DE102016010076B3

DE102016010076B3 - Device and method for visually flawless and fast prefabrication of aluminum facade elements with fasteners and a computer program for performing the method steps

Info

Publication number: DE102016010076B3
Application number: DE102016010076.1A
Authority: DE
Inventors: Franz Ebert
Original assignee: Fkn Fassaden & Co KG GmbH
Current assignee: Fkn Fassaden & Co KG GmbH
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2036-08-19

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur optisch einwandfreien und schnellen Vorfertigung von Fassadenelementen aus Aluminium mit Befestigungselementen mit den folgenden Merkmalen: a) einer Vorrichtung zur ortsfesten Halterung eines flächenförmigen Fassadenelements (1) auf einer ebenen Fläche, wobei diese Vorrichtung mit einer weiteren Vorrichtung (13) zur Steuerung eines Reibschweißkopfs (12) mechanisch verbunden ist, b) einem Winkelmagazin (18) zur Lagerung und sukzessiven Lieferung von Befestigungselementen (7), beispielsweise Winkeln, wobei das Winkelmagazin (18) an dem Reibschweißkopf (12) angeflanscht ist, und wobei das Winkelmagazin (18) mit zwei Spannbacken (20) verbunden ist, die mittels einer Stelleinheit (28) an die gewünschte Lage eines gelieferten Befestigungselements (7) durch horizontale Verschiebung und an die lokale Lage einer Schweißnaht (8) angepasst werden können, c) einem Achsialantrieb (17), einem Vertikalantrieb (14) und einem Horizontalantrieb (16) des Winkelmagazins (18),Device and method for visually flawless and fast prefabrication of aluminum facade elements with fasteners having the following features: a) a device for stationary mounting a sheet-like facade element (1) on a flat surface, said device with a further device (13) for controlling b) an angular magazine (18) for the storage and successive delivery of fastening elements (7), for example angles, wherein the angular magazine (18) is flanged to the friction welding head (12), and wherein the angular magazine ( 18) is connected to two clamping jaws (20), which can be adjusted by means of an adjusting unit (28) to the desired position of a supplied fastener (7) by horizontal displacement and to the local position of a weld (8), c) an axle drive ( 17), a vertical drive (14) and a horizontal drive (16) of the Winkelmagazi ns (18),

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optisch einwandfreien und schnellen Vorfertigung von Fassadenelementen aus Aluminium mit Befestigungselementen und ein Computerprogramm.The invention relates to a device and a method for visually flawless and fast prefabrication of aluminum facade elements with fasteners and a computer program.

Der Begriff Fassade (lateinisch facies, das Angesicht) beinhaltet meist, wie auch im übertragenen Sinn, auf das menschliche Antlitz bezogen, lediglich den repräsentativen Teil des äußeren Teils eines Bauwerks. Die Funktion des Schutzes des von der Fassade umschlossenen Teils des Bauwerks steht hierbei meist nicht im Vordergrund. Für Architekten ist die Gestaltung von Fassaden ein erstrebenswertes und von der Öffentlichkeit stark beachtetes Ziel ihrer Arbeit. Besonders für die Gestaltung einer Hausfassade mit Elementen aus Aluminium ist es derzeit ein Problem die einzelnen Fassadenelemente so auf der sie haltenden Struktur zu befestigen, dass bei jeder Art von Sonneneinstrahlung keine Reflexe von irgendwelchen Schweißvorgängen sichtbar werden. Denn wird mittels eines herkömmlichen Schweißverfahrens beispielsweise ein der Befestigung dienender Bolzen von hinten auf ein Fassadenelement aus Aluminium aufgeschweißt, ist als Resultat auf der Vorderseite dieses Fassadenelements immer unter bestimmten Lichtverhältnissen ein schattenhafter Reflex zu sehen. Dieser Effekt setzt dem Einsatz solcher Fassaden, besonders unter künstlerischen Aspekten, gewisse Grenzen. Auch die reine Funktion der Befestigung solcher oder ähnlicher Fassadenelemente auf dem sie tragenden Baukörper ist in der Fertigung relativ aufwendig und teuer.The term facade (Latin facies, the face) usually includes, as in the figurative sense, in relation to the human face, only the representative part of the outer part of a building. The function of protecting the part of the building enclosed by the facade is usually not the main focus here. For architects, the design of facades is a worthwhile and highly publicized goal of their work. Especially for the design of a house facade with elements made of aluminum, it is currently a problem to attach the individual facade elements on the holding structure so that no reflections of any welding operations are visible in any type of sunlight. For example, by means of a conventional welding process, for example, a fastener serving bolts welded from behind on a facade element made of aluminum, is as a result on the front of this facade element always under certain lighting conditions to see a shadowy reflex. This effect places certain limits on the use of such facades, especially under artistic aspects. The mere function of fixing such or similar facade elements on the supporting structure is relatively expensive and expensive to manufacture.

