DE10111834A1 - Halterungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung von Werkstücken (8), insbesondere Fahrzeugkarosserieteilen, in einer Mess- oder/und Bearbeitungsposition, mit einer Trägerbasis (1-3) und mehreren auf der Trägerbasis montierbaren Trägerköpfen (6) für die Anlage gegen das Werkstück (8) sowie mit einer Einrichtung zur Verbindung von Trägerkopf und -basis. Erfindungsgemäß weist die Verbindungseinrichtung ein den Trägerkopf (6) im Anschlag gegen eine Bezugsfläche haltendes Exzenterelement auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung von Werkstücken, insbesondere Werk­ zeugkarosserieteilen, in einer Mess- oder/und Bearbeitungsposition, mit einer Trägerbasis und mehreren auf der Trägerbasis montierbaren Trägerköpfen für die Anlage gegen das Werk­ stück sowie mit einer Einrichtung zur jeweiligen Verbindung von Trägerkopf und -basis.

Eine solche, vorrangig zur Verwendung im Fahrzeugbau und bei der Fahrzeugentwicklung vorgesehene Halterungsvorrichtung ist z. B. aus der DE 299 11 395 U1 bekannt. Die Trägerbasis dieser bekannten Vorrichtung umfasst eine Basisplatte, von welcher sich mehrere Träger­ säulen erstrecken, auf den jeweils ein Trägerkopf montiert ist. Auf einer solchen Halterungsvor­ richtung kann z. B. ein Karosserieteil, wie eine Fahrzeugtür oder ein Fahrzeugboden, in einer Referenzposition gehalten werden, in welcher sich dieses Teil mit Hilfe einer Koordinatenmess­ maschine vermessen lässt.

Bei einer solchen Halterung eines Werkstücks in einer Referenzposition kommt es vor allem darauf an, dass die das Werkstück an bestimmten Stellen abstützenden Anlageflächen der Trägerköpfe genau in den bestimmten Stellen und insbesondere den Nennmassen des Werk­ stücks entsprechenden Raumpositionen angeordnet sind. Maßgebend für diese Raumposi­ tionen sind in der beschriebenen bekannten Vorrichtung in erster Linie die Anordnung der Trägersäulen auf der Basisplatte sowie die jeweiligen Höhe der Trägersäulen und Abmessun­ gen der Trägerköpfe. Feineinstellungen der Raumpositionen können an den Trägerköpfen vorgenommen werden, wobei variable Trägerköpfe verfügbar sind, deren Anlagefläche sich in allen drei Raumrichtungen verstellen lässt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Halterungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich mit geringem Arbeitsaufwand an unterschied­ liche Werkstücke anpassen lässt.

Die diese Aufgabe lösende Halterungsvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Verbindungseinrichtung ein den Trägerkopf im Anschlag gegen eine Be­ zugsfläche haltendes Exzenterelement aufweist.

Eine Halterungsvorrichtung mit einer solchen Verbindungseinrichtung nach der Erfindung er­ laubt eine schnelle und dennoch passgenaue Montage von Trägerköpfen auf der Träger­ basis. Insbesondere wenn sich bei einem Werkstückwechsel die Maßunterschiede zum Vor­ gängerwerkstück in den durch die Abmessungen und Einstellmöglichkeiten der Trägerköpfe beeinflussbaren Grenzen halten, kann mit geringem Aufwand eine Anpassung an das neue Werkstück erfolgen, indem unter Nutzung der Schnellspannmöglichkeit durch das Exzenter­ element in der Halterung lediglich die Trägerköpfe durch gegebenenfalls voreingestellte neue Trägerköpfe ersetzt werden.

Während es denkbar wäre, die Funktionselemente einer solchen Verbindungseinrichtung unmittelbar an der Trägerbasis und den Anschlagköpfen anzubringen, umfasst in einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung die Verbindungseinrichtung eine zwischen Trägerkopf und -basis koppelbare, die Bezugsfläche aufweisende Baueinheit. Eine solche Baueinheit kann als universelles Bauteil weitgehend unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltung der Trägerbasis und der Trägerköpfe eingesetzt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Exzenterelement zur Drehverkeilung mit einem Widerlager, insbesondere am Trägerkopf, vorgesehen. Während es denkbar wäre, durch das Exzenterelement lediglich eine Presskraft auszuüben und eine Sperre vorzusehen, welche das Exzenterelement in der die Presskraft ausübenden Stellung arretiert, wird bei der Drehverkeilung das Exzenterelement durch Haftreibung in der Pressstellung festgehalten, so dass die Ankopplung des Trägerkopfs lediglich eine Drehung des Exzenterelements erfordert.

