DE-102025117089-B3 - Haltevorrichtung, Montagestation und Verfahren

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (6) zum automatisierten Handling eines lackierten Außenhautbauteils (2) einer Fahrzeugkarosserie (2), wobei das Außenhautbauteil (2) mehrere Bauteilöffnungen (9) aufweist, die jeweils von einem Öffnungsrand (10) eingefasst sind und einen Öffnungsinnenquerschnitt (11) aufweisen, wobei die Haltevorrichtung (6) einen Spannrahmen (12) zum Halten des jeweiligen Außenhautbauteils (2) aufweist. Das Handling von großen Außenhautbauteilen (2) vereinfacht sich, wenn der Spannrahmen (12) mehrere zylindrische und parallel zueinander vom Spannrahmen (12) abstehende Spannelemente (13) aufweist, die am Spannrahmen (12) so verteilt angeordnet sind, dass die Spannelemente (13) zum Halten des Außenhautbauteils (2) in jeweils eine der Bauteilöffnungen (9) eindringen, wobei die Spannelemente (13) jeweils einen Elementaußenquerschnitt (15) aufweisen und so konfiguriert sind, dass sie zwischen einem Freigabezustand, in dem der Elementaußenquerschnitt (15) kleiner ist als der Öffnungsinnenquerschnitt (11) der dem jeweiligen Spannelement (13) zugeordneten Bauteilöffnung (9), und einem Haltezustand verstellbar sind, in dem der Elementaußenquerschnitt (15) gegenüber dem Freigabezustand soweit vergrößert ist, dass zum Halten des Außenhautbauteils (2) am Spannrahmen (12) das jeweilige Spannelement (13) am Öffnungsrand (10) der jeweiligen Bauteilöffnung (9) vorgespannt anliegt.

Inventors

• Florian Schmidt
• Tobias Bongards

Assignees

• DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250505

Claims (10)