Aus dem Stand der Technik sei hierzu beispielsweise auf die Druckschrift der DE 10 2011 085 188 A1 verwiesen die eine Halteklemme und ein Montagesystem zum Befestigen eines oder mehrerer Flächenelemente an einem Gebäude beschreibt. In dieser Druckschrift geht es hauptsächlich um Tragekonstruktionen für Photovoltaikelemente, wobei als Aufgabe eine einfache und sichere Montage der dort behandelten Flächenelemente sichergestellt werden soll.From the prior art, this is for example on the publication of the DE 10 2011 085 188 A1 refer to a holding clamp and a mounting system for attaching one or more surface elements to a building describes. In this document, it is mainly about support structures for photovoltaic elements, which is to be ensured as a task simple and safe installation of the surface elements treated there.

Als Lösung dieser Aufgabe wird zu diesem Zweck eine Halteklemme zum Befestigen eines oder mehrerer Flächenelemente an einem Gebäude beansprucht, wobei die Halteklemme eine Deckleiste aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Halteklemme außerdem einen sich von der Deckleiste weg erstreckenden ersten Spreizschenkel aufweist und an mindestens einer Stelle der Deckleiste eine Öffnung angeordnet ist durch die ein Spreizmittel eingeführt werden kann, um den ersten Spreizschenkel abzuspreizen. Für die Befestigung von Fassadenelementen ohne sichtbare Deckleisten ist dieses bekannte Montagesystem nicht geeignet.As a solution to this problem, a retaining clip for securing one or more surface elements to a building is claimed for this purpose, wherein the retaining clip has a cover strip, which is characterized in that the retaining clip also has a first expansion leg extending away from the cover strip and at least a position of the cover strip an opening is arranged through which a spreading means can be introduced to abzuspreizen the first expansion limb. For the attachment of facade elements without visible cover strips this known mounting system is not suitable.

Andererseits ist es schwierig Fassadenelemente herzustellen die aus künstlerischen Gründen besonderen architektonischen Anforderungen genügen müssen und aus Aluminiumblechen mit Haltebolzen verschweißt werden müssen. Abgesehen davon, dass solche Arbeiten wegen ihres besonderen Charakters aufwendig im Fertigungsprozess herzustellen sind und somit teuer sind, können die verwendeten Schweißverfahren oft nicht die gestellten Anforderungen erfüllen. Hier ist insbesondere auf spezielle unerwünschte Lichteffekte zu verweisen die Schweißnähte bei bestimmten Verhältnissen der Beleuchtung sichtbar werden lassen.On the other hand, it is difficult to produce facade elements that have to meet special architectural requirements for artistic reasons and must be welded from aluminum sheets with retaining bolts. Apart from the fact that such works are expensive to manufacture in the manufacturing process because of their special nature and are therefore expensive, the welding methods used often can not meet the requirements set. Here, in particular, to refer to special unwanted light effects make the welds visible under certain conditions of illumination.

