DE19922085A1 - Verfahren zum Befestigen von Elementen wie Ausgleichsgewichten auf bzw. an Körpern sowie Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Befestigen von Elementen wie Ausgleichsgewichten auf bzw. an Körpern sowie Anordnung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Anordnung zum Befestigen von Elementen auf bzw. an Körpern, wobei das Element zum Befestigen an dem Körper einen Klebstoff aufweist. Um in kurzen Taktzeiten mit vorgegebener Kraft entsprechende Elemente kontrolliert befestigen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Element an eine programmierbare Handhabungseinrichtung übergeben, auf den Körper ausgerichtet und sodann auf den Körper mittels in Bezug auf den Körper radial gerichteter und von der Handhabungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar erzeugter Kraft angedrückt wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Befestigen von Elementen wie Aus
gleichsgewichten auf bzw. an Körpern, insbesondere auf gekrümmten Flächen der Körper wie
Radfelgenflächen, wobei das Ausgleichsgewicht zum Befestigen an dem Körper einen
Klebstoff aufweist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zum Befestigen
von Elementen wie Ausgleichsgewichten auf bzw. an Körpern, insbesondere auf gekrümmten
Flächen der Körper wie Radfelgenflächen, wobei das Ausgleichsgewicht körperseitig einen
Klebstoff wie Klebstoffschicht aufweist. Auch nimmt die Erfindung Bezug auf eine Handha
bungseinrichtung für eine entsprechende Anordnung.
Damit rotierende Körper keine Unwucht haben, müssen an diesen Massen angebracht bzw.
von diesen entfernt werden. Eine Unwucht tritt dann auf, wenn die Schwereachse des Körpers
und seine Drehachse nicht zusammenfallen. Das Auswuchten von scheibenförmigen Körpern
wie Schleifscheiben oder Felgen von Kraftfahrzeugen erfolgt üblicherweise von Hand. Hierzu
wird zunächst Unwuchtgröße und Unwuchtrichtung bestimmt. Sodann wird ein entsprechen
des Ausgleichsgewicht angebracht.
Bei der vollautomatischen Herstellung von Pkw-Kompletträdern stellt das Auswuchten eine
zeitaufwendige und den Abwicklungsprozess beeinträchtigende Maßnahme dar.
Der vorliegenden Erfindung hegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine
Anordnung zum Befestigen von Elementen wie Ausgleichsgewichten auf bzw. an Körpern,
insbesondere auf gekrümmten Flächen der Körper wie Radfelgenflächen zur Verfügung zu
stellen, mit dem bzw. der in kurzen Taktzeiten mit vorgegebener Kraft Ausgleichsgewichte
kontrolliert befestigt werden können, wobei unterschiedliche Körpergrößen, insbesondere
Radgrößen ohne Umrüstvorgänge abgearbeitet werden sollen.
Verfahrensmäßig wird das Problem im Wesentlichen durch die Verfahrensschritte gelöst:
- - Übergabe des Elements auf eine programmierbare Handhabungseinrichtung,
- - Ausrichten der Handhabungseinrichtung mit dem Element auf den Körper,
- - Andrücken des Elements auf den Körper mittels in Bezug auf den Körper radial gerichteter und von der Handhabungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar erzeugter Kraft, wobei eine punktuelle, linienförmige oder flächige Krafteinleitung in das Ausgleichsgewicht über dessen gesamte Längenerstreckung erfolgt.
Erfindungsgemäß wird eine programmierbare Handhabungseinrichtung wie Roboter benutzt,
um in kurzen Taktzeiten Elemente, insbesondere Ausgleichsgewichte oder z. B. auch Zierele
mente auf einen Körper, insbesondere eine Radfelge in gewünschter Position aufzubringen.
Aus Gründen der Vereinfachung wird nachstehend jedoch nur von Ausgleichselementen
gesprochen, ohne die Erfindung einzuschränken. Hierzu wird zunächst mittels einer Wucht
maschine das benötigte Ausgleichsgewicht und die Winkellage der Ausgleichsgewichte
ermittelt. Sodann wird der Körper wie Felge für den automatischen Anklebevorgang in die
richtige Winkellage eingedreht, um schließlich das Gewicht aufzubringen. Hierzu übernimmt
die Handhabungseinrichtung bzw. die von dieser ausgehende Kraftübertragungseinrichtung,
die eine kombinierte Greif- und Andrückeinrichtung darstellt, das Ausgleichsgewicht von
einer Bereitstelleinrichtung, um sodann das Ausgleichsgewicht an der gewünschten Stelle auf
den Körper, insbesondere der Felge aufzubringen und mit einer Kraft zu beaufschlagen, dass
die erforderliche Haftung sichergestellt ist.
Bei dem Ausgleichsgewicht handelt es sich vorzugsweise um einen Abschnitt von von einer
Rolle abgewickeltem Streifenmaterial wie Bleiband, das auf einer Seite eine von einer
Schutzfolie abgedeckte Klebstoffschicht aufweist. Diese Schutzfolie wird vor oder bei der
Übergabe an die Handhabungseinrichtung entfernt, so dass das Ausgleichsgewicht mit seiner
Klebstoffschicht auf den Körper bzw. die Felge unmittelbar aufgedrückt werden kann.
