DE102013200928A1

DE102013200928A1 - Justierstift

Info

Publication number: DE102013200928A1
Application number: DE102013200928A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Maier; Bert Niessen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: DE102013200928B4; US20130199018A1; US9925632B2; CN103244531A; CN103244531B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilen gegenüber einer Halterung mit einem Justierstift, der einen vorderen, endseitigen Kappen-Bereich, einen daran in Axialrichtung anschließenden Kegel-Bereich und einen daran in Axialrichtung anschließenden Zylinder- Bereich umfasst, und mit einem an den Stift in einem Anschluss-Bereich axial angrenzenden Fixierungselement zur Festlegung des Justierstifts. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Justierstift in der Vorrichtung quer zur Axialrichtung beweglich in der Halterung gelagert ist und mit dem Fixierungselement koppelbar ausgestaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilen gegenüber einer Halterung mit einem Justierstift, der einen vorderen, endseitigen Kappen-Bereich, einen daran in Axialrichtung anschließenden Kegel-Bereich und einen daran in Axialrichtung anschließenden Zylinder- Bereich umfasst.
Es ist allgemein bekannt solche Justierstifte für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilen zu verwenden.
So können z. B. zwei zu verschweißende Bleche an gegenüberliegenden Positionen mit jeweils einem Justierstift positioniert werden und somit in ihrer Lage zum Befestigen fixiert sein. Ist eine Bohrung in dem Karosseriebauteil vorhanden, so kann der Justierstift in diese Bohrung als Referenzloch zur Fixierung bzw. Festlegung des dementsprechenden Karosseriebauteiles eingesteckt werden. So kann der Justierstift in der Art eines Passstiftes in die Bohrung eingesteckt werden, womit eine lagegenaue Justierung des Karosseriebauteiles möglich ist.
Die Referenzlöcher z.B. in der A-Säule (Master 4-Wegelocator) werden bis zu 4 x von verschiedenen Einrichtungsrahmen benutzt. Dabei wird die Karosse in einer definierten Position gestoppt und die Vorrichtung, die an einem Roboter oder an einer Linearverfahraufnahme befestigt ist, wird dann auf die Karosse zubewegt. Es gibt Grob- und Feineinweiser, die Beschädigungen und große Abweichungen der Stifte von der Lochposition vermeiden sollen. Der auf den ersten 15 mm konisch geformte und später zu einer zylindrischen Form übergehende Stift kann Abweichungen von bis zu 5 mm von der Nominalposition ausgleichen.
Hier wird die tonnenförmig zulaufende Konizität des Stifts mit einem entsprechend spitzen Winkel genutzt, um die Vorrichtung einzuführen und genau auszurichten.
Durch das hohe Gewicht der Vorrichtungen (bis zu 500Kg) zusammen der Notwendigkeit, möglichst kurze Zykluszeiten zu erreichen (Prozesszeiteinsparung), führt auch das Einführen eines konisch geformten Stifts oft zu einer Beschädigung des Referenzlochs, die sich in einem radialen Ausschlagen oder einer axialen Delle darstellen kann.
Nachfolgende Ausrichtungsoperationen können dann die benötigte dimensionale Setzqualität eventuell nicht mehr erreichen, weil das Referenzloch effektiv in den Vorgängerschritten 'vergrößert' bzw. ausgeleiert wurde. Weiterhin kann die Deformation dazu führen, das später eingesetzte Dichtstopfen nicht korrekt sitzen und ihre Abdichtfunktionen nicht mehr wahrnehmen können. Dieser Fehler ist besonders schwerwiegend, da schwer zu detektieren. Oft ist der Endkunde der erste, der den Fehler durch Auffinden von Wasser im Innenraum feststellt.
Um den heutigen Prozess zu verbessern hat man in der Vergangenheit bereits an einigen Stellen Verstärkungsbleche eingeführt, welche aber zusätzliche Kosten und Investitionen verursachen und nur die Symptome angehen.
Der allgemein bekannte Justierstift ist aus Stahl hergestellt und unterliegt im gesamten Außenbereich am vorderen Teil einem relativ starken Verschleiß, was nachteilig zu relativ kurzen Standzeiten und einem häufigen Austausch führt. Zudem können durch den Verschleiß bedingte Nachstellungen eines Justierstifts erforderlich werden.
Aus der DE 102 22 008 A1 ist es bekannt, den Justierstift selber durch Verwendung eines Verbundteils mit einem Keramikmaterial verschleißfester auszuführen. Dies führt aber nicht zur Lösung der obigen Probleme mit dem Ausleiern der Justier- bzw. Referenzlöcher.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Justierstift bereitzustellen, bei dem die Beschädigung bzw. das „Ausleiern“ der Referenzlöcher verhindert oder zumindest stark verringert wird.
Diese Aufgabe wird durch den in Anspruch 1 wiedergegebenen Justierstift bzw. dem in Anspruch 7 angegebenen Verfahren gelöst.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass das Referenzloch sowohl radial als auch axial weniger belastet, eine Deformation des Lochs vermieden, das Spalt und Passungsbild verbessert, das Auftreten von Wasserundichtigkeiten verringert, ungewollte Linienstops verringert, das Auftreten und die Schwere von Schäden an Fahrzeugen und Einrichtungen verringert sowie Verstärkungsbleche einspart werden können, wenn der Justierstift nicht mehr wie bisher einstufig in die Referenzlöcher eingeführt und positioniert wird, sondern der Justierstift zunächst lose bzw. beweglich in das jeweilige Referenzloch eingeführt und dann erst ausgerichtet wird.
Der Justierstift ist also erfindungsgemäß in der Vorrichtung quer zur Axialrichtung beweglich in der Halterung gelagert und mit dem Fixierungselement koppelbar ausgestaltet. Der Justierstift kann also quer zur Einführungsrichtung (Axialrichtung) beim Einführen bewegt werden. Dies bringt bereits im Wesentlichen die obigen Vorteile. Um aber die gewünschte Genauigkeit herzustellen wird der Justierstift anschließend mit dem Fixierungselement gekoppelt, welches die räumliche Positionierung bewirkt.
Die Kopplung des Justierstifts mit dem Fixierungselement kann entweder durch eine Bewegung des Fixierungselements auf den Justierstift zu bewirkt werden.