Für solche Fälle hat sich das Rührreibschweißen als geeignetes Herstellungsverfahren herausgestellt. Aus dem Stand der Technik ist hier die Druckschrift DE 20 2016 001 908 U1 bekannt geworden. Sie betrifft ein Verfahren zum rückstandsfreien Rührreibverschweißen von Werkstücken bei durch Fertigungstoleranzen bedingten Höhenunterschieden der Fügepartner. Diesem Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, ein rückstandsfreies Verschweißen von Werkstücken mit Höhenunterschieden im Stumpfstoß von bis zu 2 mm, mittels Rührreibschweißen so zu ermöglichen, dass auch bei Belastung der Schweißnaht mit elektrischer Hochspannung keine Überschläge auftreten können. Dies wird mittels einer Vorrichtung mit den folgenden Merkmalen erreicht:

a) ein, von einer Führungsmaschine, mittels eines Aufnahmekopfes geführter, Antriebskopf und eine, mittels eines Befestigungsflansches am Antriebskopf verschraubte Halteglocke für einen Schweißschuh bilden den Antrieb und die Führung für eine Schweißpin-Spitze,
b) der Schweißschuh hat eine kreisförmige Struktur die in ihrer Mitte eine kreisförmige Öffnung zur Aufnahme der Schweißpin-Spitze aufweist, wobei diese kreisförmige Öffnung in einem diagonal zur kreisförmigen Struktur des Schweißschuhs verlaufenden Steg mit einer Glätt-Fläche in Bewegungsrichtung des Vorgangs des Rührreibschweißens gelagert ist, und wobei die Glätt-Fläche eine Vorderkante aufweist, die Teil einer stufenförmigen Spahn-Leitstufe ist,
c) die Glätt-Fläche weist die Form einer länglichen, sich in diagonaler Richtung des Schweißschuhs erstreckenden, trapezförmigen Struktur auf, bei der die breitere Seite als Vorderkante in der Richtung des Vorschubs des Schweißschuhs sich im vorderen Bereich und eine entsprechende schmälere Seite als Hinterkante sich im hinteren Bereich erstrecken, wobei ferner die Hinterkante die Begrenzung einer stufenförmig angelegten Auslauffläche der Glätt-Fläche bildet und wobei die trapezförmige Struktur von einer linken und einer rechten kurvenförmigen Seitenfläche ergänzt wird, deren Flächennormale jeweils in Richtung zu der Öffnung sich erstrecken,
d) die Glätt-Fläche weist gegenüber der senkrechten Bezugsachse des Schweißpins einen kleinen Anstellwinkel auf.

For such cases, the friction stir welding has been found to be a suitable manufacturing process. From the prior art is the document DE 20 2016 001 908 U1 known. It relates to a method for residue-free friction stir welding of workpieces caused by manufacturing tolerances height differences of joining partners. This method is based on the object, a residue-free welding of workpieces with height differences in the butt joint of up to 2 mm to enable by means of friction stir welding so that even with load on the weld with electrical high voltage no flashovers can occur. This is achieved by means of a device having the following features:

a) a, by a guide machine, guided by a recording head, drive head and a screwed by means of a mounting flange on the drive head holding bell for a welding shoe form the drive and the guide for a welding pin tip,
b) the welding shoe has a circular structure having in its center a circular opening for receiving the welding pin tip, said circular opening is mounted in a running diagonally to the circular structure of the welding shoe web with a smoothing surface in the direction of movement of the process of friction stir welding and wherein the smoothing surface has a leading edge which is part of a step-shaped sputtering guide stage,
c) the smoothing surface is in the form of an elongated trapezoidal structure extending in the diagonal direction of the welding shoe, in which the wider side as a leading edge in the direction of advance of the welding shoe is in the front region and a corresponding narrower side than the trailing edge Further, in the rear region, wherein the trailing edge forms the boundary of a step-shaped run-out surface of the smoothing surface and wherein the trapezoidal structure of a left and a right curved side surface complemented whose surface normals each extend in the direction of the opening,
d) the smoothing surface has a small angle of attack with respect to the vertical reference axis of the welding pin.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren zu liefern mittels denen Fassadenelemente aus Aluminium optisch einwandfrei und schnell mit einem Befestigungswinkel derart vorgefertigt werden können, dass diese Fertigung relativ preiswert und optisch zufriedenstellend erfolgen kann. Außerdem soll die Haltekonstruktion der Fassadenelemente stabil und materialschonend hergestellt werden können.The invention has for its object to provide a device and a method by means of which facade elements made of aluminum can be prefabricated optically flawlessly and quickly with a mounting bracket such that this production can be done relatively inexpensive and visually satisfactory. In addition, the support structure of the facade elements should be stable and gentle to the material can be produced.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1, bzw. das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben.This object is achieved by the device according to claim 1, or the method according to claim 6. The device according to the invention will be described in more detail below.

