Projekte

In der modernen Karosseriefertigung besteht der Bedarf, möglichst schnell auf Variantenwechsel im Karosseriebau reagieren zu können. Wesentlich verstärkt wird diese Forderung durch den Wunsch, Fahrzeuge „on demand“ auf Kundenwunsch zu fertigen. Es muss dabei möglich sein, mit wenigen sehr flexiblen Spannvorrichtungen komplette Kategorien von Zusammenbauteilen der Karosserie zu fertigen. Für den Karosseriebau bedeutet das unter anderem, dass Spannmodule entwickelt werden müssen, welche sich flexibel den gegebenen Bauteilgeometrien anpassen, ohne dass in die Vorrichtung selbst eingegriffen wird.

Die dargestellte Schweißspanneinrichtung mit piezoelektrischer Klemmung wurde im Rahmen eines Verbundprojekts (Fraunhofer IWU/HLS Ingenieurbüro GmbH & Co. KG) erarbeitet und beinhaltet die Lösung folgender Teilprobleme:

• Entwicklung einer optimalen Spannerkinematik zum Einsatz in flexiblen Systemen
• Entwicklung einer aktiv lösbaren, flexiblen Kinematik zur Positionierung der Spannstellen (Lage und Orientierung)
• Reduzierung der notwendigen Grundkinematik durch Nutzung blockierbarer passiver Gelenke
• Entwicklung der notwendigen Sensorik sowie der Komponenten und Algorithmen zur Ansteuerung und Regelung der Komponenten

Vorteil der Lösungen ist neben der Möglichkeit der Adaptierbarkeit eines Spannelements an verschieden geformte Werkstücke eine Reduzierung der notwendigen Achsanzahl für die aktiven Grundkinematiken. Hieraus ergeben sich Kosteneinsparungen sowohl im Konstruktions- und Materialaufwand als auch ein enormes Einsparungspotenzial durch die Reduzierung des Steuerungsaufwandes für den Gesamtkomplex. Der zur Verfügung stehende Bauraum erforderte hohe Kraftdichten. Für das Aufheben der Klemmung wurde deshalb das piezoelektrische Wirkprinzip favorisiert. Nur für den kurzzeitigen Übergangsvorgang bis zum endgültigen Lösen der Klemmung ist eine Energiezufuhr notwendig.