Alternativ kann der Justierstift in der Vorrichtung in Axialrichtung beweglich gelagert sein und somit beim Anfahren an das Karosseriebauteil auf das Fixierungselement „gedrückt“ werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Justierstift eine Konus förmige Öffnung an dem Anschluss-Bereich auf und das Fixierungselement ist in die Konus förmige Öffnung einführbar ausgebildet zur Festlegung des Justierstifts. Es versteht sich im obigen Sinne, dass hiermit die Relativbewegung der Teile zueinander gemeint ist. Es kommt nur darauf an die Teil in Kopplung zueinander zu bringen.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Justierstift in Axialrichtung schwimmend gelagert und mittels mindestens drei in einer Ebene ringförmig um den Justierstift angeordnete und axial in Richtung des Justierstifts verfahrbare Zentrierelemente fixierbar. Die Zentrierelemente können elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch angetrieben sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilen gegenüber einer Einrichtung wird der Justierstift der Einrichtung in ein Referenzloch in dem Karosseriebauteil eingeführt, um das Karosseriebauteil gegenüber der Einrichtung festzulegen. Allerdings geschieht dies nun zweistufig. Zunächst wird der Justierstift in einem ersten Schritt in radialer Richtung beweglich in Axialrichtung in das Referenzloch eingeführt und anschließend der Justierstift in einem zweiten Schritt in radialer Richtung in die gewünschte radiale Ausrichtung positioniert (durch das Fixierungselement).
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Es zeigen:
1 eine schematische Längsschnitt-Ansicht einer Vorrichtung mit einem Justierstift beim Einführen in ein Referenzloch an einem Karosseriebauteil;
2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung aus 1 nach dem Einführen beim Ausrichten;
3 eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung in einer Querschnitt-Ansicht beim Ausrichten und
4 eine schematische Längsschnitt-Ansicht einer weiteren Ausführungsform beim Einführen in ein Referenzloch an einem Karosseriebauteil.
In den 1 und 2 ist eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Vorrichtung für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilen 2 gegenüber einer Halterung 3 mit einem Justierstift 4 gezeigt. Hierbei kann es sich um einen Montagerahmen oder einen Roboter einer Montagestraße handeln. Durch Verwendung der Vorrichtung wird also das Karosseriebauteil räumlich genau positioniert, so dass nachfolgend Montagearbeiten etc. exakt ausgeführt werden können.
Der Justierstift 4 weist einen vorderen endseitigen Kappen-Bereich 5, einen daran in Axialrichtung anschließenden Kegel-Bereich 6 und einen daran in Axialrichtung anschließenden Zylinder-Bereich 7 auf. So kann er gut in das jeweilige Referenzloch R eingeführt werden.
Der Justierstift 4 ist in der Vorrichtung 1 quer (Pfeile X, Y) zur Axialrichtung A beweglich in der Halterung 3 gelagert, so dass er ohne Beschädigung des Referenzlochs R eingeführt werden kann.
Anschließend muss noch die exakte räumliche Positionierung erfolgen. Dazu umfasst die Vorrichtung 1 ein an den Stift 4 in einem Anschluss-Bereich 8 axial angrenzendes Fixierungselement 9 zur Festlegung des Justierstifts 4. Das Fixierungselement 9 ist mit dem Justierstift 4 koppelbar ausgestaltet.
Hierzu wird das ebenfalls stiftartig ausgestaltete Fixierungselement 9 in eine Konus förmige Ausnehmung 10 im Anschlussbereich 8 des Justierstifts 4 eingeführt. Dabei ist das Fixierungselement 9 quer (Pfeile X, Y) zur Axialrichtung A feststehend exakt positioniert, so dass durch den Vorgang der Justierstift 4 zusammen mit dem Karosseriebauteil ausgerichtet wird (vgl. 2).
In der 3 ist eine Variante einer als Ganzes mit 100 bezeichneten entsprechenden Vorrichtung gezeigt.
Die Funktion und Lagerung des Justierstifts 104 in der Halterung 103 ist im Wesentlichen gleich der obigen Vorrichtung, so dass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird.
Nach dem Einführen des ebenfalls beweglich (schwimmend) gelagerten Justierstifts 104 wird dieser durch ein Fixierungselement 109 in Form von drei in einer Ebene ringförmig um den Justierstift 104 angeordnete und axial in Richtung des Justierstifts 104 verfahrbare Zentrierelemente 109 A, B, C fixiert bzw. positioniert.
Die Zentrierelemente 109 A, B, C werden hydraulisch gegen einen Ring 111 auf einen Endanschlag gefahren. Der Justierstift 104 ist dabei mit dem Ring 111 verbunden und gemeinsam mit diesem schwimmend gelagert. Die Zentrierstifte 109 A, B, C sind am Umfang des Rings 111 jeweils im 120 Grad Abstand angeordnet.
Somit kann wie im vorherigen Beispiel der Justierstift 104 zunächst „locker“ in das jeweilige Referenzloch R eingeführt werden und anschließend über die Zentrierstifte 109 im zweiten Schritt exakt ausgerichtet werden, da deren Lage zur Halterung 103 festgelegt ist.
In der 4 ist eine weitere Variante einer als Ganzes mit 200 bezeichneten entsprechenden Vorrichtung gezeigt.
Die Funktion und Lagerung des Justierstifts 204 in der Halterung 203 ist im Wesentlichen gleich der ersten Vorrichtung der 1 und 2, so dass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird.
In dieser Variante wird der Justierstift 204 ebenfalls über ein stiftartig ausgestaltetes Fixierungselement 209 ausgerichtet, das in eine Konus förmige Ausnehmung 210 im Anschlussbereich 208 des Justierstifts 204 eingeführt wird.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist hier allerdings das stiftartige Fixierungselement 209 feststehend ausgestaltet. Es wird beim Einführen des Justierstifts 204 in das jeweilige Referenzloch R vielmehr ein aus dem Querschnitt des Stifts vorstehender umlaufender Kragen gegen das Karosseriebauteil 202 gedrückt, wodurch der Justierstift 204 mit seinem Konus förmigen Bereich 210 auf das stiftartige Fixierungselement 209 aufgedrückt und somit ausgerichtet.
Es versteht sich, dass in diesem Fall der Justierstift 204 in drei Richtungen (X; Y, A) translatorisch beweglich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10222008 A1 [0010]