Es zeigen im Einzelnen:They show in detail:

1: eine Außenansicht eines zu realisierenden Fassadensystems 1 : an exterior view of a facade system to be realized

2: eine Detail-Ansicht der Fassadenstruktur nach 1 2 : a detail view of the facade structure behind 1

3: eine perspektivische Darstellung eines Schweißvorgangs 3 : a perspective view of a welding process

4: eine detaillierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 4 : A detailed side view of the welding device according to the invention

5: eine weitere detaillierte Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 5 : a further detailed sectional view of the welding device according to the invention

1: zeigt eine Außenansicht eines zu realisierenden Fassadensystems bei einem der Repräsentation dienenden Zweckbau. Mit 1 sind in diesem Beispiel verschiedene, zu realisierende, Sichtelemente bezeichnet. 1 shows an exterior view of a facade system to be realized in a representation serving functional building. With 1 are in this example different, to be realized, visual elements designated.

Die 2 zeigt eine Detail – Ansicht der Fassadenstruktur nach 1. Der obere Teil a) der 2 zeigt eine herkömmliche Art und Weise der Befestigung eines Sichtelements 1 auf einer Unterkonstruktion 6. Die Unterkonstruktion 6 ist hierbei als Teil der Fassadenstruktur anzusehen der mit der jeweiligen Außenwand auf irgendeine Art und Weise fest verbunden ist. Das auf einer solchen Unterkonstruktion 6 befestigte Fassadenelement 1 wird in diesem gezeigten Beispiel mittels eines an der jeweiligen Außenwand angeschraubten Halterung 5 arretiert. In dem Beispiel geschieht dies dadurch, dass der herkömmliche Befestigungswinkel 3 mittels eines Gummi – Spannelements 4 in der Halterung 5 durch das Einschieben hinter eine Sperrnase arretiert und gehaltert wird. Zu diesem Zweck muss der herkömmliche Befestigungswinkel 3 an der gewünschten Stelle bezeichnet und mit einem Bohrloch versehen werden. Weiter muss ein Schraubbolzen 2 an dem betreffenden Sichtelement 1 an der gewünschten Stelle angeschweißt werden. Ferner muss der jeweilige Befestigungswinkel 3 auf den Befestigungsbolzen 2 aufgesetzt werden, es muss eine passende Beilagscheibe aufgelegt werden, es muss ein passender Federring oder eine Fächerscheibe aufgesetzt werden und zuletzt eine Mutter aufgeschraubt und mit einem passenden Drehmoment angezogen werden. Bei allen diesen Tätigkeiten ist jedoch bei normalen Schweißvorgängen die Stelle am Sichtelement 1 von außen sichtbar an der der Befestigungsbolzen 2 verschweißt wurde. Im unteren Teil b) der 2 ist ein Befestigungselement 7 zu sehen, das in der Form leicht verändert, in den äußeren Abmessungen jedoch befestigunstechnisch dem herkömmlichen Befestigungswinkel 3 entsprechend, lediglich mittels einer Schweißnaht 8 mit einem Sichtelement 1 verschweißt ist. Abgesehen davon, dass die entsprechende Schweißnaht 8 erfindungsgemäß leicht und schnell automatisch angebracht werden kann, ist an der Außenseite des Sichtelements 1 keine Spur dieser Befestigungsart zu sehen.The 2 shows a detailed view of the façade structure 1 , The upper part a) of 2 shows a conventional way of attaching a visual element 1 on a substructure 6 , The substructure 6 is here to be regarded as part of the facade structure which is firmly connected to the respective outer wall in any way. That on such a substructure 6 fortified facade element 1 is in this example shown by means of a bolted to the respective outer wall bracket 5 locked. In the example, this is done by using the conventional mounting bracket 3 by means of a rubber clamping element 4 in the holder 5 is locked and held by the insertion behind a locking lug. For this purpose, the conventional mounting bracket 3 designated at the desired location and provided with a borehole. Next must be a bolt 2 on the relevant visual element 1 be welded at the desired location. Furthermore, the respective mounting angle 3 on the mounting bolts 2 It must be placed on a matching washer, it must be a matching spring washer or a fan disc are placed and last screwed a nut and tightened with a suitable torque. In all these activities, however, in normal welding operations, the spot is on the viewing element 1 visible from the outside on the mounting bolts 2 was welded. In the lower part b) the 2 is a fastener 7 to see in the form slightly changed in the outer dimensions, however, fortifying the conventional mounting bracket 3 accordingly, only by means of a weld 8th with a visual element 1 is welded. Apart from that, the appropriate weld 8th can be mounted easily and quickly automatically according to the invention, is on the outside of the viewing element 1 no trace of this type of attachment to see.