Um die erforderliche flächige Verbindung zwischen dem Ausgleichsgewicht und dem Körper
sicherzustellen, erfolgt ein flächiges Andrücken, wobei insbesondere vom Mittenbereich des
vorzugsweise streifenförmigen Ausgleichsgewichtes ausgehend ein Andrücken zu dessen
Enden hin erfolgt. Alternativ kann durch Abrollen eines Andrückelementes ebenfalls eine
entsprechende Kraftbeaufschlagung erfolgen. Auch besteht die Möglichkeit, durch z. B. von
Stempeln hervorgerufenes punktuelles Andrücken das Ausgleichsgewicht im erforderlichen
Umfang mit dem Körper zu verbinden.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass gleichzeitig linienförmige oder flächige Kraftein
leitungen in Bereichen des Ausgleichsgewichtes erfolgen, die symmetrisch oder in etwa
symmetrisch zum Mittenbereich bzw. zur Querachse des Ausgleichsgewichtes verlaufen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die von der Handhabungs
einrichtung zugeführte Kraft in zumindest ein auf das Ausgleichselement erforderliche An
drückkraft übertragenes Schwenkelement eingeleitet wird, welches gleichzeitig entlang des
Ausgleichsgewichtes verschwenkt wird bzw. auf diesem abrollt.
In hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erforderliche
Andrückkraft auf zwei Schwenkelemente in Form von einseitig schwenkbar gelagerten
Schwenkarmen mit aneinandergrenzenden freien Enden eingeleitet wird, wobei das sich
entlang der Schwenkarme erstreckende Ausgleichsgewicht mit seinem Mittenbereich auf die
aneinandergrenzenden freien Enden ausgerichtet wird.
Eine Anordnung zum Befestigen von Elementen wie Ausgleichsgewichten auf Körpern, ins
besondere auf gekrümmten Flächen von Körpern wie Radfelgenflächen, wobei Elemente wie
das Ausgleichsgewicht körperzugewandt einen Klebstoff wie Klebstoffschicht aufweist,
zeichnet sich dadurch aus, dass die Anordnung eine Bereitstelleinrichtung zum Bereitstellen
des Elements wie Ausgleichsgewichts und eine das Elemente wie Ausgleichsgewicht von der
Bereitstelleinrichtung übernehmende programmierbare Handhabungseinrichtung aufweist, die
eine das Element wie Ausgleichsgewicht erfassende Halteeinrichtung sowie eine Kraftübertra
gungseinrichtung zum Befestigen des Ausgleichsgewichtes auf den Körper umfasst.
Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich die Möglichkeit, in kurzen Taktzeiten vor
programmiert ein Ausgleichsgewicht auf einen auszuwuchtenden Körper wie insbesondere
Radfelge aufzubringen, wobei die Handhabungseinrichtung wie Roboter auf die unterschied
lichen Körpergrößen wie Radfelgen ohne Umrüstvorgänge programmierbar ist. Die Kraft
übertragungseinrichtung zusammen mit der Halteeinrichtung gehen insbesondere von einem
Arm der Handhabungseinrichtung aus, wobei eine radiale Krafteinleitung in Bezug auf die
Fläche erfolgt, auf die das Ausgleichsgewicht aufgebracht werden soll.
Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass die Kraftübertragungseinrichtung ein Rollenelement
und/oder ein Schwenkelement und/oder ein Druckelement wie -stempel aufweist, wobei das
Rollenelement und/oder das Schwenkelement körperzugewandt eine Fläche, entlang der sich
das Ausgleichselement erstreckt, mit einem Krümmungsradius aufweist, der gleich oder
kleiner als der Körper in Bezug auf seine Fläche ist, auf dem das Ausgleichsgewicht zu
befestigen ist. Dabei erfolgt ein Auslegen der gekrümmten Fläche des Andrückelementes auf
den mit einem Ausgleichsgewicht zu versehenen Körper kleinsten Radius.
Insbesondere und nach einem eigenerfinderischen Vorschlag zeichnet sich die Handhabungs
einrichtung dadurch aus, dass deren Kraftübertragungseinrichtung zwei Schwenkarme
aufweist, die im Bereich ihrer zueinander fernliegenden Enden schwenkbar gelagert sind, und
dass die Schwenkarme über vorzugsweise eine Feder oder einen Zylinder kraftgekoppelt
verbunden sind. Durch diese Maßnahmen wird dann, wenn auf die Kraftübertragungsein
richtung in radialer Richtung eine Kraft eingeleitet wird, zwischen den Schwenkarmen und
dem Körper zunächst ein Berühren im Bereich der einander zugewandten freien Enden
erfolgen, wobei mit zunehmender Krafteinleitung ein Abrollen der Schwenkarme derart
erfolgt, dass die jeweilige Berührungsfläche zwischen den Schwenkarmen und dem Körper
nach außen, also zu den Schwenkachsen hin wandert. Hierdurch wird das sich zwischen den
Schwenkarmen und dem Körper befindliche Ausgleichsgewicht von seinem Mittenbereich
nach außen hin angedrückt.
Die Schwenkarme selbst sind vorzugsweise um parallel zueinander verlaufende Achsen
schwenkbar, die ihrerseits senkrecht oder in etwa senkrecht zum Vektor der einzuleitenden
Kraft verlaufen. Die Achsen liegen des Weiteren auf einer ersten Gerade, die ebenfalls
senkrecht zum Kraftvektor verläuft. Die Verbindungspunkte zwischen den Schwenkarmen,
über die deren Kraftkopplung untereinander erfolgt, liegen des Weiteren auf einer zweiten
Gerade, die parallel zur ersten Gerade verläuft. Dabei befindet sich die zweite Gerade bei auf
den Körper ausgerichteter Kraftübertragungseinrichtung zwischen dem Körper und der ersten
Gerade. Andere Alternativen wie die Verwendung von Druckfedern, abweichende Achsen
verläufe oder das Erzeugen des erforderlichen Drehmoments durch z. B. magnetisch oder
elektrisch betätigbare Stellantriebe oder sonstwie erzeugte Stellantriebe sind gleichfalls
möglich. Es sollte jedoch sichergestellt werden, dass bei dem Abrollvorgang eine selbst
anpassende Bewegung der Andrückelemente an die Fläche erfolgt, an die das Element wie
Ausgleichselement anbringbar ist.