1. Haltevorrichtung (6) zum automatisierten Handling eines lackierten Außenhautbauteils (2) einer Fahrzeugkarosserie (2), - wobei das Außenhautbauteil (2) mehrere Bauteilöffnungen (9) aufweist, die jeweils von einem Öffnungsrand (10) eingefasst sind und einen Öffnungsinnenquerschnitt (11) aufweisen, - wobei die Haltevorrichtung (6) einen Spannrahmen (12) zum Halten des jeweiligen Außenhautbauteils (2) aufweist, der mehrere zylindrische und parallel zueinander vom Spannrahmen (12) abstehende Spannelemente (13) aufweist, die am Spannrahmen (12) so verteilt angeordnet sind, dass die Spannelemente (13) zum Halten des Außenhautbauteils (2) in jeweils eine der Bauteilöffnungen (9) eindringen, - wobei die Spannelemente (13) jeweils einen Elementaußenquerschnitt (15) aufweisen und so konfiguriert sind, dass sie zwischen einem Freigabezustand, in dem der Elementaußenquerschnitt (15) kleiner ist als der Öffnungsinnenquerschnitt (11) der dem jeweiligen Spannelement (13) zugeordneten Bauteilöffnung (9), und einem Haltezustand verstellbar sind, in dem der Elementaußenquerschnitt (15) gegenüber dem Freigabezustand soweit vergrößert ist, dass zum Halten des Außenhautbauteils (2) am Spannrahmen (12) das jeweilige Spannelement (13) am Öffnungsrand (10) der jeweiligen Bauteilöffnung (9) vorgespannt anliegt.
2. Haltevorrichtung (6) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , - dass das jeweilige Spannelement (13) als Spanndorn (16) konfiguriert ist, der zwei Spannglieder (18) aufweist, die relativ zueinander so verstellbar sind, dass eine axiale Verstellung der beiden Spannglieder (18) relativ zueinander den Elementaußenquerschnitt (15) verändert.
3. Haltevorrichtung (6) nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , - dass der Spanndorn (16) als Keil-Spanndorn (17) konfiguriert ist, - dass die beiden Spannglieder (18) zwei Hülsen (19) bilden, nämlich eine erste Hülse (19.1) und eine zweite Hülse (19.2), - dass die erste Hülse (19.1) einenends am Spannrahmen (12) abgestützt und/oder befestigt ist und anderenends eine Außenkeilfläche (22) aufweist, - dass die zweite Hülse (19.2) einenends eine zur Außenkeilfläche (22) komplementäre und flächig an der Außenkeilfläche (22) anliegende Innenkeilfläche (24) aufweist und anderenends eine Stirnfläche (26) aufweist, - dass der jeweilige Keil-Spanndorn (17) einen Spannkern (27) aufweist, der sich konzentrisch durch die beiden Hülsen (19) hindurch erstreckt, der einenends einen an der Stirnfläche (26) der zweiten Hülse (19.2) abstützbaren oder abgestützten Kopf (28) aufweist und an dem anderenends zum Verstellen des Keil-Spanndorns (17) vom Freigabezustand in den Haltezustand eine Zugkraft (30) einleitbar ist.
4. Haltevorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , - dass der Spannrahmen (12) wenigstens einen Aktuator (31) zum Verstellen wenigstens eines der Spannelemente (13) zwischen dem Freigabezustand und dem Haltezustand aufweist.
5. Haltevorrichtung (6) nach den Ansprüchen 3 und 4 , dadurch gekennzeichnet , - dass der jeweilige Aktuator (31) mit dem jeweiligen Spannkern (27) gekoppelt ist, so dass mittels des Aktuators (31) die Zugkraft (30) zum Verstellen des Keil-Spanndorns (17) vom Freigabezustand in den Haltezustand in den Spannkern (27) einleitbar ist.
6. Haltevorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , - dass das Außenhautbauteil (2) wenigstens einen indirekten Sichtbereich (37) aufweist, der bei an der Fahrzeugkarosserie (3) angebautem Außenhautbauteil (2) von außen durch ein anderes Fahrzeugbauteil verdeckt ist, - dass die Bauteilöffnungen (9) jeweils in einem solchen indirekten Sichtbereich (37) angeordnet sind.
7. Haltevorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , - dass der Spannrahmen (12) außerdem wenigstens einen Vakuumgreifer (38) aufweist, der zum Halten des Außenhautbauteils (2) außen am Außenhautbauteil (2) anliegt und das Außenhautbauteil (2) mittels Unterdruck am Spannrahmen (12) hält.
8. Haltevorrichtung (6) nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , - dass das Außenhautbauteil (2) wenigstens einen direkten Sichtbereich (41) aufweist, der bei an der Fahrzeugkarosserie (3) angebautem Außenhautbauteil (2) von außen unverdeckt und sichtbar ist, - dass der jeweilige Vakuumgreifer (38) am Spannrahmen (12) so angeordnet ist, dass er zum Halten des Außenhautbauteils (2) am Spannrahmen (12) in einem solchen direkten Sichtbereich (41) am Außenhautbauteil (2) anliegt.
9. Montagestation (1) zum Montieren eines lackierten Außenhautbauteils (2) an einer Fahrzeugkarosserie (3), - mit einem Montageroboter (4), der mit einer Haltevorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestattet ist.