Die 3: zeigt eine perspektivische Darstellung eines Schweißvorgangs. Auf der Innenseite eines Sichtelements 1 ist hier ein aufgelegtes Befestigungselememt 7 zu sehen, das von einem Schweißschuh 9 eines Reibschweißwerkzeugs kontaktiert und hierbei mittels einer Schweißnaht 8 mit einem flächenförmigen Sichtelement 1 verbunden wird. Das Sichtelement ist hierbei auf einer ortsfesten Vorrichtung zur folgenden Bearbeitung befestigt. Da eine solche Vorrichtung entsprechend der jeweiligen Form des Sichtelements verschieden ausfällt und vom Fachmann gestaltet wird ist sie nicht dargestellt. Der Schweißschuh 9 wird mittels einer Schweißschuhhalterung 10 von einer Werkzeugglocke 11 über einen, in der 3 nicht dargestellten Antrieb und dessen Steuerung, betätigt.The 3 : shows a perspective view of a welding process. On the inside of a visual element 1 Here is an attached attachment 7 to see that from a welding shoe 9 a Reibschweißwerkzeugs contacted and in this case by means of a weld 8th with a sheet-like visual element 1 is connected. The viewing element is in this case mounted on a stationary device for subsequent processing. Since such a device according to the respective shape of the visual element is different and is designed by a person skilled in the art, it is not shown. The welding shoe 9 is by means of a welding shoe holder 10 from a tool bell 11 about one, in the 3 not shown drive and its control, operated.

Die 4: zeigt eine detaillierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung. Hier ist wieder die Werkzeugglocke 11 zu sehen, die von einem Reibschweißkopf 12 angetrieben wird. Der Reibschweißkopf 12 kann über ein Portal oder eine Roboterbefestigung 13 gesteuert werden. Weiter ist hier der Schweißschuh 9 bezeichnet. An der rechten Seite des Reibschweißkopfs 12 sind ein Vertikalantrieb 14 und ein Horizontalantrieb 16 für ein Magazin für Befestigungselemente 18 (hier beispielhaft als Winkelmagazin 18 bezeichnet) angeflanscht. Dieses Winkelmagazin 18 bildet ein Vorratsmagazin für eine Vielzahl von, in ihm definiert gelagerten, Befestigungselementen. Das Winkelmagazin 18 kann mittels einer Magazinklappe 15 mit Befestigungselementen derart aufgefüllt werden, dass diese in definierter Lage übereinander auf einer schiefen Ebene zu liegen kommen, um somit jeweils in den Bereich eines Schweißvorgangs rutschen zu können. Der Axialantrieb 17 des Winkelmagazins 18 dient der genauen Ausrichtung des Winkelmagazins 18 in Relation zu dem Schweißschuh 9. Zur Stabilisierung der Lage der Fügepartner beim Schweißprozess, nämlich dem Sichtelement 1 und dem Befestigungselement 7, sind Saugelemente 19 vorgesehen, die in der Darstellung der 4 nur von der Seite zu sehen sind.The 4 : shows a detailed side view of the welding device according to the invention. Here is the toolbox again 11 to see that from a friction welding head 12 is driven. The friction welding head 12 Can be via a portal or a robot attachment 13 to be controlled. Next is the welding shoe 9 designated. At the right side of the friction welding head 12 are a vertical drive 14 and a horizontal drive 16 for a magazine for fasteners 18 (here as an example angular magazine 18 flanged). This angle magazine 18 forms a supply magazine for a variety of, stored in it defined, fasteners. The angle magazine 18 can by means of a magazine flap 15 be filled with fasteners such that they are in a defined position one above the other on a leaning Level to lie, so in each case to be able to slip into the area of a welding process. The axial drive 17 of the angle magazine 18 serves the exact alignment of the angular magazine 18 in relation to the welding shoe 9 , To stabilize the position of the joining partners in the welding process, namely the visual element 1 and the fastener 7 , are suction elements 19 provided in the presentation of the 4 can only be seen from the side.