Um das Ausgleichsgewicht von der Bereitstellungseinrichtung aufzunehmen und zu dem
Körper hin transportieren zu können, wobei gleichzeitig eine positionsgenaue Ausrichtung zu
der Kraftübertragungseinrichtung, also der Greif- und Andrückeinrichtung erfolgt, ist vorge
sehen, dass die Halteeinrichtung zwei Klemmbacken umfasst, von denen jeweils eine entlang
einer Außenfläche des bzw. der Schwenkarme verläuft, wobei die Klemmbacken zueinander
abstandsmäßig veränderbar sind, um eine Anpassung auf die jeweilige Breite des zu erfassen
den Ausgleichsgewichtes zu ermöglichen. Hierzu können die Klemmbacken zueinander über
z. B. luftdruckbetätigte Zylinder einstellbar sein. Auch besteht die Möglichkeit, zumindest eine
Klemmbacke als Federelement wie Blattfeder auszubilden, wodurch ein automatisches
Anpassen auf die jeweilige Breite des Ausgleichsgewichtes erfolgt. Auch können die Klemm
backen untereinander über Federelemente verbunden sein.
Des weiteren sieht die Erfindung vor, dass die Klemmbacke mit einem Abstand über der
körperseitigen Fläche der Kraftübertragungseinrichtung, entlang der sich das Ausgleichs
gewicht erstreckt, vorsteht, die kleiner als das Ausgleichsgewicht einschließlich des Kleb
stoffs in ihrer Gesamtdicke ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass beim Andrücken des
Ausgleichsgewichtes die Klemmbacken nicht mit dem Körper kollidieren. Zusätzlich bzw.
alternativ kann vorgesehen sein, dass die Klemmbacken verschwenkbar um Achsen ausgebil
det sind, die vorzugsweise senkrecht zum Kraftvektor verlaufen. Hierdurch können die
Klemmbacken beim Ausrichten der Ausgleichselemente und Andrücken an den Körper
ausweichen, so dass das Andrücken selbst nicht behindert wird.
Des weiteren ist vorgesehen, dass zur Überwachung der Stellung der die Kraft auf das
Ausgleichsgewicht übertragenden Elemente wie insbesondere Schwenkarme Positionsschalter
geordnet sind. Hierzu kann z. B. eine Überwachung des Weges der die Schwenkarme ver
bindenden Feder erfolgen. Andere Maßnahmen sind gleichfalls denkbar.
Die Kraftübertragungseinrichtung kann alternativ ein Plattenelement mit körperzugewandter
gekrümmt verlaufender Begrenzungsfläche sein, auf der eine elastische Schicht wie Gum
mischicht angeordnet ist, auf die seinerseits das Ausgleichsgewicht ausrichtbar ist. Bei der
Kraftbeaufschlagung gibt die Gummischicht in einem erforderlichen Umfang nach, so dass
ein automatisches Anpassen an die Geometrie der Fläche erfolgt, auf die das Ausgleichs
gewicht aufgebracht werden soll.
Die Begrenzungsfläche und die elastische Schicht können des Weiteren von das Ausgleichs
gewicht haltenden Saugelementen durchsetzbar sein, die bei Krafteinleitung radial zurückwei
chen.
Zur zusätzlichen Sicherung des Ausgleichsgewichtes können entlang jeder Breitseite des
Plattenelementes ein verschwenkbares Halteelement wie -backe angeordnet sein, welches mit
seinem das Ausgleichsgewicht randseitig begrenzenden Bereichen über das Plattenelement in
Richtung des Körpers vorsteht. Hierzu kann das Halteelement als verschwenkbarer Arm
ausgebildet sein, um mittels z. B. eines Federelementes mit seinem freien Bereich nach außen
über das Plattenelement vorstehend verschwenkt zu werden.
Auch besteht die Möglichkeit, dass die Kraftübertragungseinrichtung ein Scheibenelement
aufweist, entlang dessen jeweiliger Seite ein verstellbares Halteelement zum Erfassen des
Ausgleichselementes verläuft.
Zum Befestigen des Ausgleichsgewichts rollt das Scheibenelement rückseitig entlang des
Ausgleichsgewichtes. Entsprechend wird der das Scheibenelement haltende Arm der Handha
bungseinrichtung bewegt.
In Weiterbildung kann das Scheibenelement in Bezug auf den Körper bzw. dessen mit dem
Ausgleichsgewicht zu versehenden Fläche in einer radial verlaufenden Führung gelagert sein,
wobei das Scheibenelement vorzugsweise über einen Zylinder bzw. ein von einem Zylinder
ausnehmendes Zugelement wie -seil in Richtung des Körpers kraftbeaufschlagbar ist.
Um die nötige Andrückkraft von der Handhabungseinrichtung zu übertragen, sieht ein
weiterer Vorschlag der Erfindung vor, dass von dem Arm der Handhabungseinrichtung ein
Zylinder ausgeht, an dessen Kolben ein Hebel in einem seiner Endbereiche angelenkt ist, dass
von seinem anderen Endbereich die Kraftübertragungseinrichtung ausgeht und dass der Hebel
zwischen den Endbereichen drehbar um eine Achse gelagert ist, die ortsfest zu dem Arm der
Handhabungseinrichtung verläuft.
