DE102014215001A1 - Spannsystem zum Spannen und Greifen unebener Werkstücke sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Spannsystems - Google Patents
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Abstract
Ein Spannsystem (10) zum Spannen und Greifen ebener und/oder unebener Werkstücke (12), zum Beispiel von KFZ-Karosserieteilen oder Fahrzeugscheiben, mit einer Rüsteinrichtung (14, 24) und einer Spanneinrichtung (16), ist im Hinblick auf eine flexible Anpassbarkeit an Werkstücke beliebiger Form mit einfachen konstruktiven Mitteln derart ausgestaltet und weitergebildet, dass die Rüsteinrichtung (14, 24) mindestens eine positionierbare Hubeinheit (18) aufweist, dass die Spanneinrichtung (16) einen Rahmen (20) und mindestens ein relativ zum Rahmen (20) einstellbares, insbesondere höhenverstellbares, und in der eingestellten Position arretierbares Spannelement (22) aufweist, und dass die Hubeinheit (18) derart auf die Spanneinrichtung (16) wirkt, dass die Position des Spannelements (22) einstellbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Spannsystems (10) zum Spannen und Greifen unebener Werkstücke (12).
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannsystem zum Spannen und Greifen ebener oder unebener Werkstücke, zum Beispiel von KFZ-Karosserieteilen oder Fahrzeugscheiben, mit einer Rüsteinrichtung und einer Spanneinrichtung. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Spannsystems zum Spannen und Greifen unebener Werkstücke.
- Aus der
EP 1 258 319 A2 ist ein Spannsystem mit einer Vakuumspanneinrichtung für Werkstücke für stationär bearbeitende Maschinen bekannt. Das Spannsystem weist einen Tragbalken mit mehreren in dessen Längsrichtung und/ oder Querrichtung verschiebbaren Saugspannern auf, die über Zuleitungen mit Unterdruck versorgt werden. Mittels einer Schleppvorrichtung können die Saugspanner verfahren werden. - Mit dem bekannten Spannsystem lassen sich verschiedene einfache Werkstücke bearbeiten, an die das Spannsystem durch Verfahren der Saugspanner entlang des Tragbalkens angepasst werden kann. Allerdings ist die Anpassbarkeit auf im Wesentlichen ebene Werkstücke beschränkt. Wenn mit derartigen Spannsystemen eine Vielzahl von Werkstücken, insbesondere unterschiedlich geformten Werkstücken, gespannt werden soll, dann kann dies zu einem hohen apparativen Aufwand führen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine flexible Anpassbarkeit eines Spannsystems an Werkstücke beliebiger Form zu ermöglichen.
- Die voranstehende Aufgabe wird durch ein Spannsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Spannsystem der eingangs genannten Art ist derart ausgestaltet und weitergebildet, dass die Rüsteinrichtung mindestens eine positionierbare Hubeinheit aufweist, dass die Spanneinrichtung einen Rahmen und mindestens ein relativ zum Rahmen in eine gewünschte Position einstellbares, insbesondere höhenverstellbares, und in der eingestellten Position arretierbares Spannelement aufweist, und dass die Hubeinheit derart auf die Spanneinrichtung wirkt, dass die Position des Spannelements einstellbar ist.
- Es kann ein Spannsystem mit einer hohen Flexibilität bereitgestellt werden, wenn das Spannsystem aus wenigstens zwei separaten Baugruppen gebildet ist, nämlich einer Rüsteinrichtung und einer Spanneinrichtung. Dabei erfolgt eine Einstellung der Spanneinrichtung mittels der Rüsteinrichtung, und zwar mittels der mindestens einen positionierbaren Hubeinheit der Rüsteinrichtung. Hierzu wird die Spanneinrichtung auf der Rüsteinrichtung positioniert, wonach das mindestens eine Spannelement durch die Hubeinheit in seiner Position, insbesondere in der Höhe, eingestellt und in der eingestellten Position arretiert wird. Anschließend kann die eingestellte Spanneinrichtung von der Rüsteinrichtung entfernt und als werkstückabhängig konfigurierte Spanneinrichtung (Negativform) zum Spannen oder Greifen eines Werkstücks eingesetzt werden. Durch die Anpassbarkeit können mit einer Spanneinrichtung verschiedene Werkstücke gespannt werden.
