DE3928971C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ausgleichselement gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a compensating element according to Preamble of claim 1.

Insbesondere beim maschinellen Montieren von Bauteilen, d. h. beim Montieren von Bauteilen unter Verwendung einer einfache­ ren oder aber komplexeren Montageeinrichtung (z. B. Montage­ automat) besteht vielfach das Problem, daß beispielsweise zwei Bauteile, die zusammengefügt werden sollen, nicht die erforderliche, exakte Positionierung relativ zueinander aufweisen, d. h. hier Positions- und/oder Winkelabweichungen zwischen diesen Bauteilen bestehen. Dieses Problem kann beispielsweise dann bestehen, wenn ein als Stift ausgebilde­ tes erstes Bauteil in eine Bohrung eines zweiten Bauteils eingesetzt werden soll oder umgekehrt. Ist nun bei diesem Beispiel ein den Stift oder das zweite Bauteil haltendes Werkzeug starr an einem dieses Werkzeug bewegenden Vorrich­ tungsteil vorgesehen, so ist bei Positionsabweichungen zwischen den beiden Bauteilen ein Zusammenfügen dieser Bauteile nicht möglich. Entsprechendes gilt selbstverständ­ lich auch beim Zusammenfügen anderer Bauteile und/oder bei Winkelabweichungen beispielsweise dann, wenn ein Abschnitt eines Bauteiles mit einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt in eine hieran angepaßte Ausnehmung eines anderen Bauteiles oder umgekehrt eingeführt werden soll.In particular when mechanically assembling components, i. H. when assembling components using a simple or more complex assembly equipment (e.g. assembly automat) there is often the problem that, for example two components to be joined together, not the required, exact positioning relative to each other have d. H. here position and / or angle deviations exist between these components. This problem can for example, if a trained as a pen tes first component in a bore of a second component to be used or vice versa. Now with this Example a holding the pin or the second component Tool rigid on a device moving this tool device provided, so is in the event of position deviations an assembly of these between the two components Components not possible. The same applies of course Lich also when assembling other components and / or at Angular deviations, for example, when a section of a component with one that deviates from the circular shape Cross section into a recess of another adapted to it Component or vice versa is to be introduced.

Um einen Ausgleich von Positions- und/oder Winkelabweichungen beim Zusammenführen bzw. -fügen von Bauteilen zu ermöglichen, wurde bereits vorgeschlagen, Werkzeuge solcher Montageautoma­ ten nicht starr zu befestigen, sondern für eine Ausgleichs­ bewegung über ein Ausgleichselement beweglich, welches aus zwei scheibenförmigen Teilen besteht, die über ein an diesen Teilen durch Vulkanisieren befestigtes Zwischenstück aus Gummi miteinander verbunden sind. To compensate for position and / or angle deviations to enable when merging or joining components, has already been proposed tools of such automatic assembly not rigidly attached, but for compensation Movement is movable via a compensating element, which consists of consists of two disc-shaped parts, one over these Divide intermediate piece fastened by vulcanizing Rubber are connected together.  

Da durch das Ausgleichselement das betreffende Werkzeug nicht mehr starr gehalten ist, können bei Positions- und/oder Winkelabweichungen zwischen einem am Werkzeug gehaltenen Bauteil und einem weiteren, an einem anderen Maschinenteil gehaltenen Bauteil dieses Werkzeug bzw. das dortige Bauteil eine das Zusammenführen der Bauteile ermöglichende Ausgleichs­ bewegung ausführen, die beispielsweise eine Bewegung in der Achsrichtung des Zusammenführens der Bauteile oder in einer senkrecht hierzu verlaufenden Ebene, aber auch eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung sein kann.Because the compensating element does not affect the tool in question is more rigid, can be at position and / or Angular deviations between one held on the tool Component and another, on another machine part held component of this tool or the component there a compensation enabling the components to be brought together Carry out movement, for example a movement in the Axis direction of merging the components or in one plane perpendicular to this, but also a rotary or Can be pivoting movement.

Nachteilig ist bei diesem Ausgleichselement allerdings, daß es zumindest bei längerem Einsatz keine definierte Nullstel­ lung garantiert. Unter "Nullstellung" ist hierbei diejenige Stellung zu verstehen, die die beiden Teile des Ausgleichs­ elementes im unbelasteten Zustand relativ zueinander aufwei­ sen.The disadvantage of this compensating element, however, is that there is no defined zero, at least for long periods of use guaranteed. This is the "zero position" Understand position that the two parts of the compensation element in the unloaded state relative to each other sen.

