Zweigteil 36 zwei Aufnahmeöffnungen 14 und einen Steckkopf 12 aufweist. Natürlich können auch mehrere Aufnahmeöffnungen 14 bzw. Steckköpfe 12 vorgesehen sein.
Die Aufnahmeöffnung 14 bzw. der Steckkopf 12 des Zweigteils 36 können entweder den gleichen Durchmesser aufweisen oder aber ist es auch denkbar, dass wie in Fig. 9 dargestellt, das Zweigteil 36 gleichzeitig zur Verjüngung bzw. zur Durchmesserreduzierung der Verbindungsbauteile 8 dient.
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbindungsbauteils 8. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil 8 als Verjüngungsteil 37 ausgebildet ist, welches beispielsweise eine vergleichsweise große Aufnahmeöffnung 14 aufweist, welche zur Kopplung mit größeren Verbindungsbauteilen 8 dient und einen im Vergleich dazu kleinen Steckkopf 12 aufweist, welcher zur Verbindung mit kleineren Verbindungsbauteilen 8 dient. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil 8 eine ver- gleichsweise kleine Aufnahmeöffnung 14 aufweist, welche zur Kopplung mit kleineren Verbindungsbauteilen 8 dient und einen im Vergleich dazu großen Steckkopf 12 aufweist, welcher zur Verbindung mit größeren Verbindungsbauteilen 8 dient. In der Fig. 11 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Funktionsbauteils 4 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 10 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 10 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 11 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass zwischen den einzelnen Verbindungsbauteilen 8 Zwischenstücke 38 angeordnet sind.
Die Zwischenstücke 38 können wie das erste Anschlussstück 5 bzw. das zweite Anschluss- stück 6 ebenfalls zum Anschluss zu weiteren Bauteilen dienen.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Zwischenstück 38 beispielsweise zur Verlängerung der Verbindungsbauteilgruppe 7 dient. In den Figuren 12a-d sind die einzelnen Verfahrensschritte eines möglichen Herstellverfahrens zum Herstellen einen Funktionsbauteils 4 gezeigt.
Wie aus Fig. 12a ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt das erste Anschlussstück 5 mittels einer Haltevorrichtung 25, wie etwa einem Greiferarm gegrif- fen wird und mit dem ersten Verbindungsbauteil 8 verschweißt wird. Hierbei kann das erste Anschlussstück 5 mitsamt dem ersten Verbindungsbauteil 8 um die Drehachse der Mittelachse 15 des Verbindungsbauteils 8 gedreht werden. Die Haltevorrichtung 25 kann hierbei einen Fertigungsroboter umfassen. In einem weiteren Verfahrensschritt kann anschließend ein weiteres Verbindungsbauteil 8 mit dem ersten Verbindungsbauteil 8 in bereits beschriebener Weise gefügt werden und mit dem ersten Verbindungsbauteil 8 verschweißt werden. Hierbei kann die in Fig. 12b gezeigte Anordnung umfassend das erste Anschlussstück 5 und zwei Verbindungsbauteile 8 ebenfalls um die Mittelachse 15 des ersten Verbindungsbauteils 8 gedreht werden. In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß Fig. 12c kann ein weiteres Verbindungsbauteil 8 mit dem zuletzt eingesetzten Verbindungsbauteil 8 gefügt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die komplette Anordnung der Darstellung aus Fig. 12c um die Mittelachse 15 des vorletzten Verbindungsbauteils 8 gedreht wird. Entsprechend diesen Verfahrensschritten können beliebig viele Verbindungsbauteile 8 miteinander gefügt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß Fig. 12d kann anschließend das zweite Anschlussstück 6 mit dem letzten Verbindungsbauteil 8 verbunden werden. Hierbei kann das zweite Anschlussstück 6 ebenfalls mittels einer Haltevorrichtung 25 gegriffen werden und somit exakt relativ zum ersten Anschlussstück 5 positioniert werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung 25 bzw. der Schweißkopf 26 an einem Roboterarm, beispielsweise an einem Schwenkarmroboter angeordnet sind.