In der bevorzugten Ausführungsform weist der Trägerkopf einen vorstehenden Verbindungs­ zapfen für den Eingriff in eine an der Trägerbasis oder der Verbindungseinheit gebildete Boh­ rung auf, wobei der Verbindungszapfen vorzugsweise von einer zur Anlage gegen die Be­ zugsfläche vorgesehenen Anlagefläche des Trägerkopfes vorsteht. Die Achsen der Bohrung und des Zapfens können mit einer Längsachse einer Trägersäule zusammenfallen. Umgekehrt könnte auch die Verbindungseinheit oder die Trägerbasis mit einem solchen Zapfen versehen sein, der in eine Bohrung am Trägerkopf eingreift.

Vorzugsweise ist der Verbindungszapfen in der Bohrung in axialer Richtung geführt, so dass der Trägerkopf durch diese Passführung bereits in zwei Raumrichtungen genau festgelegt ist.

In dem Verbindungszapfen kann eine Querbohrung vorgesehen sein, in welche das vorzugs­ weise als Welle ausgebildete Exzenterelement mit einem zur Wellenachse versetzt angeord­ neten Zapfen eingreift. Bei Drehung der Exzenterwelle beschreibt der Zapfen einen Kreiszylin­ der, welcher in der Anschlagstellung des Trägerkopfes die Innenwand der Querbohrung der­ art im spitzen Winkel schneidet, dass eine Drehverkeilung des Zapfens in der Querbohrung möglich ist.

Die Exzenterwelle ist vorzugsweise in einer Lagerbuchse drehbar, wobei zur Drehung zweck­ mäßig ein bequem zu betätigender Handdrehknopf vorgesehen ist.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht einer Halterungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine in der Halterungsvorrichtung von Fig. 1 verwendete Verbindungseinheit mit Teilen eines Trägerkopfes in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 3 die Einheit von Fig. 2 in einer perspektivischen Schnittansicht,

Fig. 4 ein in der Verbindungseinheit von Fig. 2 und 3 verwendete Exzenterwelle, und

Fig. 5 die Verbindungseinheit von Fig. 2 und 3 in einer geschnittenen Seitenansicht.

In Fig. 1 sind Trägersäulen 1, 2 und 3 gezeigt, die Bestandteil einer Werkstückhalterungsvorrich­ tung sind, welche neben den Trägersäulen eine nicht dargestellte Basisplatte aufweist, von der die Trägersäulen vertikal vorstehen. Die Trägersäulen 1 bis 3 sind als Aluminiumprofile mit einer im Umriß quadratischen Querschnittsfläche und einer Längsnut 4 in jeder der vier Verti­ kalseiten ausgebildet.

Auf den Stirnseiten jeder Trägersäule ist ein Verbindungselement 5 angeordnet, welches die Trägersäule mit einem Trägerkopf 6 verbindet, der eine Anlagefläche 7 für die Anlage gegen ein Werkstück 8 aufweist. Bei dem Werkstück 8 kann es sich z. B. um ein zu vermessendes Fahr­ zeugkarosserieteil aus Blech handeln.

Die Trägerköpfe 6 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dreidimensional verstellbar, d. h., die Position der Auflagefläche 7 lässt sich in gewissen Grenzen in den zwei horizontalen Raumrichtungen wie auch in der vertikalen Raumrichtung verstellen.

Es wird nun auf die Fig. 2 bis 5 Bezug genommen, wo mit dem Bezugszeichen 9 eine Grund­ platte der Verbindungseinheit 5 bezeichnet ist. An jeder Ecke der Grundplatte 9 ist eine Durchgangsbohrung 10 für eine Schraubverbindung mit einer der Trägersäulen 1 bis 3 ge­ bildet.