Erfindungsgemäß wird eine Anordnung bzw. eine Handhabungseinrichtung in Form von z. B.
einem bekannten Knickarmroboter zur Verfügung gestellt, mit dem ein positionsgenaues
Befestigen eines Ausgleichsgewichtes auf einen Körper wie Radfelge in kurzen Taktzeiten
ermöglicht wird. Dabei erfolgt eine an den Körper bzw. dessen Fläche sich selbstanpassende
Bewegung des die Andrückkraft einleitenden Elementes bzw. der Kraftübertragungsein
richtung. Hierzu geht von der Handhabungseinrichtung eine Greif und Andrückvorrichtung
auf, die vorzugsweise zwei über eine federvorgespannte, schwenkbar gelagerte Schwenk
elemente umfasst. Über die Andrückanordnung wird die Andrückkraft unabhängig von den
Radien der Fläche, auf die das Ausgleichsgewicht aufgebracht werden soll, vorzugsweise von
der Mitte nach außen durch eine aufgrund einer Kraftkopplung von Schwenkelementen bei
gleichzeitiger radialer Krafteinleitung auf diese übertragen. Die Bewegungskraft selbst wird
von der Handhabungseinrichtung erzeugt. Erforderliche Daten für Kraft und Position bzw.
Körpergröße, Typ und Ausgleichsgewicht werden von einer Wuchtmaschine oder einer
Anlagensteuerung an die Handhabungseinrichtung übermittelt.
Bei der Verwendung von über ein Federelement zwangsgekoppelten Schwenkelementen kann
dessen Federweg elektrisch überwacht werden, um das sichere Anbringen des Ausgleichs
gewichtes kontrollieren zu können. Das Ausgleichsgewicht selbst wird vorzugsweise über
Klemmbacken von einer Bereitstelleinrichtung übernommen und sodann auf den Körper
ausgerichtet.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den
Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -,
sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kraftübertragungseinrichtung zum Befestigen eines
Elements wie Ausgleichsgewichts auf einer Fläche eines Körpers,
Fig. 2 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 3 die Einrichtung gemäß Fig. 2 nach erfolgtem Kontakt zwischen dem Element
wie Ausgleichsgewicht und dem Körper,
Fig. 4 die Einrichtung nach den Fig. 1 bis 3 nach Beendigung des Andrückvorgan
ges,
Fig. 5 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer Kraftübertragungsein
richtung bzw. wesentliche Elemente dieser,
Fig. 6 die Kraftübertragungseinrichtung gemäß Fig. 5 in Seitenansicht,
Fig. 7 die Kraftübertragungseinrichtung nach den Fig. 5 und 6 in Vorderansicht,
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung einer Einrichtung zur Übertragung einer Kraft von
einem Arm einer Handhabungseinrichtung auf eine Kraftübertragungsein
richtung,
Fig. 9 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform einer Kraftübertragungsein
richtung bzw. Elemente dieser,
Fig. 10 die Kraftübertragungseinrichtung gemäß Fig. 9 in Seitenansicht mit Zustell
zylinder sowie einer mit einem Ausgleichsgewicht versehenen Felge,
Fig. 11 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Kraftübertragungsein
richtung,
Fig. 12 die Kraftübertragungseinrichtung gemäß Fig. 11 in Seitenansicht mit Zustell
zylinder sowie Felge und
Fig. 13 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zum Befestigen eines Ausgleichs
gewichts auf einer Radfelge.
In den Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen
werden sollen, sind Ausschnitte von automatischen Handhabungseinrichtungen wie Knickarm
robotern dargestellt, mit denen ein Element 10 auf eine vorzugsweise gekrümmte Fläche 12
eines Körpers wie Radfelge 14 aufgebracht werden soll. Hierzu geht von einem Flansch 16
eines Armes einer Handhabungseinrichtung wie Roboter ein als Basis zu bezeichnender
Träger 18 aus, mit der im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 Schwenkarme oder -backen
20, 22 gelenkig verbunden sind. Die Schwenkbacken 20, 22 sind um Achsen 24, 26 schwenk
bar gelagert, die parallel zueinander und senkrecht zu einer Andrückkraft 28 verlaufen, die
radial zu der Fläche 12 verläuft, auf der das Element 10 aufgebracht und befestigt werden
soll. Ohne die Erfindung einzuschränken, wird nachstehend das aufzubringende Element als
Ausgleichselement bezeichnet.
Des Weiteren sind die Schwenkarme 20, 22 über eine Druckfeder 30 zwangsgekoppelt. Die
Druckfeder 30 ist über Anlenkpunkte 32, 34 mit den Schwenkarmen 20, 22 verbunden, wobei
deren Achsen auf einer Geraden verlaufen, die sich parallel zu der Geraden erstreckt, auf der
die Schwenkachsen 24, 26 der Schwenkarme oder -backen 20, 22 liegen. Des Weiteren wird
aus den zeichnerischen Darstellungen erkennbar, dass die Achsen 24, 26 bei auf den Körper
14 ausgerichteter Andrückvorrichtung ferner zu diesem als die Anlenkpunkte 32, 34 der
Druckfeder 30 verlaufen.