- Vorzugsweise ist die Spanneinrichtung auswechselbar an der Rüsteinrichtung angeordnet. Dadurch kann mit der Rüsteinrichtung eine weitere Spanneinrichtung an ein zu spannendes oder zu greifendes Werkstück angepasst werden. Somit kann mit lediglich einer Rüsteinrichtung eine Vielzahl von Spanneinrichtungen eingestellt werden. Der apparative Aufwand sowie der Lageraufwand sind damit gering gehalten.
- Das Spannelement kann zum Ermöglichen einer Einstellbarkeit einen gegenüber einer rahmenseitig angeordneten Führung verschiebbaren Schaft aufweisen. Hiermit ist mit einfachen konstruktiven Mitteln eine sichere Einstellbarkeit gegeben, und zwar durch Verschieben des Spannelements mittels des Schafts gegenüber der rahmenseitig angeordneten Führung. Dabei ist denkbar, dass der Schaft zur Arretierung des Spannmittels klemmbar ist. Somit kann die vorgenommene Einstellung auf einfache Weise arretiert werden, beispielsweise über entsprechende Klemmmittel. Diese können, beispielsweise federbeaufschlagt, auf den Schaft wirken und mittels Kraftschluss ein Verschieben des Schafts im arretierten Zustand vermeiden.
- Zur Befestigung des Werkstücks kann das Spannelement ein das Werkstück fixierendes Halteelement aufweisen. Hiermit ist eine Anbindung des Wertstücks am Spannelement und damit an der Spanneinrichtung gewährleistet. Im konkreten kann das Halteelement als Vakuumspanner ausgebildet sein. Durch Beaufschlagung des Vakuumspanners mit Unterdruck ist eine einfache, stabile und zerstörungsfreie Fixierung des Werkstücks ermöglicht.
- Die Hubeinheit kann zur Bereitstellung einer Hubbewegung einen mit einem Fluid druckbeaufschlagbaren Hubzylinder aufweisen, mit einem mittels Druckfluid bewegbaren Hubkolben. Damit ist mit einfachen konstruktiven Mitteln eine Hubbewegung ermöglicht. Hierbei ist eine Betätigung in Einrichtungen mit
- Überdruck und eine Betätigung in die andere Richtung mit Unterdruck denkbar. In diesem Fall bedarf es keiner Rückstellfeder. Als Fluid sind Gase und Flüssigkeiten denkbar. Vorteilhaft wird Luft verwendet.
- Die Hubeinheit kann mittels eines Schlittens entlang einer an der Rüsteinrichtung angeordneten Konsole verlagerbar oder verschiebbar sein. Damit ist eine flexible und stabile Anordnung der Hubeinheit an der Rüsteinrichtung vorgenommen. Die Hubeinheit kann damit nicht nur ein Spannelement der Spanneinrichtung in Hubrichtung verlagern, sondern durch Verschieben entlang der Konsole auch relativ zu einem Spannelement positioniert werden.
- Die Hubeinheit kann über einen Flansch am Schlitten angeordnet und quer oder schräg zum Schlitten verlagerbar oder verfahrbar sein. Somit ist auch eine Verstellbarkeit der Hubeinheit quer oder schräg zur Konsolenlängsrichtung realisiert. Damit ist neben einer Verlagerung eines Spannelements der Spanneinrichtung in Hubrichtung die Hubeinheit durch Verschieben in Konsolenlängsrichtung und quer oder schräg zur Konsolenlängsrichtung relativ zu einem Spannelement positionierbar, und zwar in zwei Dimensionen. Eine möglichst flexible Anpassung der Rüsteinrichtung an eine Spanneinrichtung ist ermöglicht.
- Die Rüsteinrichtung kann zur Aufnahme und Einstellung unterschiedlicher Spanneinrichtungen ausgebildet sein. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Spanneinrichtung auswechselbar an der Rüsteinrichtung angeordnet ist. Hierfür können abgesehen von einer automatisch positionierbaren Hubeinheit Halterungen für unterschiedliche Spanneinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise in Form von Schnellkupplungen. Damit ist eine schnelle und einfache Umrüstung von Spanneinrichtungen ermöglicht.
- In besonders vorteilhafter Weise kann die Einstellung des Spannelements an Hand einer dreidimensionalen Kontur eines Werkstücks, insbesondere in Form dreidimensionaler CAD-Daten, erfolgen. Hiermit ist eine schnelle und vor allem werkstückfreie Positionierung der Hubeinheit und damit auch eine schnelle Einstellung des Spannelements ermöglicht. Die Handhabung des Spannsystems wird dadurch ganz wesentlich vereinfacht.