Bekannt ist ein Ausgleichselement der eingangs erwähnten Art zur Verwendung bei einer Montageeinrichtung zum automatischen bzw. maschinellen Einsetzen eines zylindrischen Bauteils in eine komplementäre Öffnung (DE 23 58 498 C2). Bei diesem bekannten Ausgleichs­ element sind zwischen den beiden, gegen die Wirkung von Druckfedern aus einer Nullstellung um einen vorgegebenen Betrag relativ zueinander bewegbaren oder schwenkbaren Teilen des Ausgleichselementes Signalgeber vorgesehen, die der Relativbewegung zwischen den beiden Teilen des Ausgleichs­ elementes entsprechende elektrische Signale erzeugen. Letztere bewirken ein Nachstellen des Ausgleichselementes und damit auch des an dem Ausgleichselement vorgesehenen, das Bauteil tragenden Montagewerkzeugs durch Stellantriebe der Montagewerkzeug-Betätigungseinrichtung, und zwar in einer Ebene senkrecht zur Achse des zylindrischen Bauteils bzw. der komplimentären Öffnung. Das Nachstellen auf Grund der von den Signalgebern gelieferten Signale erfolgt dabei so lange, bis das zylindrische Bauteil tatsächlich in die Öffnung paßt, d. h. das Bauteil mit seiner Achse achsgleich mit der Achse der Öffnung positioniert ist. Durch die Signalgeber sowie durch die Notwendigkeit von Stellantrieben und einer die Signale der Signalgeber auswertenden und die Stellantriebe steuernden elektrischen Steuereinrichtung setzt das bekannte Ausgleichselement einen erheblichen konstruktiven Aufwand voraus.A compensating element of the type mentioned at the outset is known for use with an automatic assembly device or mechanical insertion of a cylindrical component in a complementary opening (DE 23 58 498 C2). With this known compensation element are between the two, against the effect of Compression springs from a zero position to a predetermined one Amount of parts that can be moved or swiveled relative to one another of the compensating element signal generator provided that the Relative movement between the two parts of the compensation generate corresponding electrical signals element. The latter cause readjustment of the compensating element and thus also that provided on the compensating element Component-carrying assembly tool by actuators Assembly tool actuator, in one Plane perpendicular to the axis of the cylindrical component or the complementary opening. The adjustment based on that of the Signals delivered to signal generators are so long until the cylindrical component actually fits into the opening, d. H. the component with its axis coaxially with the axis the opening is positioned. Through the signalers as well through the need for actuators and one that  Evaluating signals from the signal transmitters and the actuators controlling electrical control device sets the known Compensation element a considerable design effort ahead.

Bekannt ist weiterhin eine Blockiervorrichtung für Einrich­ tungen zum Handhaben und Montieren (DD 2 19 147 A1). Bei dieser bekannten Vorrichtung dient die Blockiervorrichtung nicht als Ausgleichs­ element, sondern dazu, um im Bedarfsfall ein Sperren bzw. Blockieren zwischen einem Basisteil und einem Anschlußflansch der Vorrichtung zu bewirken, und zwar durch vier um eine Mittelachse der Vorrichtung versetzte Blockiereinrichtungen. Jede Blockiereinrichtung besteht aus einem Druckluftzylinder, an dessen Kolbenstange ein Kegelelement vorgesehen ist, welches eine sich zum Zylinder hin verjüngende Kegelfläche bildet. Auch der Zylinder ist an seinem die Kolbenstange aufweisenden Ende mit einer sich zu diesem Ende hin ver­ jüngenden Kegelfläche versehen. Den beiden Kegelflächen jeder Blockiereinrichtung ist jeweils eine kegelförmige Öffnung zugeordnet, die jeweils teilweise im Basisteil und teilweise im Anschlußflansch ausgebildet ist, so daß bei aktivierten Blockierelementen bzw. Druckluftzylindern die Kegelflächen jeder Blockiereinrichtung in den zugehörigen Öffnungen liegen und dadurch das Basisteil und den Anschlußflansch der Blockiervorrichtung starr miteinander verbinden.A blocking device for Einrich is also known handling and assembly instructions (DD 2 19 147 A1). At this known device, the blocking device is not used as compensation element, but in order to block or Block between a base part and a connection flange of the device, by four by one Blocking devices offset in the center axis of the device. Each blocking device consists of a compressed air cylinder, a conical element is provided on the piston rod, which is a conical surface tapering towards the cylinder forms. The cylinder is also on its piston rod end with a ver towards this end young conical surface. The two conical surfaces each Blocking device is in each case a conical opening assigned, each partly in the base part and partly is formed in the connecting flange so that when activated Blocking elements or compressed air cylinders the conical surfaces each blocking device lie in the associated openings and thereby the base part and the connecting flange Rigidly connect the locking device together.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ausgleichselement aufzu­ zeigen, welches auf rein passivem Weg, d. h. ohne aktive Stellantriebe und zugehörige Steuerelemente eine Ausgleichs­ bewegung zum Ausgleichen von Positions- und Winkelabweichun­ gen in bzw. um sämtliche drei Raumachsen bei einer eindeuti­ gen Nullstellung ermöglicht.The object of the invention is to open a compensating element show which in a purely passive way, d. H. without active Actuators and associated controls compensate movement to compensate for position and angle deviations conditions in or around all three spatial axes with a clear towards zero position.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Ausgleichselement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet. To solve this problem, a compensation element with the Features of the preamble of claim 1 accordingly the characterizing part of claim 1 educated.  

Mit dem erfindungsgemäßen Ausgleichselement ist auf rein passivem Weg bei einer eindeutigen Nullstellung eine Aus­ gleichsbewegung in bzw. um sämtliche drei Raumachsen möglich.With the compensating element according to the invention is on pure passive path with an unequivocal zero position an off movement in or around all three spatial axes possible.