Die Schwenkbacken 20, 22 weisen in ihrem Bereich, entlang der sich das Ausgleichsgewicht
10 erstreckt, eine gekrümmte Oberfläche mit einem Radius auf, der kleiner als der Radius der
Fläche 12 ist. Um mit ein und derselben Andrückvorrichtung Ausgleichsgewichte auf Flächen
unterschiedlicher Krümmungen sicher aufbringen zu können, sollte der Krümmungsradius der
Flächen 36, 38 kleiner als der kleinste Radius der Fläche des mit dem Ausgleichsgewicht 10
zu versehenden Körpers sein.
Im Ruhezustand grenzen die Schwenkarme oder -backen 20, 22 mit ihren freien Enden 40,
42 aneinander an, so dass deren Oberflächen 36, 38 quasi eine geschlossene Fläche bilden.
Das Ausgleichsgewicht 10, das z. B. einen Abschnitt eines von einer Rolle abgewickelten
Abschnitts eines streifenförmigen Materials wie Bleilegierung ist, wird auf die Schwenkarme
oder -backen 20, 22 derart ausgerichtet, dass deren Mitte in etwa mit der Schnittstelle 44
zusammenfällt, die zwischen den freien Enden der Schwenkarme bzw. -backen 20, 22
verläuft. Somit erstreckt sich in etwa ein gleicher Abschnitt des Ausgleichsgewichts 10
sowohl entlang der Oberfläche 36 des Schwenkarms 20 als auch der Oberfläche 38 des
Schwenkarms 22. Das Ausgleichsgewicht 10 weist des Weiteren an seiner körperseitigen
Außenfläche eine Klebstoffschicht 46 auf, die zuvor mit einer Schutzfolie versehen war.
Diese ist bei der Übernahme des Ausgleichsgewichts von einer Bereitstellstation an den
Roboterarm bzw. die Andrückeinrichtung entfernt worden. Um das Ausgleichsgewicht 10
positionsgenau auf die Andrückeinrichtung und damit die Schwenkbacken 20, 22 auszurich
ten, geht von einer der Schwenkarme 20, 22 eine Halteeinrichtung aus, die ihrerseits zwei
Haltebacken 48, 50 umfasst, von denen sich jeweils eine entlang einer Längsseite 50, 52 des
Schwenkarms 20 erstreckt. Der Abstand der Haltebacken 48, 50 ist z. B. mittels eines
Druckluftzylinders auf die Breite des Ausgleichsgewichts 10 einstellbar, um dieses ordnungs
gemäß klemmen zu können. Die Klemmbacken 48, 50 können auch federvorgespannt sein
oder selbst als Federelemente wie z. B. Blattfedern ausgebildet sein oder Abschnitte dieser
aufweisen, um einerseits ein sicheres Halten des streifenförmigen Ausgleichsgewichts 10
sicherzustellen und andererseits eine automatische Anpassung an dessen Breite zu ermögli
chen.
Wie die den Fig. 2 bis 4 zu entnehmende Verfahrensabfolge zum Andrücken des Aus
gleichsgewichts 10 an die Fläche 12 verdeutlicht, wird über den Roboterarm und den Flansch
16 und die Basis 18 der Kraftübertragungseinrichtung die in Bezug auf die Fläche 12 radial
verlaufende Kraft 28 übertragen, die entlang der Schnittstelle 44 zwischen den Schwenkar
men oder Backen 20, 22 verläuft. Wird nun der Arm der Handhabungseinrichtung auf den
Körper 14 zugestellt, so berührt zunächst das Ausgleichsgewicht 10 die Fläche 12 in seinem
Mittenbereich 56, also im Bereich der Schnittstelle 44 zwischen den Schwenkbacken oder
-armen 20, 22. Bei weiterer Krafteinleitung in Richtung des Körpers 12 werden die Schwenk
arme 20, 22 entsprechend der Pfeile 58, 60 verschwenkt, wodurch ein Abrollen auf dem Aus
gleichsgewicht 10 von seinem Mittenbereich beginnend nach außen zu seinen Enden 62, 64
erfolgt.
Durch die Konstruktion und durch die Krafteinleitung wird erfolgt ein automatisches Abrol
len der Schwenkarme 20, 22 von ihren freien Endbereichen 40, 42 in Richtung deren
Schwenkachsen 24, 26, so dass dementsprechend das Ausgleichsgewicht 10 von seinem
Mittenbereich 56 nach außen hin mit der Fläche 12 des Körpers 14 im erforderlichen Umfang
verbunden wird.
Da erwähntermaßen die Abstützflächen, also die Oberflächen 36, 38 der Schwenkarme oder
-backen 20, 22 einen Krümmungsradius aufweisen, der stets kleiner als die Krümmung der
Fläche 12 des Körpers 14 ist, wird sichergestellt, dass ein flächiges Andrücken des Aus
gleichsgewichts 10 bzw. dessen außenseitiger Klebstoffschicht 16 erfolgt. Dabei sollte
bevorzugterweise das von den Haltebacken 48, 50 erfasste streifenförmige Ausgleichsge
wichtsmaterial ebenfalls vorgekrümmt sein, wobei der Radius kleiner als der der Fläche 12
des Körpers 14, jedoch größer als der der Abstützflächen 36, 38 der Schwenkarme oder
-backen 20, 22 ist.