An den Seiten des Winkelmagazins 18 sind zur Führung des Befestigungselements 7 Spannbacken 20 vorgesehen, die in der Darstellung der 4 auch nur von der Seite zu sehen sind. Zur optischen Erfassung der Schweißstelle dient eine Kamera 29, die bevorzugt als Lichtfeld-Sensor 29 ausgebildet ist. Hinsichtlich dieses verwendeten Lichtfeld-Sensors, wird auf die neue Entwicklung der so genannten Minilinsen verwiesen, die in der Form von hunderten von Minilinsen nach dem Lichtfeldprinzip optische Informationen sammeln die dann später zu Bildern mit einer gewünschten Auflösung und/oder einem gewünschten Blickwinkel datentechnisch zusammengestellt werden können. Solche Minilinsen sind 3-D-fähig, billig herzustellen und folgen dem Prinzip eines Insektenauges.On the sides of the angle magazine 18 are for guiding the fastener 7 jaws 20 provided in the presentation of the 4 can only be seen from the side. For optical detection of the weld is a camera 29 , which is preferred as a light field sensor 29 is trained. With regard to this light field sensor used, reference is made to the new development of the so-called mini-lenses, which collect optical information in the form of hundreds of mini lenses according to the light field principle, which are later compiled into images with a desired resolution and / or a desired viewing angle can. Such mini-lenses are 3-D capable, inexpensive to manufacture and follow the principle of an insect eye.

Die 5: zeigt eine detaillierte Schnittdarstellungen der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung. In der oberen 5a) ist der Bereich um den Schweißschuh 9 in vergrößerter Ansicht dargestellt. So ist die Werkzeugglocke 11 zu sehen die die Schweißschuhhalterung 10 mit dem Schweißschuh 9 trägt, wobei dieser ein Befestigungselement 7 mit einem Sichtelement 1 über eine Schweißnaht 8 verbindet. Die auf dem Winkelmagazin 18 aufsitzende, in der 4 ebenfalls sichtbare, haubenartige Erhebung ist hier in der Vergrößerung als eine Art Begrenzungselement für die Führung der im Winkelmagazin 18 gespeicherten, auf einer Gleitschiene 24 gleitenden, Befestigungselement 7 auszumachen. Zur Fixierung einer exakten Lage dient hier zusätzlich ein Positionier-Anschlag 25, wobei ein Nivellier-Element 26 zur Fein-Positionierung des jeweiligen Befestigungselements 7 vorgesehen ist. Das gezeigte Saugerelement 19 haftet mit seiner Saugerlippe 27 auf dem Sichtelement 1. In der unteren 5b) ist der Bereich um die Schweißnaht 8 in vergrößerter Darstellung in der Draufsicht dargestellt. Hier sind die auf der rechten und der linken Seite eines aufliegenden Befestigungselements 7 platzierten beiden Spannbacken 20 zu erkennen die, durch die beiden doppelseitigen Pfeile dargestellt, mittels einer Stelleinheit 28 an die Lage des jeweiligen Befestigungselemennts 7 angedrückt, bzw. angepasst werden. Die beiden Saugerelemente 19 dienen der Stabilisierung der beiden Fügepartner, dem Sichtelement 1 und dem jeweiligen Befestigungselement 7, während des Schweißprozesses. In einer besonderen Ausführung ist für jedes Saugelement (19) eine gesonderte, nicht dargestellte, Vakuum-Pumpe vorgesehen, wobei der Luftdruck in jedem Saugelement (19) mittels eines Sensors separat erfasst und nachgeregelt werden kann. In den beiden Spannbacken 20 befinden sich zu beiden Seiten Aussparungen 21 die für den Einlauf und den Auslauf des Schweißpins im Schweißschuh 9 notwendig sind. Je größer dabei die Breite des jeweiligen Befestigungselements 7 gewählt wird, desto länger ergibt sich auch die Schweißnaht 8. Dies erhöht die Festigkeit des jeweiligen Sichtelements 1. Mittels des vorgestellten Reibschweißverfahrens wird zudem ohnehin die Festigkeit des jeweiligen Fassadenelements gegenüber herkömmlichen Befestigungs-Schweißverfahren erhöht.The 5 : shows a detailed sectional view of the welding device according to the invention. In the upper 5a ) is the area around the welding shoe 9 shown in enlarged view. That's the toolbox 11 to see the the welding shoe holder 10 with the welding shoe 9 carries, this being a fastener 7 with a visual element 1 over a weld 8th combines. The on the angle magazine 18 sitting, in the 4 also visible, hood-like elevation is here in the enlargement as a kind of limiting element for the leadership of the angle magazine 18 stored on a slide rail 24 sliding, fastener 7 identify. To fix an exact position here additionally serves a positioning stop 25 , wherein a leveling element 26 for fine positioning of the respective fastener 7 is provided. The suction element shown 19 sticks with his sucking lip 27 on the visual element 1 , In the bottom 5b) is the area around the weld 8th shown in an enlarged view in plan view. Here are the on the right and the left side of an overlying fastener 7 placed two jaws 20 to recognize the, represented by the two double-sided arrows, by means of an actuator 28 to the location of the respective Befestigungselemennts 7 pressed, or adapted. The two sucker elements 19 serve to stabilize the two joining partners, the visual element 1 and the respective fastener 7 during the welding process. In a particular embodiment, for each suction element ( 19 ) provided a separate, not shown, vacuum pump, wherein the air pressure in each suction element ( 19 ) can be detected and readjusted separately by means of a sensor. In the two clamping jaws 20 There are recesses on both sides 21 those for the inlet and outlet of the welding pin in the welding shoe 9 necessary. The greater the width of the respective fastener 7 is chosen, the longer the weld also results 8th , This increases the strength of the respective visual element 1 , In addition, the strength of the respective facade element over conventional fastening welding methods is increased anyway by means of the friction welding method presented.