Wesentlich ist beim erfindungsgemäßen Ausgleichselement auch, daß um die Mittelachse dieses Ausgleichselementes versetzt wenigstens drei Zentrierelemente vorgesehen sind, so daß mit diesen Zentrierelementen und mit den die Zentrierab­ schnittflächen bildenden kegelstumpfförmigen Umfangsflächen nicht nur eine eindeutige und präzise Nullstellung in bezug auf die mögliche Relativbewegung zwischen den beiden Teilen des Ausgleichselementes, sondern auch in bezug auf ein mögliches Schwenken um drei senkrecht zueinander verlaufende Raumachsen, d. h. um die Mittelachse des Ausgleichselementes und um die beiden hierzu sowie zueinander senkrecht ver­ laufenden weiteren Raumachsen sichergestellt ist. Die die beiden Teile des Ausgleichsele­ mentes in die Nullstellung vorspannende Rückstellkraft wird von wenigstens einer Federeinrichtung erzeugt, welche beispielsweise eine Feder, z. B. Druckfeder, oder aber eine mit einem Strömungsmitteldruck, beispielsweise Luft- oder Gasdruck arbeitende Federeinrichtung, z. B. Pneumatikzylinder ist.It is also essential in the compensating element according to the invention that that offset about the central axis of this compensating element at least three centering elements are provided so that with these centering elements and with which the centering frustoconical peripheral surfaces not just a clear and precise zero in relation on the possible relative movement between the two parts of the compensating element, but also in relation to a possible pivoting by three mutually perpendicular Spatial axes, d. H. around the central axis of the compensating element and around the two of them as well as vertically ver running further spatial axes  is ensured. The two parts of the compensation sele restoring force biasing into the zero position generated by at least one spring device which for example a spring, e.g. B. compression spring, or one with a fluid pressure, for example air or Gas pressure working spring device, e.g. B. Pneumatic cylinder is.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.Further developments of the invention are the subject of the Unteran claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with the aid of the figures Embodiment explained in more detail. It shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht ein über ein Ausgleichselement gemäß der Erfindung mit einer Betätigungseinrichtung verbundenes Greifwerk­ zeug; Fig. 1 in a schematic representation and in side view of a gripping device connected via a compensating element according to the invention with an actuating device;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt das Ausgleichselement; Fig. 2 in an enlarged view and in section the compensating element;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ausgleichselement bei abgenom­ mener Adapterplatte; Figure 3 is a plan view of the compensating element with abgenom mener adapter plate.

Fig. 4 in Einzeldarstellung und im Schnitt ein Zentrier­ element. Fig. 4 in individual representation and in section a centering element.

In den Figuren ist 1 ein Arm einer ansonsten nicht näher dargestellten Betätigungseinrichtung beispielsweise einer Arbeitsstation eines Montageautomaten. Der Arm 1 ist durch ebenfalls nicht dargestellte Antriebselemente (beispielsweise Linear-Motoren bzw. -antriebe und/oder Drehmotoren bzw. -antriebe usw.) bewegbar, beispielsweise in vertikaler Richtung heb- und senkbar (Doppelpfeil V) und in horizontaler Richtung hin- und herbewegbar (Doppelpfeil H). Die horizon­ tale Bewegung H kann eine Bewegung in zwei senkrecht zu­ einander verlaufenden horizontalen Achsen sein. Wie bereits vorstehend durch die verschiedenen Antriebe angedeutet wurde, sind für den Arm 1 selbstverständlich auch zusätzlich oder anstelle der vertikalen Bewegung V und der horizontalen Bewegung H andere Bewegungen möglich. Am Arm 1 ist ein Werkzeug 2 vorgesehen, welches bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführung ein Greif- bzw. Haltewerkzeug für ein stiftförmiges Bauelement 3 ist, das mit Hilfe der den Arm 1 und das Werkzeug 2 aufweisenden Arbeitsstation beispiels­ weise eines Montageautomaten in die Öffnung 4 eines hülsen­ artigen Bauteiles 5 eingesetzt werden soll. Für dieses Einsetzen sind der Arm 1 und das Werkzeug 2 so positioniert, daß die vertikale Achse des Bauteiles 3 achsgleich mit der ebenfalls vertikalen Achse der Öffnung 4 des Bauteiles 5 liegt, so daß das Einsetzen des Bauteiles 3 in die Öffnung 4 durch einen vertikalen Hub des Armes 1 nach unten erfolgen kann. Das Bauteil 3 ist an seiner unteren, beim Einsetzen in die Öffnung 4 vorderen Ende 3′ abgeschrägt bzw. mit einer Fase versehen. In ähnlicher Weise ist auch die Öffnung 4 an ihrem oberen Ende 4′ mit einer Fase versehen bzw. leicht abgeschrägt, und zwar derart, daß sich die Öffnung 4 dort geringfügig kegelstumpfförmig erweitert. Diese Ausbildung ist bei Bauteilen der dargestellten Art üblich.In the figures, 1 is an arm of an actuating device, which is otherwise not shown in detail, for example a workstation of an automatic assembly machine. The arm 1 can be moved by drive elements (also not shown) (for example linear motors or drives and / or rotary motors or drives etc.), which can be raised and lowered in the vertical direction (double arrow V) and back and forth in the horizontal direction can be moved here (double arrow H). The horizontal movement H can be a movement in two mutually perpendicular horizontal axes. As already indicated above by the various drives, other movements are of course also possible for the arm 1 in addition to or instead of the vertical movement V and the horizontal movement H. On the arm 1 , a tool 2 is provided, which in the embodiment shown in FIG. 1 is a gripping or holding tool for a pin-shaped component 3 , for example an automatic assembly machine in with the aid of the work station having the arm 1 and the tool 2 the opening 4 of a sleeve-like component 5 is to be used. For this insertion, the arm 1 and the tool 2 are positioned so that the vertical axis of the component 3 is coaxial with the likewise vertical axis of the opening 4 of the component 5 , so that the insertion of the component 3 into the opening 4 by a vertical stroke the arm 1 can be done down. The component 3 is chamfered at its lower, when inserted into the opening 4 front end 3 'or provided with a chamfer. Similarly, the opening 4 is provided at its upper end 4 'with a chamfer or slightly chamfered, in such a way that the opening 4 there widens slightly frustoconical. This training is common for components of the type shown.

