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Patent Searching and Data


Title:
CLAMPING DEVICE FOR SPECIFICALLY HOLDING A COMPONENT IN PLACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/069178
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clamping device for specifically holding a component in place while a sealing strip is applied to the component.

Inventors:
SCHNEIDER MARC (DE)
KURBARDOVIC ADMIR (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/075696
Publication Date:
April 15, 2021
Filing Date:
September 15, 2020
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP SYSTEM ENG GMBH (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B23P19/04; B60J10/00
Foreign References:
DE102018214277A12020-02-27
EP2283964A12011-02-16
JPH08324468A1996-12-10
DE4035515A11992-05-14
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Spannvorrichtung (1) zum stationären Halten eines Bauteils (2) im Verlauf einer Applikati on eines Dichtungsprofils (4) auf das Bauteil (2), umfassend einen bodenbasierten Gehängegrundrahmen (8) und einen Hilfsrahmen (10), wobei das Bauteil (2) über den Hilfsrahmen (10) in mehreren Freiheitsgraden schwimmend an dem Gehängegrundrahmen (8) gehalten ist, und eine Klemmbackenanordnung (14), über die das Bauteil (2) innerhalb der Schwimmung (12) des Hilfsrahmens (10) bezogen auf den bodenbasierten Gehängegrundrahmen (8) klemmend und ortsfest positionierbar ist.

2. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken anordnung (14) eine Mehrzahl an Klemmbacken (16) umfasst.

3. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm backenanordnung (14) mittelbar über ein Klemmen des Hilfsrahmens (10) das Bauteil (2) positioniert.

4. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm backenanordnung (14) unmittelbar das Bauteil (2) klemmt, um das Bauteil (2) zu positio nieren.

5. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken anordnung (14) mindestens drei unabhängig voneinander zustellbare Klemmbacken (16) umfasst.

6. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das eine elektronische Steuereinheit (18) vorgesehen ist, die signaltechnisch mit einer die Klemmbacken (16) stellbare Aktuatorik (20) verbunden und in der unterschiedlicher Bauteilgeometrien speicherbar sind.

7. Spannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmung (12) drei rotatorische Freiheitsgrade und drei translatorische Freiheits grade des Hilfsrahmens (10) gegenüber dem Gehängegrundrahmen (8) zulässt.

Description:
Spannvorrichtung zum stationären Halten eines Bauteils

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum stationären Halten eines Bauteils im Verlauf ei ner Applikation eines Dichtungsprofils auf das Bauteil.

Derartige Dichtungsprofile sind beispielsweise dafür vorgesehen eine dichtende Verbindung zwi schen einer Karosserieöffnungn und dem in ihr eingesetzten Karosserieteil herzustellen. Die Dich tungsprofile können entweder karosserieseitig oder karosserieteilseitig oder beiderseits ange bracht sein. Bei einem Karosserieteil kann es sich beispielsweise um einen Türzusammenbau, einen Kofferraumdeckel oder ein Schiebedachelement handeln. Vorliegend geht es darum, ein Dichtungsprofil auf eine Außenseite des Türzusammenbaus zu applizieren, der anschließend in ei ner Montagesituation in den Türausschnitt der Karosserie eingesetzt wird. Das Dichtungsprofil wird auf einen Klebeflansch der Fahrzeugtür aufgeklebt, beispielsweise mit einem sogenannten Appli kationskopf. Ein Klebeflansch ist hierbei im Allgemeinen der Bereich eines Karosserieflanschen oder Türflansches, auf den das Dichtungsprofil appliziert wird.

Im Stand der Technik ist ein als „direktes Anrollen“ bezeichnetes Verfahren zum Anbringen eines Dichtungsprofils auf einen Türzusammenbau bekannt. Hierbei wird das Dichtungsprofil von einer Endlosrolle oder als abgelängtes Teilstück aus einem Magazin mittels eines Anrollkopfes - auch Applikationskopf genannt - gefördert und der Vorschub auf das Karosserieteil geregelt. Auf der Endlosrolle ist ein Vielfaches der auf ein Karosseriebauteil zu applizierenden Länge des Dichtungs profils bevorratet bzw. magaziniert. Hierbei ist bei einer möglichen Verfahrensvariante das Karos seriebauteil an sich in einer bewegbaren Halterungsvorrichtung, beispielsweise über einen Indus trieroboter, bewegbar aufgenommen und wird an dem ortsfesten Anrollkopf, und damit an der An drückrolle, vorbeigeführt, der dabei das Dichtungsprofil auf dem Karosseriebauteil appliziert. Pro blematisch hierbei ist, dass das Karosseriebauteil aus dem Gehänge bzw. der Bauteilzuführung ei ner Transportvorrichtung entnommen, und zur Applikationseinheit geführt werden muss. Dies ist mit einem hohen apparativen und logistischen Aufwand verbunden.