Das den Fig. 5 bis 7 zu entnehmende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der
Fig. 1 bis 4 dahingehend, als dass keine verschwenkbaren Backen zur Übertragung der
Andrückkraft, sondern ein eine gekrümmte Oberfläche aufweisendes Scheibenelement 66
benutzt wird, welches außenseitig eine elastische Schicht wie Prallgummischicht 68 aufweist,
entlang der sich das Ausgleichsgewicht 10 erstreckt. Zum Halten des Ausgleichsgewichts 10
gehen von dem Scheibenelement 66 und die elastische Schicht 68 durchsetzend Saugelemente
aus, die rein beispielhaft mit dem Bezugszeichen 70, 72 bezeichnet sind. Die Saugelemente
70, 72 sind an einer Unterdruckquelle angeschlossen, um so das Ausgleichsgewicht 10 von
einer Bereitstellstation zu übernehmen und auf den Körper, auf dem das Ausgleichsgewicht
10 zu befestigen ist, auszurichten. Zusätzlich können von dem Scheibenelement 66 ver
schwenkbare Hebel 74, 76, 68 ausgehen, die paarweise zu jeweils einer Seite des Schei
benelementes 66 verlaufen und in ihren freien Enden Klemmbacken 82, 84, 86, 88 aufweisen,
die mit den Hebeln 74, 76, 78, 80 über Federbandmaterial 90, 92 verbunden sind. Hierdurch
können die Klemmbacken 82, 84, 86, 88 automatisch an die Breite des Ausgleichsgewichts
10 angepasst werden. Die Klemmbacken 82, 84, 86, 88 haben die Aufgabe einer zusätzlichen
Sicherung des Ausgleichsgewichtes 10, welches über die Saugelemente 70, 72 an und für sich
gehalten wird.
Jedes Hebelpaar 74, 76 und 78, 80 geht von eine gemeinsamen Achse 94, 96 aus, wobei von
einem freien Ende einer der paarweisen Hebel, im Ausführungsbeispiel von den Hebeln 76
und 80 jeweils ein Zugfederelement 98, 100 ausgeht, um die Hebel 74, 76, 80 und damit die
Klemmbacken 82, 84, 86, 88 einerseits in dem Bereich oberhalb der elastischen Schicht 68
zum Erfassen des Ausgleichsgewichts 10 verlaufen zu lassen und andererseits die Möglich
keit zu bieten, dass beim Andrücken des Ausgleichsgewichts 10 ein Ausweichen von dem
Körper weg ermöglicht wird.
Das Scheibenelement 66 stellt quasi die Basis der Andrück- oder Kraftübertragungsein
richtung dar, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 4 mittelbar oder
unmittelbar von einem Arm einer Handhabungseinrichtung wie Roboter ausgeht.
Um die erforderliche Andrückkraft von der Handhabungseinrichtung auf die Kraftüber
tragungseinrichtung zu übertragen, kann eine Konstruktion gewählt werden, die der Fig. 8 zu
entnehmen ist, ohne dass hierdurch eine Einschränkung der Erfindung erfolgen soll. So geht
von dem Arm der Handhabungseinrichtung ein Zylinder 102 aus, an dessen Kolben 104 ein
Ende 106 eines Hebels 108 angelenkt ist, von dessen anderem Ende 110 die prinzipiell mit
dem Bezugszeichen 112 bezeichnete Andrück- oder Kraftübertragungseinrichtung 112
ausgeht. Der Hebel 108 ist des Weiteren drehbar um eine Achse 114 gelagert, die ortsfest zu
dem Arm der Handhabungseinrichtung angeordnet ist. Hierzu geht von der Handhabungsein
richtung bzw. von der Halterung des Zylinders 102 ein Befestigungsarm 116 aus, der ein
Schwenklager 118 für den Hebelarm 108 aufweist.
In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausgestaltung einer Andrück- bzw. Kraftübertragungs
einrichtung dargestellt, die ein Scheibenelement 120 umfasst, zwischen dem und dem Körper
bzw. dessen Fläche, auf die das Ausgleichsgewicht 10 aufgebracht werden soll, das Aus
gleichsgewicht 10 verläuft, welches mittels Klemmelemente 122, 124 übernommen, gehalten
und dem Körper 14 zugeführt wird. Die Klemmelemente 122, 124 können dabei eine
Konstruktion aufweisen, wie diese zuvor beschrieben ist. Gegebenenfalls können die Klemm
elemente 122, 124 in Bezug auf das Scheibenelement 120 radial zu diesem verstellt
werden, um beim Andrücken des Ausgleichsgewichts 10 eine Behinderung nicht darzustellen.
Auch besteht die Möglichkeit, dass die Klemmelemente 122, 124 nur in einem Maß über das
Scheibenelement 120 stehen, das kleiner als die Dicke des Ausgleichselementes 10 ein
schließlich dessen Klebstoffschicht 46 ist, wie dies auch bei der Kraftübertragungseinrichtung
gemäß der Fig. 1 bis 4 der Fall sein soll.
Um das Scheibenelement 124, das durch entsprechende Bewegung des Arms der Handha
bungseinrichtung entlang der Innenfläche des Ausgleichsgewichtes 10 bewegbar und somit
abrollbar ist, in Richtung des Körpers 14 und damit der Fläche 12 verstellen zu können, ist
das Scheibenelement radial in einer Führung 126 verschiebbar. Die Kraftbeaufschlagung in
Richtung des Körpers 14 erfolgt dadurch, dass ein in der Führung 124 verschiebbarer
Führungswagen 128, mit dem Scheibenelement 124 verbunden ist, der seinerseits mit einem
Zugelement wie Zugseil 130 in Wirkverbindung steht, der von einem Kolben eines Zylinders
132 ausgeht. Durch die Stellung des Kolbens des Zylinders 132 erfolgt somit die gewünschte
Ausrichtung des Scheibenelementes 120 auf den Körper 14.