Claims

Vorrichtung für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilen gegenüber einer Halterung mit einem Justierstift, der einen vorderen, endseitigen Kappen-Bereich, einen daran in Axialrichtung anschließenden Kegel-Bereich und einen daran in Axialrichtung anschließenden Zylinder-Bereich umfasst, und mit einem an den Stift in einem Anschluss-Bereich axial angrenzenden Fixierungselement zur Festlegung des Justierstifts, dadurch gekennzeichnet, dass der Justierstift in der Vorrichtung quer zur Axialrichtung beweglich in der Halterung gelagert ist und mit dem Fixierungselement koppelbar ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Justierstift in der Vorrichtung in Axialrichtung beweglich gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Justierstift eine Konus förmige Öffnung an dem Anschluss-Bereich aufweist und das Fixierungselement in die Konus förmige Öffnung zur Festlegung des Justierstifts einführbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Justierstift in Axialrichtung schwimmend gelagert ist und mittels mindestens drei in einer Ebene ringförmig um den Justierstift angeordnete und axial in Richtung des Justierstifts verfahrbare Zentrierelemente fixierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierelemente elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch angetrieben sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Justierstift in Axialrichtung einen aus dem Querschnitt vorspringenden umlaufenden Kragen aufweist.
Verfahren zur für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilen gegenüber einer Einrichtung, bei dem ein Justierstift der Einrichtung in ein Referenzloch in dem Karosseriebauteil eingeführt wird, um das Karosseriebauteil gegenüber der Einrichtung festzulegen, wobei der Justierstift in einem ersten Schritt in radialer Richtung beweglich in Axialrichtung in das Referenzloch eingeführt wird und anschließend der Justierstift in einem zweiten Schritt in radialer Richtung in die gewünschte radiale Ausrichtung positioniert wird.