Mit der Grundplatte 9 einstückig verbunden ist ein Zylinderteil 11 der Verbindungseinheit 5 in welchem, wie aus Fig. 3 und 5 hervorgeht, eine zur Zylinderachse koaxiale Bohrung 12 mit einer Aufweitung 13 gebildet ist.

In die Bohrung 12, deren Achse mit der Längsachse der betreffenden Trägersäule zusam­ menfällt, greift ein an seinem freien Ende konisch verjüngter Verbindungszapfen 14 ein, wel­ cher in der Bohrung 12 geführt ist. Der Verbindungszapfen 14 ist bei 15 über eine Schraube mit einer Grundplatte 16 des Trägerkopfes 6 verbindbar. Der Verbindungszapfen 14 steht von einer Anlagefläche 31 des Trägerkopfes 6 vor. Mit der Fläche 31 liegt der Trägerkopf b gegen eine Bezugsfläche 30 an der Stirnseite des Zylinderteils 11 an.

Der Verbindungszapfen 14 greift an seinem dem Endkonus entgegengesetzten Ende in eine Einsenkung 17 in der Grundplatte 16 ein, wobei ein bei 18 die Grundplatte 16 und den Ver­ bindungszapfen 14 durchsetzender Passstift dafür sorgt, dass der Verbindungszapfen 14 relativ zu der Grundplatte 16 eine gewünschte Drehposition einnimmt.

In dem Verbindungszapfen 14 ist eine Querbohrung 19 gebildet, welche in der vorangehend genannten Drehposition zu einer in dem Zylinderteil 11 der Verbindungseinheit 5 gebildeten Lagerbohrung 20 ausgerichtet ist. In die Bohrung 19 greift von einer Seite eine Exzenterwelle 21 ein, welche in einer in die Lagerbohrung 20 eingesetzten Buchse 22 mit Hilfe eines Hand­ drehknopfs 23 drehbar ist.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, weist die Exzenterwelle 21 einen Mittelteil 25 auf, über welchen die Lagerung der Welle in der Buchse 22 erfolgt. An den Mittelteil 25 der Welle schließt sich koaxial ein Endteil 26 an, auf welchen der Handdrehknopf 23 aufgesteckt ist. Versetzt zur Drehachse des Mittelteils 25 bzw. Endteils 26 erstreckt sich in axialer Richtung ein runder Zapfen 27, der in die Querbohrung 19 in dem Verbindungszapfen 14 eingreift.

Auf der Grundplatte 16 des Trägerkopfes 6 ist eine Zwischenplatte 24 über hier nicht näher zu beschreibende Einrichtungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen parallel zur Grund­ platte 16 verschieb- und fixierbar. Auf der Zwischenplatte 24 lässt sich zur Einstellung einer be­ stimmten vertikalen Raumposition der Auflagefläche 7 eine Distanzplatte 28 anbringen, wo­ bei die Distanzplatte 28 einen die Auflagefläche 7 aufweisenden Trägerkopfendteil 29 auf­ nimmt (Fig. 1).

Bei der Montage der in Fig. 1 gezeigten Halterungseinrichtung werden auf die Stirnflächen der Trägersäulen 1 bis 3 die Verbindungseinheiten 5 mit ihrer Grundplatte 9 aufgesetzt und an ihren vier Ecken unter Verwendung der Durchgangsbohrungen 10 mit den Trägersäulen 1 bis 3 verschraubt. Für eine genaue horizontale Positionierung der Einheiten 5 auf den Träger­ säulen sorgen nicht gezeigte Passstifte.

Auf die Verbindungseinheiten 5 werden dann die nun Trägerköpfe b aufgesetzt, wobei der Verbindungszapfen 14 in die Bohrung 12 in der Verbindungseinheit 5 eingreift. Durch die Führung des Zapfens 14 in der Bohrung 12 kann sich der Trägerkopf 6 horizontal nicht mehr verschieben.