10. Verfahren (42) zum Montieren eines lackierten Außenhautbauteils (2) an einer Fahrzeugkarosserie (3), - bei dem das jeweilige Außenhautbauteil (2), das mehrere Bauteilöffnungen (9) aufweist, die jeweils von einem Öffnungsrand (10) eingefasst sind und einen Öffnungsinnenquerschnitt (11) aufweisen, in einem Außenhautbereich (8) bereitgestellt wird, - bei dem das jeweilige Außenhautbauteil (2) mittels einer Haltevorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ergriffen und an der Fahrzeugkarosserie (3) in einer vorbestimmten Montageposition positioniert wird, in der das Außenhautbauteil (2) an der Fahrzeugkarosserie (3) befestigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum automatisierten Handling bzw. Hantieren eines lackierten Außenhautbauteils einer Fahrzeugkarosserie. Die Erfindung betrifft außerdem eine Montagestation zum Montieren eines lackierten Außenhautbauteils an einer Fahrzeugkarosserie, die mit einer derartigen Haltevorrichtung ausgestattet ist. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Montieren eines lackierten Außenhautbauteils an einer Fahrzeugkarosserie mittels einer derartigen Haltevorrichtung. Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, kommt vermehrt eine modulare Bauweise in Betracht, wobei eine Tendenz zur Verwendung von Großmodulen erkennbar ist. Während bei einer herkömmlichen Fertigung einer Fahrzeugkarosserie die aneinander zu montierenden Fahrzeugbauteile regelmäßig unlackiert sind, besteht bei Modulbauweise auch die Möglichkeit, lackierte Bauteile zu montieren. Dies gilt insbesondere für Außenhautbauteil, also Bauteile bzw. Anbauteile, die am fertigen Kraftfahrzeug einen Bestandteil einer Außenhaut der Fahrzeugkarosserie bilden. Ein zuverlässiges Handling von lackierten Außenhautbauteilen ist mit einem hohen Aufwand verbunden, um Beschädigungen der Lackierung zu vermeiden. Dies gilt in besonderer Weise für lackierte Außenhautbauteile, die als Großmodule konfiguriert sind. Aus der DE 20 2007 009 334 U1 ist eine Haltevorrichtung zum automatisierten Handling eines Fahrzeugbauteils bekannt, wobei das Fahrzeugbauteil mehrere Bauteilöffnungen aufweist, die jeweils von einem Öffnungsrand eingefasst sind und einen Öffnungsinnenquerschnitt aufweisen, wobei die Haltevorrichtung einen Spannrahmen zum Halten des jeweiligen Fahrzeugbauteils aufweist. Der Spannrahmen weist mehrere zylindrische und parallel zueinander vom Spannrahmen abstehende Spannelemente auf, die am Spannrahmen so verteilt angeordnet sind, dass die Spannelemente zum Halten des Fahrzeugbauteils in jeweils eine der Bauteilöffnungen eindringen, wobei die Spannelemente jeweils einen Elementaußenquerschnitt aufweisen, der kleiner ist als der Öffnungsinnenquerschnitt. Bei der bekannten Haltevorrichtung sind die Spannelemente außerdem mit Sperrkugeln ausgestattet, die als Riegel zum Verriegeln des in die jeweilige Bauteilöffnung eingesteckten Spannelements dienen und hierzu den Öffnungsrand der jeweiligen Bauteilöffnung formschlüssig hintergreifen. Eine ähnliche Haltevorrichtung ist aus der DE 10 2015 011 859 A1 bekannt, bei der die Spannelemente mit Greifarmen ausgestattet sind, die zum Verriegeln des in die jeweilige Bauteilöffnung eingesteckten Spannelements den Öffnungsrand der jeweiligen Bauteilöffnung formschlüssig hintergreifen. Aus der CN 210 968 968 U ist ein visuelles Führungssystem bekannt, das für den automatischen Transport eines Autodachdeckels geeignet ist. Das System umfasst einen Roboter, eine Greifer-Höhenscheibe, einen Robotergreifer, einen visuellen 3D-Scanner, eine Scanner-Verbindungsvorrichtung, einen Industrie-Steuerschrank, einen Roboter-Steuerschrank, ein Ventilterminal, einen Vakuumerzeuger, einen Klemmzylinder und einen Vakuumsaugnapf. Aus der DE 103 03 844 A1 ist ein Montagewerkzeug für eine Handhabungseinrichtung bekannt, das zum Positionieren von Karosseriebauteilen an einer Fahrzeugkarosserie dient. Das Montagewerkzeug umfasst einen Greifmechanismus und einen Positioniermechanismus, wobei der Positioniermechanismus mindestens ein Formelement enthält, dessen Bauteilkontaktfläche an die Sollkontur des Bauteils angepasst ist. Diese Vorrichtung ist insbesondere geeignet, um einen korrekten Anlagekontakt zwischen dem Karosseriebauteil und der Fahrzeugkarosserie zu gewährleisten. Die Greifvorrichtung kann mit einem Sauggreifer ausgestattet sein, der das Bauteil im Sichtbereich sichert. Aus der DE 101 21 344 A1 ist eine Greifvorrichtung zum Greifen von Gegenständen, wie beispielsweise Kraftfahrzeugscheiben oder Karosserieteilen, mittels eines Roboterarms bekannt. Die Greifvorrichtung umfasst einen Träger mit mehreren Sauggreifern, die jeweils einen elastischen, auf den zu greifenden Gegenstand aufsetzbaren, mit Unterdruck beaufschlagbaren Saugkörper und einen die Position des gegriffenen Gegenstandes festlegenden Anschlag aufweisen. Diese Anschläge sind in Greifrichtung relativ zu dem Träger verschiebbar angeordnet und durch eine motorisch betätigbare Klemmvorrichtung in der jeweiligen Position fixierbar. Aus der DE 10 2008 036 501 B4 ist ein Robotergreifer bekannt, der für das automatisierte Handling von Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugscheiben, geeignet ist. Der Robotergreifer besteht aus einer Trägerbaugruppe, die an einem Roboterarm befestigt ist und mehrere Sauger sowie Niederhalter mit Andruckpins umfasst. Diese Sauger sind elastische Saugkörper, die auf den zu greifenden Gegenstand, wie eine Fahrzeugscheibe, aufgesetzt und mit Unterdruck beaufschlagt werden, um Bauteile im Sichtbereich zu sichern. Aus der US 7 044 706 B2 ist eine Vorrichtung zum Bewegen v