In den Fig. 13a und 13b ist eine weitere Herstellungsvariante zum Herstellen des Funktions- bauteils 4 gezeigt. Wie aus Fig. 13a ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt die einzelnen Verbindungsbauteile 8 zu einer Verbindungsbauteilgruppe 7 gefügt werden und miteinander verschweißt werden. Anschließend kann die Verbindungsbauteilgruppe 7 zwischen zwei Anschlussstücken 5, 6 positioniert werden, wobei die beiden Anschlussstücke 5, 6 in deren Lage relativ zueinander exakt positioniert sind. Anschließend kann die Verbindungsbauteilgruppe 7 mit den Anschlussstücken 5, 6 verschweißt werden.
Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des möglichen Verfahrens zum Herstellen eines Funktionsbauteils 4. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die beiden Anschlussstücke 5, 6 beispielsweise mittels der Haltevorrichtung 25 exakt relativ zueinander positioniert werden und die einzelnen Verbindungsbauteile 8 zwischen die beiden Anschlussstücke 5, 6 eingepasst werden. Anschließend können die einzelnen Verbindungsbauteile 8 an den Anschlussstücken 5, 6 mittels einer Schweißvorrichtung angeheftet werden, um den Bauteil eine gewi sse Grundstabilität zu verleihen. Das Einpassen der Verbindungsbauteile 8 bzw. das Anheften der Verbindungsbauteile 8 an den Anschlussstücken 5, 6 kann beispielsweise durch einen Monteur erfolgen. Anschließend kann das Funktionsbauteil 4 mittels einem Erfassungsmittel 39 vermessen werden, sodass die exakte Lage der einzelnen Verbindungsbauteile 8 erfasst werden kann. Das Erfassungsmittel 39 kann als optisches Erfassungsmittel, ins- besondere als Kamera ausgebildet sein.
Durch diese Maßnahme können in einem anschließenden Verfahrensschritt die einzelnen Verbindungsbauteile miteinander verschweißt werden, wobei das Funktionsbauteil 4 mittels der Haltevorrichtung 25 gegriffen werden kann und entsprechend der mittels dem Erfassungsmit- tel 39 erfassten Lage der einzelnen Verbindungsbauteile 7 bewegt werden kann.
In der Fig. 15 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Verbindungsbauteils 8 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 14 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 14 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 15 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass in der Innenfläche 19 der Aufnahmeöffnung 14 ein Absatz 40 ausgebildet ist. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Absatz 40 einen Abschnitt mit einer zylindrischen Mantelfläche aufweist.
Weiters kann an der Außenfläche 17 des Steckkopfes 12 ein erster Zylinderabschnitt 41 ausgebildet sein. An einer Außenfläche 42 im Bereich der Aufnahmeöffnung 14 kann ein zweiter Zylinderabschnitt 43 ausgebildet sein.
In den Figuren 16a bis 16c ist ein weiterer und gegebenenfalls für sich eigenständiger Verfahrensablauf zum Verbinden der einzelnen Verbindungsbauteile 8 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 15 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 15 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie aus Fig. 16a ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das erste Anschlussstück 5 im Bereich der Verbindung mit dem Verbindungsbauteil 8 rohrförmig ausgebildet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil 8 entlang der Mittelachse des ersten Anschlussstückes 5 verschoben werden kann, um dieses an der gewünschten Stelle positionieren zu können.
In einem ersten Verfahrensschritt kann das Verbindungsbauteil 8 mittels der Haltevorrichtung 25 gegriffen werden. Die Haltevorrichtung 25 kann beispielsweise als Dreibackenfutter ausgebildet sein. Das erste Verbindungsbauteil 8 kann mittels einem Innengreifer 44 gegriffen werden. Der Innengreifer 44 kann hierbei das Verbindungsbauteil 8 im Absatz 40 greifen. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass das Verbindungsbauteil 8 im zweiten Zylinderabschnitt 43 gegriffen wird.