Das Werkzeug 2 ist nicht direkt an dem unteren Ende des Armes 1 befestigt, sondern zwischen dem Werkzeug und dem Arm 1 ist ein Ausgleichselement 6 vorgesehen, welches aus den beiden Teilen 6′ und 6′′ besteht, von den das Teil 6′ mit dem Arm 1 und das Teil 6′′ dem Werkzeug 2 verbunden sind. Das Aus­ gleichselement 6 ist so ausgebildet, daß in der Normal- bzw. Nullstellung die Achse des Teiles 6′′ und damit die Achse des Werkzeuges 2 achsgleich mit der Mittelachse M des Teiles 6′ bzw. des Ausgleichselementes liegt und das Teil 6′′ auch in bezug auf seine Drehlage um die Achse M bezogen auf den Arm 1 eine vorgegebene Positionierung aufweist.The tool 2 is not attached directly to the lower end of the arm 1 , but between the tool and the arm 1 , a compensating element 6 is provided, which consists of the two parts 6 'and 6 '', of which the part 6 ' with Arm 1 and the part 6 '' the tool 2 are connected. From the equalizing element 6 is designed so that in the normal or zero position, the axis of the part 6 '' and thus the axis of the tool 2 is axially aligned with the central axis M of the part 6 'or the compensating element and the part 6 '' also has a predetermined positioning with respect to its rotational position about the axis M with respect to the arm 1 .

Das Ausgleichselement 6 ist weiterhin so ausgebildet, daß das Teil 6′′ aus dieser Ruhe- bzw. Nullstellung jeweils um einen vorgegebenen, festen Weg gegen die Wirkung einer Rückstell­ kraft eine Relativbewegung zum Teil 6′ ausführen kann, und zwar in Form eines in seiner Größe begrenzten Hubes in vertikaler Richtung, in Form eines in seiner Größe ebenfalls festgelegten Hubes in jeder, in einer vertikalen Ebene liegenden Richtung, sowie in Form von Schwenkbewewegungen mit einem ebenfalls festgelegten maximalen Schwenkwinkel um die Achse M sowie um die beiden weiteren hierzu senkrechten Raumachsen. Hiermit ist es dann möglich, das stiftförmige Bauteil 2 in die Öffnung 4 des Bauteiles 5 auch dann einzu­ setzen, wenn am Beginn des Einsetzvorganges die Achse der Öffnung 4 nicht exakt achsgleich mit der Achse des stiftför­ migen Bauteiles 3 liegt. Ist letzteres der Fall, so wird beim ersten Einführen des Bauteiles 3 in die Öffnung 4, d. h. beim Auftreffen des abgeschrägten Endes 3′ auf das abgeschrägte Ende 4′ das Werkzeug 2 und das Bauelement 3 gegen die Wirkung der Rückstellkraft des Ausgleichselementes 6 so aus der ursprünglichen Nullstellung versetzt, daß das Bauteil 3 in die Öffnung 4 hineingleiten kann.The compensating element 6 is further designed so that the part 6 '' from this rest or zero position by a predetermined, fixed path against the action of a restoring force can perform a relative movement to the part 6 ', in the form of one in its Size limited strokes in the vertical direction, in the form of a stroke also defined in size in each direction lying in a vertical plane, as well as in the form of swivel movements with a likewise defined maximum swivel angle around the axis M and the two other spatial axes perpendicular thereto. It is then possible to insert the pin-shaped component 2 into the opening 4 of the component 5 even if the axis of the opening 4 is not exactly coaxially with the axis of the component 3 in the form of a pin at the beginning of the insertion process. If the latter is the case, the first time the component 3 is inserted into the opening 4 , ie when the tapered end 3 'strikes the tapered end 4 ', the tool 2 and the component 3 counter to the action of the restoring force of the compensating element 6 original zero position that the component 3 can slide into the opening 4 .

Der konstruktive Aufbau des Ausgleichselementes 6 ist im Detail den Fig. 2 bis 4 zu entnehmen. Bei der dargestell­ ten Ausführungsform weist das Ausgleichselement 6 zwei äußere Adapterplatten 7 und 8 auf, von denen die Adapterplatte 7 zur Befestigung des Ausgleichselementes 6 an dem Arm 1 und die Adapterplatte 8 zur Befestigung des Werkzeuges 2 am Aus­ gleichselement 6 dienen. Die Adapterplatten 7 und 8 sind für diesen Zweck mit geeigneten, nicht dargestellten Befesti­ gungsmitteln versehen. Zwischen den beiden Adapterplatten 7 und 8 sind bei der dargestellten Ausführungsform paketartig vier weitere Platten 9 bis 12 angeordnet, die ebenso wie die Adapterplatten 7 und 8 jeweils eine kreisförmige Umfangs­ fläche aufweisen. Sämtliche Platten 7 bis 12 sind mit ihren Achsen achsgleich zu einer Mittelachse M des Ausgleichsele­ mentes 6 angeordnet.The structural design of the compensating element 6 can be seen in detail in FIGS. 2 to 4. In the embodiment shown, the compensating element 6 has two outer adapter plates 7 and 8 , of which the adapter plate 7 for fixing the compensating element 6 on the arm 1 and the adapter plate 8 for fixing the tool 2 on the compensating element 6 are used. The adapter plates 7 and 8 are provided for this purpose with suitable fastening means, not shown. Between the two adapter plates 7 and 8 , four further plates 9 to 12 are arranged in a packet-like manner in the illustrated embodiment, which, like the adapter plates 7 and 8, each have a circular circumferential surface. All plates 7 to 12 are arranged with their axes coaxially to a central axis M of the compensation element 6 .

Die sich unmittelbar an die Adapterplatte 7 anschließende Platte 9 sowie die an die Platte 9 anschließende Platte 10 und die an die Platte 10 anschließende Platte 11 sind durch drei um die Mittelachse M verteilte Schrauben 13 fest zu einem Platten-Paket miteinander verbunden. Durch drei um die Mittelachse M ebenfalls verteilte und in Gewindebohrungen 14 eingreifende Schrauben ist die Adapterplatte 7 fest mit der Platte 9 verbunden. Die Adapterlatte 7 und die Platten 9 bis 11 bilden das Teil 6′. In ähnlicher Weise ist die Adapter­ platte 8 an der Unterseite der Platte 12 befestigt. Diese Platten bilden das Teil 6′′.Which directly adjoins the adapter plate 7 and the plate 9 adjacent to the plate 9 and the plate 10 adjoining the plate 10 plate 11 are connected by three distributed around the central axis M of screws 13 fixed to a plate package together. The adapter plate 7 is firmly connected to the plate 9 by three screws which are also distributed around the central axis M and engage in threaded bores 14 . The adapter slat 7 and the plates 9 to 11 form part 6 '. Similarly, the adapter plate 8 is attached to the underside of the plate 12 . These plates form part 6 ''.