Wie die Fig. 11 und 12 verdeutlichen, kann ein Zustellen der Schwenkarme oder -backen 20,
22 mittels der Zylinderkolbenanordnung und einer entsprechenden Führung erfolgen, wie dies
anhand der Fig. 9 und 10 erläutert worden ist. Dabei können die Schwenkarme oder -backen
20, 22 z. B. auch mittels eines Zylinders gekoppelt werden, um auf diese Weise zusätzlich
eine gezielte Kraftübertragung auf das Ausgleichsgewicht 10 zu ermöglichen, wodurch
sichergestellt ist, dass dieses im notwendigen Umfang an dem Körper 14 bzw. dessen Fläche
12 anhaftet. Nicht dargestellte Überwachungsschalter können den Verstellweg der Backen 20,
22 bzw. der Druckfeder 30 bzw. des Zylinders überwachen, um eine Kontrolle über das ord
nungsgemäße Andrücken des Ausgleichsgewichtes 10 zu ermöglichen.
In Fig. 13 ist rein prinzipiell eine Anordnung zum Übernehmen und positionsgenauen Befe
stigen eines Elements wie Ausgleichsgewichts oder Zierelements von einer Übergabe- bzw.
Bereitstellstation 134 auf einen Körper wie eine Radfelge 136 dargestellt, der bzw. die selbst
in einer Eindrehstation 138 in der erforderlichen Stellung eingedreht ist. Zum Übergeben und
Befestigen wird ein Knickarmroboter 140 an und für sich bekannter Konstruktion verwendet.
Dabei geht eine Halte- und Andrückeinrichtung 142 von einem Flansch 144 des Arms 146
des Roboters 140 aus, um in zuvor beschriebener Weise das Element von der Bereitstell
station 134 zu übernehmen und dieses positionsgenau auf den Körper 136 auszurichten und
dort zu befestigen. Im Ausführungsbeispiel ist der Roboter 140 mit seinem Arm 146 und der
Halte- und Andrückeinrichtung 142 in der Position dargestellt, in der das Ausgleichselement
auf die Felge 136 aufgebracht wird. Der Bereitstellstation 134 sind rein prinzipiell die Halte-
bzw. Andrückeinrichtung 142 zugeordnet.
Claims (31)
1. Verfahren zum Befestigen von Elementen wie Ausgleichsgewichten auf bzw. an Kör
pern, insbesondere auf gekrümmten Flächen der Körper wie Radfelgenflächen, wobei
das Element zum Befestigen auf den Körper einen Klebstoff aufweist,
gekennzeichnet durch
die Verfahrensschritte:
- - Übergabe des Elements auf eine programmierbare Handhabungseinrichtung,
- - Ausrichten der Handhabungseinrichtung mit dem Element auf den Körper,
- - Andrücken des Elements auf den Körper mittels in Bezug auf den Körper radial gerichteter und von der Handhabungseinrichtung mittelbar oder un mittelbar erzeugter Kraft, wobei eine punktuelle, linienförmige oder flächige Krafteinleitung in das Element über dessen gesamte Längenerstreckung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Krafteinleitung durch ein entlang rückwärtiger Fläche des Elements wie Aus
gleichsgewichtes erfolgendes Abrollen eines kraftübertragenden Elementes durch
geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Krafteinleitung vom Mittenbereich des Elements wie Ausgleichsgewichts
ausgehend in Längsrichtung des Elements wie Ausgleichsgewichts zu dessen Enden
hin erfolgt.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass gleichzeitig linien- oder flächige Krafteinleitungen in Bereichen des Elements
wie Ausgleichsgewichts erfolgen, die symmetrisch oder in etwa symmetrisch zum
Mittenbereich bzw. zur Querachse des Elements wie Ausgleichsgewichts verlaufen.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass von der Handhabungseinrichtung zugeführte radiale Kraft auf zumindest ein auf
das Element wie Ausgleichselement erforderliche Andrückkraft übertragendes
Schwenkelement eingeleitet wird, welches entlang des Elements wie Ausgleichsge
wichts abrollt oder auf diesem verschwenkt wird.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Andrückkraft gleichzeitig in zwei Schwenkelemente in Form von einseitig
schwenkbar gelagerten Schwenkarmen mit aneinandergrenzenden freien Enden
eingeleitet wird, wobei das sich entlang der Schwenkarme erstreckende Ausgleichs
gewicht mit seinem Mittenbereich auf die aneinandergrenzenden freien Enden ausge
richtet wird.
7. Anordnung zum Befestigen von Elementen wie Ausgleichsgewichten (10) auf bzw. an
Körpern (14), insbesondere auf gekrümmten Flächen (12) der Körper wie Radfelgen
flächen, wobei das Element wie Ausgleichsgewicht körperseitig einen Klebstoff wie
Klebstoffschicht (46) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung eine Bereitstelleinrichtung zum Bereitstellen des Elements (10)
und eine das Element von der Bereitstelleinrichtung übernehmende programmierbare
Handhabungseinrichtung umfasst, die eine das Element erfassende Halteeinrichtung
(48, 50, 82, 84, 86, 88, 122, 124) sowie zum Befestigen des Elements auf den
Gegenstand (14) eine Kraftübertragungseinrichtung umfasst, die von einem program
mierbar ausrichtbaren Arm der Handhabungseinrichtung ausgeht und zumindest ein
die Kraft übertragendes Kreisscheibenelement (120) und/oder Schwenkelement (20,
22, 66) und/oder Druckelement aufweist.
8. Anordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kreisscheibenelement (120) und/oder das zumindest eine Schwenkelement
(20, 22, 66) eine Fläche (36, 38), entlang der sich das Element wie Ausgleichsgewicht
(10) erstreckt, mit einem Krümmungsradius aufweist, der kleiner als der Körper (14)
in Bezug auf seine Fläche (12) ist, auf die das Element zu befestigen ist.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraftübertragungseinrichtung zwei Schwenkarme (20, 22) aufweist, die in
Bezug ihrer zueinander fernliegenden Enden schwenkbar gelagert sind und dass die
Schwenkarme über vorzugsweise eine Feder (30) oder einen Zylinder kraftgekoppelt
verbunden sind.
10. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenkarme (20, 22) um parallel zueinander und senkrecht zu der die An
drückkraft einleitenden Kraft verlaufende Achsen (24, 26) schwenkbar sind.
11. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Achsen (24, 26) auf einer ersten Gerade liegen, die senkrecht oder nahezu
senkrecht zu der die Andrückkraft einleitenden Kraft (28) verläuft.
12. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zwangskopplung der Schwenkarme (20, 22) über Verbindungspunkte (32,
34) erfolgt, die auf einer parallel zu der ersten Gerade verlaufenden zweiten Gerade
liegen.
13. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Ruhezustand der Schwenkarme (20, 22) bei auf den Körper (14) ausgerichte
tem Element wie Ausgleichsgewicht (10) die zweite Gerade näher zu dem Körper
verläuft als die erste Gerade.
14. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass von einem der Schwenkarme (20, 22) die Halteeinrichtung zum Halten des
Element wie Ausgleichselement (10) ausgeht.
15. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halteeinrichtung zwei Klemmbacken (48, 50) umfasst, von denen jeweils
eine entlang einer Außenfläche (52, 54) des Schwenkarms (20) verläuft.
16. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmbacken (48, 50) abstandsmäßig zueinander gesteuert oder selbständig
verstellbar sind.
17. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmbacken (48, 50) zueinander über einen Zylinder einstellbar sind.
18. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine der Klemmbacken als Federelement wie Blattfeder ausgebildet
ist.
19. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmbacken ausgleichsgewichtsseitig federgelagerte Abschnitte (82, 84, 86,
88) aufweisen.
20. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmbacken (48, 50) in einem Maß über die Fläche (36, 38), entlang der
sich das Ausgleichsgewicht (10) erstreckt, vorstehen, das kleiner als das Ausgleichs
gewicht einschließlich des Klebstoffs (46) in ihrer Dicke ist.
21. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmbacken (74, 76, 78, 80) verschwenkbar sind.
22. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die verschwenkbaren Klemmbacken (74, 76, 78, 80) in ihren äußeren das
Element wie Ausgleichsgewicht (10) erfassenden Abschnitten (82, 84, 86, 88) federnd
ausgebildet sind oder federnd gelagerte Abschnitte aufweisen.
23. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Schwenkarmen (20, 22) zur Überwachung deren Stellungen Positionsschalter
zugeordnet sind.
24. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraftübertragungseinrichtung ein Plattenelement (66) mit körperseitig
gekrümmt verlaufender Begrenzungsfläche aufweist, auf der eine elastische Schicht
wie Gummischicht (68) angeordnet ist, auf der ihrerseits das Ausgleichsgewicht (10)
ausrichtbar ist.
25. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Begrenzungsfläche des Plattenelements (66) und die elastische Schicht von
das Element wie Ausgleichsgewicht (10) haltenden Saugelementen (70, 72) durchsetz
bar sind.
26. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zu beiden Seiten des Plattenelementes (66) jeweils ein verschwenkbares Halte
element wie Haltearm (74, 76, 78, 80) verläuft, das sich zumindest bereichsweise
entlang eines Längsrandes des Elements wie Ausgleichsgewichts (10) zu dessen
Sicherung erstreckt.
27. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraftübertragungseinrichtung ein Kreisscheibenelement (120) aufweist,
entlang dessen jeweiliger Seite ein Halteelement (122, 124) zum Erfassen des Ele
ments wie Ausgleichsgewichts (10) verläuft.
28. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kreisscheibenelement (120) bzw. das Plattenelement (66) bzw. die Schwenk
arme (20, 22) bzw. eine Halterung (18) dieser in einer in Bezug auf den Körper radial
verlaufenden Führung (126) gelagert ist bzw. sind.
29. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kreisscheibenelement (120) bzw. das Plattenelement (66) bzw. die Schwenk
arme (20, 22) und/oder die Halterung (18) dieser über einen Zylinder (132) bzw. ein
von einem Zylinder ausgehendes Zugelement wie -seil (30) in Richtung des Körpers
(14) verstellbar ist bzw. sind.
30. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass von der Handhabungseinrichtung bzw. deren Arm ein Zylinder (102) ausgeht, an
dessen Kolben (104) ein Hebel (108) in einem seiner Endbereiche (106) angelenkt ist,
dass von seinem gegenüberliegenden Endbereich (110) die Krafteinleitungseinrichtung
wie das Kreisscheibenelement (120), das Plattenelement (66) oder die Schwenkarme
(20, 22) bzw. deren Halterung (18) ausgeht und dass der Hebel zwischen seinen
Endbereichen drehbar um eine Achse (114) gelagert ist, die ortsfest zu der Handha
bungseinrichtung bzw. deren Arm verläuft.
31. Handhabungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
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DE1999122085 DE19922085A1 (de) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Verfahren zum Befestigen von Elementen wie Ausgleichsgewichten auf bzw. an Körpern sowie Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
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