Zum Verschweißen des ersten Anschlussstückes 5 mit dem ersten Verbindungsbauteil 8 kann die Haltevorrichtung 25 um die Mittelachse des Anschlussstückes 5 rotiert werden und mittels dem Schweißkopf 26 die Schweißung durchgeführt werden. Hierbei ist es denkbar, dass der Innengreifer 44 während dem gesamten Schweißvorgang mit dem ersten Verbindungsbauteil 8 mitbewegt wird. Alternativ dazu kann der Innengreifer auch außer Eingriff mit dem ersten Verbindungsbauteil 8 gebracht werden, sobald das erste Verbindungsbauteil 8 am ersten An- schlussstück 5 angeheftet ist und diese beiden Bauteile somit in deren Position zueinander fixiert sind.
In einem anschließenden Verfahrensschritt kann das erste Verbindungsbauteil 8 wieder mit dem Innengreifer 44 gegriffen werden und die Haltevorrichtung 25 gelöst werden. Anschlie- ßend können die beiden miteinander verschweißten Bauteile gemeinsam umgespannt werden, sodass das erste Verbindungsbauteil 8 mittels der Haltevorrichtung 25 am zweiten Zylinderabschnitt 43 gehalten werden kann, wie dies aus Fig. 16b ersichtlich ist.
In einem anschließenden Verfahrensschritt kann mittels dem Innengreifer 44 ein zweites Ver- bindungsbauteil 8 im ersten Verbindungsbauteil 8 positioniert werden und die beiden Verbindungsbauteile 8 entsprechend den bereits beschriebenen Verfahrensschritten miteinander verschweißt werden, wobei die Baugruppe um die Mittelachse 15 des ersten Verbindungsbauteils 8 gedreht wird. Die beschriebenen Verfahrensschritte können nun wiederholt werden, um der Baugruppe weitere Verbindungsbauteile 8 hinzuzufügen. Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie- len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste- hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1 ,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Auf aus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Bezugszeichenaufstellung
1 Vorrichtung 29 Sollbruchstelle
2 erstes Bauteil 30 Kabelstrang
3 zweites Bauteil 31 Wandstärke
4 Funktionsbauteil 32 Ausnehmung
5 erstes Anschlussstück 33 Ausnehmungsbreite
6 zweites Anschlussstück 34 Verjüngung
7 Verbindungsbauteilgruppe 35 Durchmesser Verjüngung
8 Verbindungsbauteil 36 Zweigteil
9 erstes Koppelelement 37 Verjüngungsteil
10 zweites Koppelelement 38 Zwischenstück
11 erstes Längsende Verbindungsbau39 Erfassungsmittel
teil 40 Absatz
12 Steckkopf 41 erster Zylinderabschnitt
13 zweites Längsende Verbindungs42 Außenfläche Aufnahmeöffnung bauteil 43 zweiter Zylinderabschnitt
14 Aufnahmeöffnung 44 Innengreifer
15 Mittelachse
16 Winkel
17 Außenfläche Steckkopf
18 Durchmesser Steckkopf
19 Innenfläche Aufnahmeöffnung
20 Verengung
21 Durchmesser Verengung
22 Aufnahmeraum
23 Durchmesser Aufnahmeraum
24 Schweißnaht
25 Haltevorrichtung
26 Schweißkopf
27 Einwirkwinkel
28 Lotschicht

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Funktionsbauteil (4) umfassend zumindest ein erstes Anschlussstück (5) und ein zweites Anschlussstück (6), welche in einer definierten Position relativ zueinander positio- niert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verbindungsbauteil (8) oder eine Verbindungsbauteilgruppe (7) mit mehreren Verbindungsbauteilen (8) ausgebildet ist, welches mit dem ersten Anschlussstück (5) und dem zweiten Anschlussstück (6) gekoppelt ist, wobei das Verbindungsbauteil (8) eine standardisierte Formgebung aufweist und wobei das erste Anschlussstück (5) und das zweite Anschlussstück (6) mittels dem Verbindungsbauteil (8) in deren Lage relativ zueinander fixiert sind.
2. Funktionsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Verbindungsbauteile (8) zu einer Verbindungsbauteilgruppe (7) miteinander gekoppelt sind, wobei das erste Verbindungsbauteil (8) mit dem ersten Anschlussstück (5) gekoppelt ist und das zweite Verbindungsbauteil (8) mit dem zweiten Anschlussstück (6) gekoppelt ist.
3. Funktionsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsbauteil (8) an einem ersten Längsende (11) einen Steckkopf (12) aufweist und an einem zweiten Längsende (13) eine Aufnahmeöffnung (14) aufweist, wobei die Aufnahmeöff- nung (14) derart bemessen ist, dass der Steckkopf (12) eines weiteren Verbindungsbauteils (8) in der Aufnahmeöffnung (14) aufgenommen werden kann.
4. Funktionsbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (17) des Steckkopfes (12) als Kugelsegment ausgebildet ist und dass eine Innenfläche (19) der Aufnahmeöffnung (14) mit dem Kugelsegment korrespondiert.
5. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussstück (5) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Schweißverbindung, bevorzugt einer Laserschweißverbindung mit dem Verbin- dungsbauteil (8) gekoppelt ist.
6. Funktionsbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungsbauteile (8) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Schweißverbindung, bevorzugt einer Laserschweißverbindung miteinander gekoppelt sind.
7. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest eines der Verbindungsbauteile (8) eine Sollbruchstelle (29) aufweist.
8. Funktionsbauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Steckkopf (12) und/oder in der Aufnahmeöffnung (14) des Verbindungsbauteils (8) eine Lotschicht (28) angeordnet ist.
9. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussstück (5) und/oder das zweite Anschlussstück (6) und/oder zumindest eines der Verbindungsbauteile (8) aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind.
10. Funktionsbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei miteinander gekoppelte Verbindungsbauteile (8) der Verbindungsbauteilgruppe (7) aus einem unterschiedlichen Werkstoff gebildet sind.
11. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das erste Anschlussstück (5) und das zweite Anschlussstück (6) aus einem unterschiedlichen Werkstoff gebildet sind.
12. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsbauteil (8) als Tiefziehbauteil aus einem metallischen Werk- stoff ausgebildet ist.
13. Funktionsbauteil nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (14) eine Verengung (20) aufweist, die einen Durchmesser (21) aufweist, der geringfügig kleiner ist als ein Durchmesser (18) des Steckkopfes (12) und dass die Aufnahmeöffnung (14) anschließend an die Verengung (20) einen Aufnahmeraum (22) für den Steckkopf (12) aufweist.
14. Funktionsbauteil nach einem der Ansprüche der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussstück (5) und/oder das zweite Anschlussstück (6) einen mit dem Verbindungsbauteil (8) korrespondierenden Steckkopf (12) oder eine mit dem Verbindungsbauteil (8) korrespondierende Aufnahmeöffnung (14) aufweist.
15. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbauteilgruppe (7) ein Zwischenstück (38) aufweist, welches zwischen zwei Verbindungsbauteilen (8) angeordnet ist, und welches zu den Verbindungsbauteilen (8) unterschiedlich ausgebildet ist.
16. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsbauteil (8) im Bereich des zweiten Längsendes (13) eine Ausnehmung (32) aufweisen, welche sich ausgehend vom zweiten Längsende (13) zum ersten Längsende (11) erstreckt und die Wandung des Verbindungsbauteils (8) im Bereich der Auf- nahmeöffnung ( 14) durchdringt.
17. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenfläche (19) der Aufnahmeöffnung (14) ein Absatz (40) ausgebildet ist.
18. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche (17) des Steckkopfes (12) ein erster Zylinderabschnitt (41) ausgebildet ist.
19. Funktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenfläche (42) im Bereich der Aufnahmeöffnung (14) ein zweiter Zylinderabschnitt (43) ausgebildet ist.