An der Platte 12 sind weiterhin drei Zentrierkegel bzw. Zentrierelemente 15 befestigt, und zwar um die Mittelachse M verteilt in gleichem radialen Abstand von dieser Mittelachse M sowie in gleichem Winkelabstand (120°) voneinander. Die Zentrierkegel 15, die jeweils gleiche Form und Größe aufwei­ sen, sind im wesentlichen pilzartig ausgebildet und bestehen aus einem in den Fig. 2 und 4 dargestellten oberen Abschnitt 15′ mit kreiszylinderförmiger Umfangsfläche und dem größeren Durch­ messer D und einem in den Fig. 2 und 4 dargestellten unteren, an seiner Umfangsfläche ebenfalls kreiszylinderförmigen Abschnitt 15′′ mit dem kleineren Durchmesser d, wobei die Abschnitte 15′ und 15′′ mit ihrer kreiszylinderförmigen Umfangsfläche jeweils konzentrisch zu einer gemeinsamen Mittelachse M′ des betref­ fenden Zentrierelementes 15 liegen. Zwischen den beiden Abschnitten 15′ und 15′′ weist jedes Zentrierelement 15 noch einen Abschnitt 15′′′ auf, an welchem die Umfangsfläche kegelstumpfförmig ausgebildet ist, d. h. der Außendurchmesser des jeweiligen Zentrierelementes 15 mit zunehmendem Abstand vom Abschnitt 15′′ zunimmt. Wie insbesondere auch die Fig. 4 zeigt, weist die Umfangsfläche jedes Zentrierelementes 15 am Übergang zwischen den Abschnitten 15′′ und 15′′′ zunächst eine Stufe bzw. einen ringförmigen Bereich 16 auf, der in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse M′ liegt, so daß der kleinere Durchmesser d′ der kegelförmigen Umfangsfläche des Abschnittes 15′′′ etwas größer ist als der Durchmesser d des Abschnittes 15′′.Three centering cones or centering elements 15 are also fastened to the plate 12 , namely distributed around the central axis M at the same radial distance from this central axis M and at the same angular distance (120 °) from one another. The centering cone 15 , each having the same shape and size, are essentially mushroom-shaped and consist of an upper section 15 'shown in FIGS . 2 and 4' with a circular cylindrical peripheral surface and the larger diameter D and one in FIGS . 2nd and 4 shown lower, on its circumferential surface also circular cylindrical section 15 '' with the smaller diameter d, the sections 15 'and 15 ''with their circular cylindrical circumferential surface are each concentric with a common central axis M' of the centering element 15 concerned . Between the two sections 15 'and 15 '', each centering element 15 still has a section 15 ''' on which the peripheral surface is frustoconical, ie the outer diameter of the respective centering element 15 increases with increasing distance from section 15 ''. As shown in particular also Fig. 4 shows, the peripheral surface of each centering element 15 at the transition between the portions 15 '' and 15 'first a stage and an annular region 16 which vertically in a plane''to the central axis M', so that the smaller diameter d 'of the conical peripheral surface of section 15 ''' is slightly larger than the diameter d of section 15 ''.

Jedes Zentrierelement 15 ist mit einer achsgleich mit der Mittelachse M′ liegenden Gewindebohrung 17 versehen, die ausgehend von dem vom Abschnitt 15′′ gebildeten unteren Ende bis in eine Ausnehmung 18 reicht, die an dem von dem Ab­ schnitt 15′ gebildeten oberen Ende offen ist und sich ausgehend von diesem oberen Ende in ihrem Durchmesser trichter- oder kegelartig verengt und am Übergangsbereich zu der Gewindebohrung 17 einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist als der Durchmesser der Gewindebohrung 17, so daß an diesem Übergangsbereich eine Boden- bzw. Abstützfläche 19 gebildet ist. Die Gewindebohrung 17 erstreckt sich über die gesamte Länge des Abschnittes 15′′ und auch noch über eine Teillänge des Abschnittes 15′′′.Each centering element 15 is provided with an axially coincident with the central axis M 'lying threaded hole 17 , which extends from the section 15 ''formed lower end into a recess 18 which is open at the section from the 15 ' formed upper end is open and, starting from this upper end, its diameter narrows like a funnel or cone and at the transition area to the threaded bore 17 has a diameter which is somewhat larger than the diameter of the threaded bore 17 , so that a base or support surface 19 is formed at this transition region is. The threaded bore 17 extends over the entire length of the section 15 '' and also over a partial length of the section 15 '''.

Die Zentrierelemente 15 sind an der Platte 12 derart befe­ stigt, daß sie mit ihrer Mittelachse M′ parallel zur Achse M angeordnet sind. Für diese Befestigung sind an der der Platte 11 zugewendeten Oberseite 12′ der Platte 12 an den Außen­ durchmesser d angepaßte kreisförmige Ausnehmungen 20 vorge­ sehen. In jede Ausnehmung 20 reicht ein Zentrierelement 15 an dem unteren Ende mit einer Teillänge des Abschnittes 15′′ hinein. Durch eine in die Gewindebohrung 17 eingreifende und durch eine Bohrung im Bereich der Ausnehmung 20 hindurchrei­ chende Schraube 21 ist jedes Zentrierelement 15 an der Platte 12 gehalten, und zwar derart, daß es mit der größeren Teillänge des Abschnittes 15′′ sowie mit den Abschnitten 15′ und 15′′′ über die Oberseite 12′ wegsteht.The centering elements 15 are BEFE Stigt on the plate 12 such that they are arranged parallel to the axis M with its central axis M '. For this attachment are on the plate 11 facing the top 12 'of the plate 12 to the outer diameter d adapted circular recesses 20 see easily. In each recess 20, a centering element 15 extends at the lower end with a partial length of section 15 '' into it. By engaging in the threaded bore 17 and through a hole in the region of the recess 20 screw 21 each centering element 15 is held on the plate 12 , in such a way that it with the greater partial length of the section 15 '' and with the sections 15th 'And 15 ''' over the top 12 'stands out.