Als Sonderbauform kann das Befestigungselement 7 eine erhebliche Breite aufweisen, denn die Schweißnaht 8 erhöht in diesem Fall die Festigkeit eines Sichtelements in einem solchen Ausmaß, dass es, entsprechend der jeweiligen Konstruktionsanforderungen, selbst zu einem tragenden Element werden kann. Als Beispiel kann das Befestigungselement 7, und damit die Länge der Schweißnaht 8, sich über die gesamte Länge des Sichtelements erstrecken. Die Funktion der Spannbacken 20 relativiert sich dann natürlich.As a special design, the fastener 7 have a considerable width, because the weld 8th in this case, increases the strength of a visual element to such an extent that it can itself become a load-bearing member according to the respective design requirements. As an example, the fastener 7 , and thus the length of the weld 8th , extend over the entire length of the visual element. The function of the clamping jaws 20 of course then relativizes.

Die komplexe Steuerung der beschriebenen Bewegungsabläufe erfordert ein spezielles Steuerungsprogramm.The complex control of the described motion sequences requires a special control program.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Sichtelementvisual element
22: Befestigungsbolzen mit Befestigungsmutter (Schraubbolzen)Fixing bolt with fixing nut (bolt)
33: Befestigungswinkel herkömmlicher ArtMounting bracket conventional type
44: Gummi-SpannelementRubber clamping element
55: Halterungbracket
66: Unterkonstruktionsubstructure
77: Befestigungselement, beispielhaft ein WinkelFixing element, for example an angle
88th: SchweißnahtWeld
99: Schweißschuhwelding shoe
1010: Schweißschuh-HalterungWelding shoe mount
1111: Werkzeugglocketool bell
1212: Reibschweißkopf mit AntriebFriction welding head with drive
1313: Portal- oder Roboterbefestigung für den Reibschweißkopf 12 Portal or robot attachment for the friction welding head 12
1414: Vertikalantrieb für das Winkelmagazin 18 Vertical drive for the angular magazine 18
1515: Ladeklappe des Winkelmagazins 18 Loading flap of the angle magazine 18
1616: Horizontalantrieb für das Winkelmagazin 18 Horizontal drive for the angular magazine 18
1717: Axialantrieb für das Winkelmagazin 18 Axial drive for the angular magazine 18
1818: Magazin für Befestigungselemente (Winkelmagazin)Magazine for fastening elements (angular magazine)
1919: Saugerelementnipple member
2020: Spannbacken für einen Befestigungswinkel 7 Clamping jaws for a mounting bracket 7
2121: Aussparung eines Spannbackens 20 Recess of a clamping jaw 20
2222: SchweißpinSchweißpin
2323: Gleit- und Führungsbogen für einen Befestigungswinkel 7 Slide and guide bow for a mounting bracket 7
2424: Gleitschiene für einen Befestigungswinkel 7 Slide rail for a mounting bracket 7
2525: Positionier-Anschlag für das Oberteil eines Befestigungswinkel 7 Positioning stop for the upper part of a mounting bracket 7
2626: Nivellier-Element für die Feinpositionierung eines BefestigungswinkelsLeveling element for fine positioning of a mounting bracket
2727: Sauglippesqueegee
2828: Stelleinheit für die SpannbackenActuating unit for the clamping jaws
2929: Kamera bzw LichtfeldsensorCamera or light field sensor

Claims