Zur Befestigung des Trägerkopfes 6 auf der Verbindungseinheit 5 wird die Exzenterwelle 21 in die Buchse 22 eingesetzt, wobei der runde Zapfen 27 in die zu der Querbohrung 20 ausge­ richtete Querbohrung 19 in dem Verbindungszapfen 14 eingreift. Durch Drehung der Exzen­ terwelle 21 mit Hilfe des Handdrehknopfs 23 gelangt der runde Zapfen 27 in Berührung mit der Wand der Bohrung 19. Die Berührungslinie des Zapfens beschreibt einen zur Bohrungwand leicht nach außen versetzten Kreiszylinder, so dass mit der Drehung der Exzenterwelle 27 die Anschlagfläche 31 des Trägerkopfes 6 gegen die Bezugsfläche 30 der Verbindungseinheit 5 gezogen wird. Durch weitere Drehung kommt es zu einer Verkeilung des Zapfens 27 in der Bohrung 19 und damit letztlich zu einer Verklemmung des Trägerkopfes 6 mit der Verbin­ dungseinheit 5. Der Trägerkopf 6 liegt mit seiner Fläche 31 nun exakt gegen die Bezugsfläche 30 der Verbindungseinheit an, womit der Trägerkopf 6 in der vertikalen Raumrichtung auf dem Niveau der Bezugsfläche 30 festgelegt ist. Die Exzenterwelle 21 ist derart verkeilt, dass zur Aufrechterhaltung des Verklemmungszustands es keiner weiteren Befestigung der Welle an der Verbindungseinheit 5 bedarf. Der obengenannte Kreiszylinder schneidet die Bohrungs­ wand der Querbohrung 19 unter einem spitzen Winkel, so dass ein verhältnismäßig geringes, an der Exzenterwelle angreifendes Drehmoment genügt, um die erforderliche Verkeilung der Exzenterwelle in der Querbohrung 19 und damit die Verklemmung von Trägerkopf und Ver­ bindungseinheit herbeizuführen.

Nach Befestigung der Trägerköpfe 6 auf den Verbindungseinheiten 5 kann an den Träger­ köpfen 6 eine Feineinstellung der räumlichen Position der Anlagefläche 7 horizontal und verti­ kal entsprechend den Nennmaßen des Werkstücks 8 vorgenommen werden.

Beim Wechsel zu einem anderen Werkstück, dessen Maßunterschiede zum Vorgängerwerk­ stück keine Veränderung der Trägerbasis, sondern nur anders dimensionierte oder anders eingestellte Trägerköpfe erfordern, lässt sich durch die Schnellspannmöglichkeit über die Verbindungseinheiten 5 eine schnelle Anpassung der Halterungsvorrichtung an das neue Werkstück erreichen, in dem mit geringem Aufwand lediglich die Trägerköpfe ausgewechselt werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Halterung von Werkstücken (8), insbesondere Fahrzeugkarosserieteilen, in einer Mess- oder/und Bearbeitungsposition, mit einer Trägerbasis (1-3) und mehreren, auf der Trägerbasis montierbaren Trägerköpfen (6) für die Anlage gegen das Werkstück (8) sowie mit einer Einrichtung zur Verbindung von Trägerkopf und -basis, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung ein den Trägerkopf (6) im Anschlag gegen eine Bezugs­ fläche (30) haltendes Exzenterelement (2) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung eine zwischen Trägerkopf und -basis koppelbare, die Bezugsfläche (30) aufweisende Baueinheit (5) umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterelement (21) zur Drehverkeilung mit einem am Trägerkopf (6), der Verbindungseinheit oder der Trägerbasis gebildeten Widerlager (19) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterelement eine an der Verbindungseinheit (5), dem Trägerkopf oder der Trägerbasis gelagerte Exzenterwelle ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkopf (6) einen vorstehenden Verbindungszapfen (14) für den Eingriff in eine an der Verbindungseinheit (5) oder der Trägerbasis gebildete Bohrung (12) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungszapfen (14) in der Bohrung (12) in axialer Richtung geführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungszapfen (14) von einer zur Anlage gegen die Bezugsfläche (30) vorgesehenen Anlagefläche (31) des Trägerkopfes (6) vorsteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungszapfen (14) eine Querbohrung (19) aufweist, in welche die Exzenter­ welle 21) mit einem zur Wellendrehachse versetzt angeordneten Zapfen (27) eingreift.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterwelle (21) in einer Lagerbuchse (22), vorzugsweise mittels eines Handdrehknopfes (23), drehbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Bohrung (12) mit der Längsachse einer zur Bildung der Trägerbasis verwendeten Trägersäule (1; 2; 3) zusammenhält.