In der Platte 11 ist für jedes Zentrierelement 15 eine kreisförmige Öffnung 22 vorgesehen, durch die jedes Zent­ rierelement 15 mit der über die Platte 12 wegstehenden Teillänge des Abschnittes 15′′ hindurchreicht und die einen Durchmesser besitzt, der größer ist als der Durchmesser d, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform etwa gleich dem Durchmesser d′ ist. In der zwischen den Platten 9 und 11 angeordneten Platte 10 ist für jedes Zentrierelement 15 eine durchgehende Öffnung 23 vorgesehen, die ausgehend von der der Platte 12 abgewendeten Oberseite der Platte 10 von einem Abschnitt 23′ mit kreisförmigem Querschnitt und daran anschließend von einem Abschnitt 23′′ gebildet ist, in dem sich der Querschnitt der Öffnung 23 mit zunehmendem Abstand von der Oberseite der Platte 10 kegelförmig verkleinert, wobei die kegelförmige Umfangsfläche des Abschnittes 23′′ einen Kegel-Winkel mit der Achse der Öffnung 23 einschließt, der gleich dem Kegel-Winkel der Umfangsfläche des Abschnittes 15′′′ der Zentrierelemente 15 ist. Der Durchmesser des Abschnittes 23 ist größer als der Durchmesser D, und zwar vorzugsweise um gleichen Betrag, um den auch der Durchmesser der Öffnung 22 größer ist als der Durchmesser d. Der Durch­ messer des Abschnittes 23′′ an der Unterseite der Platte 10 ist in etwa gleich dem Durchmesser der Öffnung 22 bzw. dem Durchmesser d′. Weiterhin ist die Dicke der Platte 10 größer als die axiale Länge der Abschnitte 15′ und 15′′′.In the plate 11 a circular opening 22 is provided for each centering element 15, rierelement by each centering 15 with the projects beyond the plate 12 part of the length of the section 15 'passes sufficient' and having a diameter which is greater d than the diameter, ie in the illustrated embodiment is approximately equal to the diameter d '. In the plate 10 arranged between the plates 9 and 11 , a continuous opening 23 is provided for each centering element 15 , which, starting from the top of the plate 10 facing away from the plate 12 , extends from a section 23 'with a circular cross-section and then from a section 23 ''Is formed, in which the cross section of the opening 23 decreases conically with increasing distance from the top of the plate 10 , the conical circumferential surface of the portion 23 ''including a cone angle with the axis of the opening 23 , which is equal to the cone Angle of the peripheral surface of the section 15 '''of the centering elements 15 . The diameter of the section 23 is larger than the diameter D, preferably by the same amount by which the diameter of the opening 22 is also larger than the diameter d. The diameter of section 23 '' on the underside of the plate 10 is approximately equal to the diameter of the opening 22 and the diameter d '. Furthermore, the thickness of the plate 10 is greater than the axial length of the sections 15 'and 15 '''.

An dem Boden der Ausnehmung 18 jedes Zentrierelementes 15 bzw. an der dortigen Abstützfläche 19 stützt sich jeweils eine Druckfeder 24 mit ihrem unteren Ende ab, die mit ihrem oberen Ende gegen eine Abstützfläche 25 an der Unterseite der Platte 9 anliegt. Da die über die Oberseite der Platte 12 wegstehende Teillänge der Abschnitte 15′′ der Zentrierele­ mente 15 größer ist als die Dicke der Platte 11, liegen die Zentrierelemente 15 mit der Umfangsfläche ihrer Abschnitte 15′′′ jeweils gegen die Kegelfläche des Abschnittes 23′′ der zugehörigen Öffnung 23 an, und zwar aufgrund der Druckfedern 24, die mit ihren Federkräften die Rückstellkraft bilden und durch die vorbeschriebene Anlage der Zentrierelemente 15 an den Kegelflächen der Abschnitte 23′′ die Nullstellung des Ausgleichselementes 6 bzw. der unteren Adapterplatte 8 bezogen auf die obere Adapterplatte 7 festlegen. In dieser Nullstellung, in der die Achsen der Adapterplatten 7 und 8 achsgleich miteinander liegen, d. h. die gemeinsame Mittel­ achse M bilden und auch in bezug auf eine Drehung um die Mittelachse M die Adapterplatte 8 eine vorgegebene Lage zu der Adapterplatte 7 aufweist, besitzen die Platte 12 bzw. deren Oberseite 12′ einen Abstand x von der benachbarten Platte 11 bzw. deren Unterseite 11′. Dieser Abstand x legt den maximalen Bewegungshub des Ausgleichselementes 6 in vertikaler Richtung fest. Der maximale horizontale Bewegungs­ hub ist durch die Differenz der Durchmesser zwischen der Öffnung 22 und dem Abschnitt 15′′ bzw. durch die Differenz der Durchmesser der Abschnitte 23′ und 15′ bestimmt. Diese Durchmesserdifferenzen bestimmen auch den maximalen Schwenk­ winkel zwischen der Adapterplatte 8 und der Adapterplatte 7 um die Mittelachse M.On the bottom of the recess 18 of each centering element 15 or on the support surface 19 there, a compression spring 24 is supported with its lower end, which rests with its upper end against a support surface 25 on the underside of the plate 9 . Since the protruding over the top of the plate 12 partial length of the sections 15 '' of the Zentrierele elements 15 is greater than the thickness of the plate 11 , the centering elements 15 lie with the peripheral surface of their sections 15 '''each against the conical surface of section 23 '' the associated opening 23 on, due to the compression springs 24 , which form the restoring force with their spring forces and by the above-described system of the centering elements 15 on the conical surfaces of the sections 23 '' the zero position of the compensating element 6 and the lower adapter plate 8 based on the Set the upper adapter plate 7 . In this zero position, in which the axes of the adapter plates 7 and 8 lie coaxially with one another, ie form the common central axis M and also with respect to a rotation about the central axis M, the adapter plate 8 has a predetermined position with respect to the adapter plate 7 , have the plate 12 or the top 12 'a distance x from the adjacent plate 11 or the bottom 11 '. This distance x defines the maximum movement stroke of the compensating element 6 in the vertical direction. The maximum horizontal movement stroke is determined by the difference in the diameter between the opening 22 and the section 15 '' or by the difference in the diameter of the sections 23 'and 15 '. These differences in diameter also determine the maximum pivoting angle between the adapter plate 8 and the adapter plate 7 about the central axis M.