In einer weiteren möglichen Verfahrensvariante wird ein mobiler beziehungsweise robotergeführ ter Anrollkopf, welcher beispielsweise über einen Handhabungsroboter geführt wird, an dem grundsätzlich stationären Karosseriebauteil umlaufend entlanggeführt. Ein Schnittmesser durch trennt das Dichtungsprofil, sobald das Dichtungsprofil rings um in dem Ausschnitt des Karosse riebauteils appliziert wurde.

Für beide soeben beschriebene Verfahrensvarianten gilt, dass nach dem umfänglichen Anbringen des Dichtungsprofils beide Dichtungsenden, das heißt der bereits zu Beginn applizierte Anfang und das durch das Ablängen entstandene Ende, derart einander angenähert werden, dass in dem Stoßbereich ein möglichst durchgängiges Dichtungsprofil entsteht.

Bei dem Applikationsprozess mit dem mobilen Anrollkopf verbleibt das beispielsweise als Türzu sammenbau - auch Fahrzeugtür - ausgebildete Bauteil fortwährend in seinem sogenannten T rans- portgehänge, über das das Bauteil auch weiteren Montagestationen zugeführt werden kann, bis schlussendlich die Montage in dem Türausschnitt des Karosserieseitenteils erfolgt. Die Bauteile sind in dem Transportgehänge an den bauteilseitigen Scharnierhälften gehalten. Da allerdings das Bauteil zunächst in dem Transportgehänge nicht in einem für die bei der Applikation auftretenden Kräfte ausreichenden Maße fixiert ist, muss eine zusätzliche Fixierung beziehungsweise ein zusätz liches Spannen des Bauteils in dem Transportgehänge während des Applikationsprozesses erfol gen. Diese zusätzliche Fixierung soll eine Bewegung des Bauteils innerhalb des Transportgehän ges während des Applikationsprozesses minimieren, wenn nicht sogar eliminieren, so dass das Dichtungsprofil innerhalb der geforderten Lagetoleranzen appliziert werden kann.

Beim Applikationsprozess mit mobilem und robotergeführtem Anrollkopf um ein stationär fixiertes Bauteil wird die Lage des Bauteiles im Raum im Allgemeinen mit einem Kamerasystem erkannt und ein Korrekturvekor berechnet, der dann an die Robotersteuerung übergeben wird. Danach ap pliziert der Roboter das Dichtungsprofil auf der mit dem Korrekturvektor korrigierten Bahn auf das Bauteil. Die eingesetzte Kameratechnik zur Ermittlung des Korrekturvektors führt zu Ungenauigkei- ten im Applikationsprozess und ist außerdem mit einem hohen Invest und Instandhaltungsauf wand verbunden. Beispielsweise sind regelmäßige Kalibrierungen und Validierungen durchzufüh ren, die ggf. einen Stillstand der Anlage erfordern aber auch ansonsten mit einem personellen Auf wand verbunden sind.

Vor diesem Hintergrund wäre es wünschenswert und Aufgabe dieser Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, durch deren Anwendung auf ein Kamerasystem zur Erfassung der Position des Bauteils während der Applikation verzichtet werden kann und durch die das Bauteil während der Applikation in eine definierte Lage im Raum gebracht und in dieser gehalten werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Spannvorrichtung zum stationären Halten eines Bauteils im Verlauf einer Applikation eines Dichtungsprofils auf das Bauteil, umfassend einen bodenbasierten Gehängegrundrahmen und einen Hilfsrahmen, wobei das Bauteil über den Hilfsrahmen in mehreren Freiheitsgraden schwimmend an dem Gehängegrundrahmen gehalten ist, und eine Klemmbackenanordnung, über die das Bauteil innerhalb der Schwimmung des Hilfs rahmens bezogen auf den bodenbasierten Gehängegrundrahmen klemmend und ortsfest positio nierbar ist. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der positionsmäßig relativ ungenaue Gehängegrund rahmen zur Aufnahme des Hilfsrahmens dient, der das mit dem Dichtungsprofil zu versehende Bauteil lagegenau aufnimmt. Dabei kann der Hilfsrahmen im Bezug zum Gehängegrundrahmen schwimmend geschaltet werden, sodass der Hilfsrahmen und/oder das Bauteil selbst durch eine entsprechende anlagenseitige Fixierung immer unabhängig vom Gehängegrundrahmen in der gleichen Lage im Raum fixiert werden kann. Somit kann der Roboter immer auf der gleichen fes ten Bahn das Dichtungsprofil auf das Bauteil applizieren. Dadurch kann die herkömmlich einge setzte Kameratechnik zur Lageerkennung des Bauteils und Bahnkorrektur des Roboters entfallen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Klemmbackenanordnung eine Mehrzahl an Klemmbacken umfasst. Hierdurch ist es möglich das Bauteil sicher an mehreren Stel len über den Umfang zu halten.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Klemmbackenanordnung mittelbar über ein Klemmen des Hilfsrahmens das Bauteil positioniert. Dies ist dann von Vorteil, wenn eine Vielzahl von Bauteilgeometrien vorliegt, bei denen die scharnierseitige Aufnahme für den Hilfsrahmen aber immer gleich ausgebildet ist. Über diese scharnierseitige Aufnahme ist es möglich, das Bauteil bezüglich des Hilfsrahmen zu fixieren.

Eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Klemmbackenanordnung unmittelbar das Bauteil klemmt, um das Bauteil zu positionieren. Sollte nur eine geringe Anzahl an Bauteilgeometrien im Applikationprozess vorliegen, ist diese Form der Klemmung vorteilhaft, da das Bauteil unmittelbar fixiert wird

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Klemmbackenanordnung min destens drei unabhängig voneinander zustellbare Klemmbacken umfasst. Hierdurch ist eine siche re und statisch bestimmte Klemmung gewährleistet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine elektronische Steuereinheit vor gesehen ist, die signaltechnisch mit einer die Klemmbacken stellbare Aktuatorik verbunden und in der unterschiedlicher Bauteilgeometrien speicherbar sind. Hierdurch ist es möglich, verschiedene Bauteiltypen bzw. Türtypen einzumessen, so dass während bzw. bevor der Applikation lediglich ei ne Erkennung des Bauteils zu erfolgen hat, beispielsweise über einen Barcode oder über RFID. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schwimmung drei rotatorische Freiheitsgrade und drei translatorische Freiheitsgrade des Hilfsrahmens gegenüber dem Gehän gegrundrahmen zulässt.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsfor men der Erfindung. Hierin zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung als Fahrzeugtüren ausgebildete Bauteile in einem Ge- hängegrundrahmen und

Figur 2 eine Fahrzeugtür in einem Gehängegrundrahmen mit einer erfindungsgemäßen Klemmbackenanordnung.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung zwei als Fahrzeugtüren ausgebildete Bauteile 2, wel che in einem Gehängehilfsrahmen 10 scharnierseitig gehalten sind. Der Gehängegrundrahmen 8 weist hierzu jeweilige Hilfsrahmen 10 auf, über die jedes der Bauteile 2 gehalten ist. Zu dem rechts dargestellten Bauteil 2 ist ein ebenfalls schematisch dargestellter Anrollkopf 6 gezeigt. Eine der artige Halterung ist beispielsweise für den Transport der Bauteile in einer Montageumgebung aus reichend. Es handelt sich bei dieser Halterung allerdings nicht um eine starre, positionsgenaue Fi xierung des einzelnen Bauteils bsezogen auf einen Referenzpunkt. Somit ist diese alleinige Halte rung des Bauteils 2 in dem Gehängehilfsrahmen 10 nicht ausreichend für die Applikation eines Dichtungsprofils 6 mittels des Anrollkopfes 6 entlang eines Umfangs der Fahrzeugtür 2.

In der Figur 1 sind zu dem links dargestellten Bauteil 2 Pfeile dargestellt, die die drei rotatorischen Freiheitsgrade und die 3 translatorischen Freiheitsgrade symbolisieren, in denen sich das Bauteil 2 in der Schwimmung zwischen dem Hilfsrahmen 10 und dem Gehängegrundrahmen 8 bewegen kann.

Die Figur 2 zeigt das Bauteil 2 und eine Klemmbackenanordnung 14, die das Bauteil 2 bodenba siert und ortsfest positioniert. Der Anrollkopf 6 ist vorliegend nicht dargestellt. Die Klemmbacken anordnung 14 kann in einer Ausgestaltung auf einer bodenmontierten Haltetraverse 22 befestigt sein. Die Klemmbackenanordnung 14 kann, wie vorliegend dargestellt, drei Klemmbacken 16 auf weisen. Die Klemmbacken 16 sind annähernd gleichmäßig über den Umfang des Bauteils 2 an geordnet um eine möglichst sichere Klemmung zu erzielen. Es kann eine andere Anzahl an Klemm backen 16 vorgesehen sein. Für die Zustellbewegung des Klemmbacken 16 ist eine Aktuatorik 20, die signaltechnisch mit einer elektrischen Steuereinheit verbunden ist, in der beispielsweise Kon turdaten für jeweilige Bauteiltypen gespeichert werden können. Bezugszeichenliste

2 Bauteil

4 Dichtungsprofil

6 Anrollkopf

8 Gehängegrundrahmen

10 Hilfsrahmen

12 Schwimmung

14 Klemmbackenanordnung 16 Klemmbacke

18 Steuereinheit

20 Aktuatorik

22 Haltetraverse