20. Vorrichtung (1) mit einem ersten Bauteil (2) und einem zweiten Bauteil (3), wel- che mittels einem Funktionsbauteil (4) miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsbauteil (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Funktionsbauteil (4) ein Kabelstrang (30) geführt ist.
22. Verfahren zum Herstellen eines Funktionsbauteils (4), insbesondere eines Funkti- onsbauteiles (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines ersten Anschlussstückes (5);
- Bereitstellen eines zweiten Anschlussstückes (6);
- Bereitstellen zumindest eines Verbindungsbauteils (8), welches eine standardisierte Formge- bung aufweist, oder einer Verbindungsbauteilgruppe (7) mit mehreren Verbindungsbauteilen
(8);
- Koppeln des zumindest einen Verbindungsbauteils (8) der der Verbindungsbauteilgruppe (7) mit den beiden Anschlussstücken (5, 6), sodass das erste Anschlussstück (5) und das zweite Anschlussstück (6) mittels dem Verbindungsbauteil (8) oder der Verbindungsbauteilgruppe (7) in deren Lage relativ zueinander fixiert sind.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass beim Koppeln in einem ersten Verfahrensschritt das erste Anschlussstück (5) in einer Haltevorrichtung (25) aufgenommen wird, in einem anschließenden Verfahrensschritt das Verbindungsbauteil (8) mit dem ersten Anschlussstück (5) gekoppelt wird und in einem anschließenden Verfahrensschritt ein weiteres Verbindungsbauteil (8) oder das zweite Anschlussstück (6) mit dem Verbindungsbauteil (8) gekoppelt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass beim Koppeln meh- rere Verbindungsbauteile (8) zu einer Verbindungsbauteilgruppe (7) gekoppelt werden und das erste Anschlussstück (5), sowie das zweite Anschlussstück (6) in einer Haltevorrichtung (25) aufgenommen werden und relativ zueinander positioniert werden und in einem anschließenden Verfahrensschritt die Verbindungsbauteilgruppe (7) zwischen dem ersten Anschlussstück (5) und dem zweiten Anschlussstück (6) positioniert wird und mit diesen verbunden wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verbindungsbauteil (8) mittels einem Laserschweißprozess mit dem ersten Anschlussstück (5) und/oder mit dem zweiten Anschlussstück (6) verbunden wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verbindungsbauteile (8) mittels einem Laserschweißprozess miteinander verbunden werden, wobei zumindest eines der Verbindungsbauteile (8) mittels einer Haltevorrichtung (25) gehalten wird und die Verbindungsbauteile (8) und/oder der Schweißkopf (26) des Lasers derart gedreht wird, dass die Verbindungsbauteile (8) in deren Kontaktbereich miteinan- der verbunden werden.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass im
Steckkopf (12) und/oder in der Aufnahmeöffnung (14) der einzelnen Verbindungsbauteile (8) eine Lotschicht (28) angeordnet ist und die einzelnen Verbindungsbauteile (8) zusammenge- steckt und in Position gebracht werden, wobei die einzelnen Verbindungsbauteile (8) dadurch miteinander gekoppelt werden, dass sie erwärmt werden, wodurch das Lot an der Übergangsstelle zwischen zwei Verbindungsbauteilen (8) verläuft und eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Verbindungsbauteilen (8) bildet.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sollbruchstelle (29) in einem der Verbindungsbauteile (8) dadurch erzeugt wird, dass das Verbindungsbauteil (8) lokal wärmebehandelt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass je- nes Verbindungsbauteil (8), welches im Bereich der Aufnahmeöffnung (14) verschweißt wird, mittels der Haltevorrichtung (25) im ersten Zylinderabschnitt (41) und/oder zweiten Zylinderabschnitt (43) gehalten wird und um seine Mittelachse (15) rotiert wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das zuletzt hinzugefügte und im Bereich des Steckkopfes (12) zu verschweißende Verbindungsbauteil (8) mittels einem im Absatz (40) positionierten Innengreifer (44) in Position gehalten wird.
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