Um die Platten 9 und 11 genau in bezug auf die Platte 10 zu positionieren, weist letztere an ihrer Ober- und Unterseite jeweils einen ringförmigen, die Platte 9 bzw. 11 umschließen­ den Rand 26 bzw. 27 auf.In order to position the plates 9 and 11 exactly in relation to the plate 10 , the latter has an annular surface on its top and bottom, the plates 9 and 11 enclosing the edge 26 and 27, respectively.

Das beschriebene Ausgleichselement 6 hat den Vorteil, daß es den Ausgleichsmöglichkeiten eine eindeutige, definierte Nullstellung gewährleistet. Es versteht sich, daß die Teile 6′ und 6′′ des Ausgleichselementes 6 aus Stahl oder einem anderen, geeigneten Material gefertigt sind, wobei insbeson­ dere die für die Zentrierung, d. h. für die Sicherstellung der Nullstellung maßgeblichen Elemente bzw. Flächenbereiche besonders hart ausgeführt sind.The compensation element 6 described has the advantage that it guarantees the compensation options a clear, defined zero position. It is understood that the parts 6 'and 6 ''of the compensating element 6 are made of steel or another suitable material, in particular the elements or surface areas relevant for the centering, ie for ensuring the zero position, are particularly hard .

In der Mitte sind die Adapterplatten 7 und 8 sowie die übrigen Platten 9-12 des Ausgleichselementes 6 jeweils mit einer Bohrung 28 versehen, die beispielsweise zur Befestigung am Arm 1 bzw. am Werkzeug 2 oder aber für andere Zwecke dienen kann.In the middle, the adapter plates 7 and 8 and the remaining plates 9-12 of the compensating element 6 are each provided with a bore 28 , which can be used, for example, for attachment to the arm 1 or to the tool 2 or for other purposes.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwand­ lungen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Gedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, die Zentrierelemente 15 an dem mit dem Arm 1 vorgesehenen Teil 6′ des Ausgleichselementes anzubringen. Weiterhin ist es auch möglich, anstelle der Federelemente bzw. Druckfedern 24 andere Federelemente, beispielsweise mit einem Strömungsmitteldruck bzw. Gasdruck arbeitende Feder­ elemente, beispielsweise Pneumatik-Zylinder vorzusehen. Auch wenn die Verwendung von jeweils einem Federelement an jedem Zentrierelement den Vorteil bietet, daß diese Federelemente eine besonders stabile Nullstellung sicherstellen und auch ein schnelles Rückführen des Teiles 6′′ in die Nullstellung gewährleisten, ist es grundsätzlich auch möglich, anstelle mehrerer Federelemente nur ein einziges Federelement vorzu­ sehen.The invention has been described above using an exemplary embodiment. It is understood that changes and modifications are possible without thereby departing from the spirit of the invention. For example, it is possible to attach the centering elements 15 to the part 6 'of the compensating element provided with the arm 1 . Furthermore, it is also possible, instead of the spring elements or compression springs 24, to provide other spring elements, for example spring elements working with a fluid pressure or gas pressure, for example pneumatic cylinders. Even if the use of one spring element on each centering element has the advantage that these spring elements ensure a particularly stable zero position and also ensure a quick return of the part 6 '' to the zero position, it is also possible in principle, instead of several spring elements, only one To see spring element.

Claims (5)