- Im Konkreten kann die Rüsteinrichtung als Rüsttisch ausgebildet sein. Dieser kann mehrere Tischabschnitte und gegebenenfalls mehrere daran angeordnete Hubeinheiten aufweisen. Durch die mehreren Tischabschnitte kann im Falle einer komplexen Spanneinrichtung ein schrittweises Einstellen der Spannelemente erfolgen. Außerdem können auf den unterschiedlichen Tischabschnitten verschiedene Spanneinrichtungen aufgenommen und eingestellt werden.
- Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Spannsystems zum Spannen und Greifen unebener Werkstücke gelöst, das folgende Schritte umfasst:
- – Positionieren der Spanneinrichtung auf der Rüsteinrichtung,
- – Einstellen der Position, insbesondere der Höhe, des Spannelements relativ zum Rahmen der Spanneinrichtung durch die Hubeinheit der Rüsteinrichtung, und
- – Arretieren des Spannelements in der eingestellten Position.
- Zur weiteren Ausgestaltung des Verfahrens können die im Zusammenhang mit dem Spannsystem erläuterten Merkmale dienen.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert:
- Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spannsystems mit aufgesetztem Werkstück; -
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spannsystems ohne Werkstück und -
3 eine perspektivische Ansicht einer Spanneinrichtung des Spannsystems aus den voranstehenden Figuren. -
4 Vergrößerte Darstellung des Vakuumspanners. -
1 zeigt ein Spannsystem10 zum Spannen und Greifen unebener Werkstücke12 , zum Beispiel von Kfz-Karosserieteilen oder Fahrzeugscheiben. Das Spannsystem10 weist eine Rüsteinrichtung14 und eine Spanneinrichtung16 auf. Bei der Rüsteinrichtung14 und der Spanneinrichtung16 handelt es sich im dargestellten Beispiel um zwei separate Baugruppen. Die Spanneinrichtung16 ist auf die Rüsteinrichtung14 aufgesetzt und an dieser befestigt (nicht im Detail dargestellt). - Die Rüsteinrichtung
14 weist positionierbare Hubeinheiten18 auf. Die Hubeinheiten18 können automatisch positionierbar sein, wozu zum Beispiel eine entsprechend ausgestaltete Positioniereinrichtung vorgesehen sein kann (nicht dargestellt). Die Spanneinrichtung16 weist einen Rahmen20 und relativ zum Rahmen einstellbare und in der eingestellten Position arretierbare Spannelemente22 auf. Über die Spannelemente22 ist das Werkstück12 an der Spanneinrichtung16 befestigt. Die Rüsteinrichtung14 ist als Rüsttisch24 ausgebildet und wird daher im Folgenden der Einfachheit halber als Rüsttisch bezeichnet. -
2 zeigt die auf dem Rüsttisch24 positionierte Spanneinrichtung16 ohne Werkstück12 . Der Rüsttisch24 weist mehrere Tischabschnitte26 ,28 mit daran angeordneten Hubeinheiten18 auf. Dementsprechend weist der Rüsttisch24 einen ersten Tischabschnitt26 und einen zweiten Tischabschnitt28 auf. - Auf dem ersten Tischabschnitt
26 ist eine Konsole30 mit mehreren nebeneinander angeordneten Hubeinheiten18 angeordnet. Die Hubeinheiten18 sind jeweils über einen Schlitten32 verschiebbar an der Konsole30 befestigt. Die Hubeinheiten18 sind jeweils über einen Flansch34 am Schlitten32 angeordnet und daher quer oder schräg zum Schlitten32 verfahrbar. Somit ist jedenfalls über den Verstellbereich hinweg eine zweidimensionale Positionierung der Hubeinheiten18 ermöglicht. Hiermit können die Hubeinheiten18 relativ zu einem Spannelement ausgerichtet werden. Mit den auf der Konsole30 angeordneten Hubeinheiten18 können die in einem ersten Rahmenabschnitt36 angeordneten Spannelemente positioniert und eingestellt werden. - Der zweite Tischabschnitt
28 weist einen trapezförmigen Abschnitt38 auf. An den Schenkeln40 des trapezförmigen Abschnitts38 sind jeweils Konsolenabschnitte42 mit daran angeordneten Hubeinheiten18 befestigt. Auch diese Hubeinheiten18 sind über Schlitten44 und Flansche46 verschiebbar an den Konsolenabschnitten42 befestigt. Mittels den an den Schenkeln40 Hubeinheiten18 können die in einem zweiten Rahmenabschnitt48 in einem dritten Rahmenabschnitt50 positionierten Spannelemente eingestellt werden, und zwar nach einem Positionieren der Spanneinrichtung16 auf dem zweiten Tischabschnitt28 . Nachdem die Spannelemente22 auf den ersten Rahmenabschnitt36 , im zweiten Rahmenabschnitt48 und im dritten Rahmenabschnitt50 eingestellt sind, kann die Spannung in Richtung16 vom Rüsttisch24 abgenommen und zum Spannen und Greifen eines Werkstücks12 eingesetzt werden. -