Device for optically flawless and rapid prefabrication of facade elements made of aluminum with fastening elements having the following features: a) a device for the stationary holding of a sheetlike facade element ( 1 ) on a flat surface, this device being equipped with a further device ( 13 ) for controlling a friction welding head ( 12 ) is mechanically connected, b) an angular magazine ( 18 ) for the storage and successive delivery of fasteners ( 7 ), whereby the angular magazine ( 18 ) on the friction welding head ( 12 ) is flanged, and wherein the angular magazine ( 18 ) with two clamping jaws ( 20 ) connected by means of an actuator ( 28 ) to the desired position of a supplied fastener ( 7 ) by horizontal displacement and to the local position of a weld ( 8th ) is adaptable, c) an axial drive ( 17 ), a vertical drive ( 14 ) and a horizontal drive ( 16 ) of the angular magazine ( 18 )

Apparatus according to claim 1, characterized in that for the optical detection and control of the weld ( 8th ) a camera ( 9 ), in particular a light field sensor ( 29 ), is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for stabilizing the joining partners to be welded on both sides of the angular magazine ( 18 ) each have a suction element ( 19 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two clamping jaws ( 20 ) in the region of the weld ( 8th ) each have a recess.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the width of a fastening element ( 7 ) almost the length of a visual element ( 1 ) reached.

Process for the optically flawless and rapid prefabrication of facade elements made of aluminum with fastening elements with the following method steps: a) a device for the stationary holding of a sheet-like facade element ( 1 ) on a flat surface, with another device ( 13 ) for controlling a friction welding head ( 12 ) mechanically connected to a friction stir welding machine, wherein at the friction welding head ( 12 ) an angular magazine ( 18 ) for the storage and successive delivery of fasteners ( 7 ), the means is mounted, which ensure that in each case a fastening element ( 7 ) to a desired location of the façade element ( 1 ) and the fastener ( 7 ) is fixed there, b) after fixing the respective fastener ( 7 ) is by means of Reibschweißkopfs ( 12 ) the fastening element ( 7 ) with the facade element ( 1 ) welded, c) after visual inspection of the weld ( 8th ) the friction welding head ( 12 ) by means of his robot attachment ( 13 ), d) after the removal of the friction welding head ( 12 ) the façade element ( 1 ) moved to the next desired weld or a new, further facade element ( 1 ) supplied to the stationary holder.

A method according to claim 6, characterized in that the optical detection and control of the weld ( 8th ) through a camera ( 9 ), in particular a light field sensor ( 29 ), he follows,

Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that the stabilization of the joining partners to be welded on both sides of the angular magazine ( 18 ) each by a suction element ( 19 ) he follows.

Computer program with a program code for carrying out the method steps according to one of claims 6 to 8, when the program is executed in a computer.