1. Ausgleichselement zur Verwendung bei einer Montageein­ richtung zum maschinellen Zusammenführen oder -fügen zweier Bauteile (3, 5), wobei das Ausgleichselement (6) zweiteilig ausgebildet ist und die beiden Teile (6′, 6′′) des Ausgleichselementes zwischen einer Montagewerkzeug- Betätigungseinrichtung (1) und einem Montagewerkzeug (2) angeordnet sind und zum Ausgleichen von Positions- und/oder Winkelabweichungen zwischen dem einen, unter Verwendung des Ausgleichselementes vom Montagewerkzeug (2) gehaltenen Bauteil (3) und dem anderen an einer Montageposition bereitstehenden Bauteil (5) gegen die Wirkung einer Rückstellkraft aus einer Nullstellung um einen vorgegebenen Betrag relativ zueinander bewegbar und/oder schwenkbar sind, wobei an dem einen Teil (6′′) des Ausgleichselementes (6) um eine Mittelachse (M) verteilt wenigstens drei Zentrierelemente (15) vorgesehen sind, die jeweils in einer Ausnehmung (22, 23) des anderen Teiles (6′) des Ausgleichselementes (6) mit einem der gewünschten Ausgleichsbewegung entsprechend dem Spiel aufgenommen sind und jeweilig einen Zentrierabschnitt (15′′′) aufweisen, der mit jeweils einer Zentrierab­ schnittsfläche auf Grund der Wirkung jeweils wenigstens eines die Rückstellkraft erzeugenden Elementes (24) gegen eine am anderen Teil (6′) des Ausgleichselementes (6) gebildete Gegenfläche anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierabschnitte (15′′′) jeweils eine die Zentrierabschnittsfläche bildende kegelförmige Umfangs­ fläche aufweisen und mit dieser kegelförmigen Umfangs­ fläche in der Ausnehmung (22, 23) angeordnet sind, und daß jede Ausnehmung (22, 23) einen Abschnitt (23′′) mit einer die Gegenfläche bildenden Kegelfläche aufweist.1. compensation element for use in a Montageein direction for mechanically merging or joining two components ( 3 , 5 ), the compensation element ( 6 ) being formed in two parts and the two parts ( 6 ' , 6'' ) of the compensation element between an assembly tool Actuating device ( 1 ) and an assembly tool ( 2 ) are arranged and for compensating for position and / or angular deviations between the one component ( 3 ) held by the assembly tool ( 2 ) using the compensating element and the other component ( 5 ) can be moved and / or pivoted relative to one another against the action of a restoring force from a zero position by a predetermined amount, at least three centering elements ( 15 ) being distributed on one part ( 6 '' ) of the compensating element ( 6 ) about a central axis (M). are provided, each in a recess ( 22 , 23 ) of the other part ( 6 ') of the Au equalization element ( 6 ) with one of the desired compensating movement according to the game and each have a centering section ( 15 '''), each with a centering section surface due to the effect of at least one restoring force-generating element ( 24 ) against one another Part ( 6 ') of the compensating element ( 6 ) formed counter surface, characterized in that the centering sections ( 15 ''') each have a conical circumferential surface forming the centering section surface and with this conical circumferential surface in the recess ( 22, 23 ) arranged are, and that each recess ( 22, 23 ) has a portion ( 23 '') with a conical surface forming the counter surface. 2. Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Zentrierelement (15) über eine Seite (12′) des einen Teils (6′′) des Ausgleichselementes (6) wegsteht, die dem anderen Teil (6′) dieses Ausgleichselementes (6) zugewendet ist, daß jedes Zentrierelement (15) ausgehend von dieser Seite (12′) einen Abschnitt (15′′) mit kleinerem Durchmesser (d) und daran anschließend den kegelstumpfförmigen Zentrierab­ schnitt (15′′′) derart aufweist, daß dessen Durchmesser mit zunehmendem Abstand von der Seite (12′) des einen Teils (6′′) zunimmt, und daß der die Kegelfläche aufwei­ sende Abschnitt (23′′) der zugehörigen Ausnehmung (22, 23) derart ausgebildet ist, daß im Bereich dieses Abschnittes (23′′) der Durchmesser der Ausnehmung mit zunehmendem Abstand von der Seite (12′) des einen Teils (6′′) zunimmt.2. Compensating element according to claim 1, characterized in that each centering element ( 15 ) on one side ( 12 ') of one part ( 6 '') of the compensating element ( 6 ), which the other part ( 6 ') of this compensating element ( 6 ) is turned that each centering element ( 15 ) starting from this side ( 12 ') has a section ( 15 '') with a smaller diameter (d) and then the truncated cone-shaped centering section ( 15 ''') has such that its Diameter increases with increasing distance from the side ( 12 ') of one part ( 6 ''), and that the portion ( 23 '') of the associated recess ( 22 , 23 ) having the conical surface is formed such that in the area of this Section ( 23 '') of the diameter of the recess increases with increasing distance from the side ( 12 ') of one part ( 6 ''). 3. Ausgleichselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Zentrierelement (15) an seinem sich an die Seite (12′) des einen Teils (6′′) anschließenden Ab­ schnitt (15′′) an der Außenfläche kreiszylinderförmig ausgebildet ist.3. Compensating element according to claim 2, characterized in that each centering element ( 15 ) at its on the side ( 12 ') of a part ( 6 '') adjoining section ( 15 '') is circular cylindrical in shape on the outer surface. 4. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zentrierelement (15) einen weiteren Abschnitt (15′) aufweist, der sich an das der Seite (12′) des einen Teils (6′′) entfernt liegende Ende des Zentrierabschnittes (15′′′) anschließt und eine kreiszylinderförmige Umfangsfläche mit einem dem größeren Durchmesser der Kegelfläche entsprechenden Durchmesser (D) aufweist.4. Compensating element according to one of claims 1 to 3, characterized in that each centering element ( 15 ) has a further section ( 15 '), which on the side ( 12 ') of one part ( 6 '') distant end the centering section ( 15 ''') connects and has a circular cylindrical peripheral surface with a diameter corresponding to the larger diameter of the conical surface (D). 5. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Rückstell­ kraft für jedes Zentrierelement (15) wenigstens eine Druckfeder (24) vorgesehen ist, die sich an einer in einer Ausnehmung (18) des Zentrierelementes (15) ge­ bildeten ersten Abstützfläche (19) und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Abstützfläche (25) abstützt, welche an dem anderen Teil (6′) des Ausgleichselementes (6) gebildet ist.5. Compensating element according to one of claims 1 to 4, characterized in that for generating the restoring force for each centering element ( 15 ) at least one compression spring ( 24 ) is provided, which is located in a recess ( 18 ) of the centering element ( 15 ) ge formed first support surface ( 19 ) and an opposite second support surface ( 25 ) which is formed on the other part ( 6 ') of the compensating element ( 6 ).