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Spanneinrichtung16 . Der Rahmen20 ist aus unterschiedlichen Profilelementen52 zusammengesetzt. Am Rahmen20 ist ferner eine Aufnahme54 zur Handhabung der Spannrichtung16 befestigt. Die Spannelemente22 weisen zum Befestigen des Werkstücks12 ein das Werkstück12 fixierendes Halteelement56 auf. Das Halteelement56 ist als Vakuumspanner58 ausgebildet. Der Vakuumspanner58 ist in4 vergrößert dargestellt. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1258319 A2 [0002]
Claims (10)
- Spannsystem (
10 ) zum Spannen und Greifen unebener Werkstücke (12 ), zum Beispiel von KFZ-Karosserieteilen oder Fahrzeugscheiben, mit einer Rüsteinrichtung (14 ,24 ) und einer Spanneinrichtung (16 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Rüsteinrichtung (14 ,24 ) mindestens eine positionierbare Hubeinheit (18 ) aufweist, dass die Spanneinrichtung (16 ) einen Rahmen (20 ) und mindestens ein relativ zum Rahmen (20 ) einstellbares, insbesondere höhenverstellbares, und in der eingestellten Position arretierbares Spannelement (22 ) aufweist, und dass die Hubeinheit (18 ) derart auf die Spanneinrichtung (16 ) wirkt, dass die Position des Spannelements (22 ) einstellbar ist. - Spannsystem (
10 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (22 ) zum Ermöglichen einer Einstellbarkeit einen gegenüber einer rahmenseitig angeordneten Führung (62 ) verschiebbaren Schaft (60 ) aufweist, insbesondere wobei der Schaft (60 ) zur Arretierung des Spannelements (22 ) klemmbar ist. - Spannsystem (
10 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (22 ) ein das Werkstück (12 ) fixierendes Halteelement(56 ,58 ), insbesondere einen Vakuumspanner (58 ), aufweist. - Spannsystem (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinheit (18 ) zur Bereitstellung einer Hubbewegung einen mit einem Fluid druckbeaufschlagbaren Hubzylinder (19 ) aufweist. - Spannsystem (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinheit (18 ) mittels eines Schlittens (32 ) entlang einer an der Rüsteinrichtung (14 ,24 ) angeordneten Konsole (30 ,42 ) verlagerbar ist. - Spannsystem (
10 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinheit (18 ) über einen Flansch (34 ) am Schlitten (32 ) angeordnet und quer oder schräg zum Schlitten (32 ) verfahrbar ist. - Spannsystem (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rüsteinrichtung (14 ,24 ) zur Aufnahme und Einstellung unterschiedlicher Spanneinrichtungen (16 ) ausgebildet ist. - Spannsystem (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Spannelements (22 ) anhand einer dreidimensionalen Kontur eines Werkstücks (12 ), insbesondere in Form dreidimensionaler CAD-Daten, erfolgt. - Spannsystem (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rüsteinrichtung (14 ,24 ) als Rüsttisch (24 ) ausgebildet ist, insbesondere mit mehreren Tischabschnitten (26 ,28 ) und daran angeordneten Hubeinheiten (18 ). - Verfahren zum Betreiben eines Spannsystems (
10 ) zum Spannen und Greifen ebener und/oder unebener Werkstücke (12 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend folgende Schritte: – Positionieren der Spanneinrichtung (16 ) auf der Rüsteinrichtung (14 ,24 ), – Einstellen der Position, insbesondere der Höhe, des Spannelements (22 ) relativ zum Rahmen (20 ) der Spanneinrichtung (16 ) durch die Hubeinheit (18 ) der Rüsteinrichtung (14 ,24 ), und – Arretieren des Spannelements (22 ) in der eingestellten Position.
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