SE533630C2 - Inställbart fäste i strukturer - Google Patents

Description

533 B30 rande typer är sammansatta av rörliga delar, som för sin funktion måste ha glapp mellan sig.

Lägesbestämningen av pick-upenhetema blir därigenom inte så god som i vissa fall önskas.

Ett tredje problem är att nuvarande inställbara fästen måste ha krafiziga dimensioner för att de ska uppnå den styvhet och styrka som fordras för att motstå processkraftema vid montering- en av produkten. Kostnaden för fixturema blir då inte så låga som önskvärt.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det uppfinningsenliga inställbara fästets princip möjliggör en mycket kompakt utform- ning. Därmed löses väsentligen det nämnda utrymmesproblemet. Det har vidare en låsanord- ning som pressar samman samtliga glapp i de rörliga delarna av fästet. Därigenom blir slutlä- get vid inställningen mycket stabilt och exakt. Ytterligare ger låsanordningen i fästet bidrag till förstärkt styvhet och hållfasthet i det inställda läget vilket ger möjlighet att klara även höga processkrafter vid monteringen av produkter. Därmed löses de väsentligaste problemen vid inställbara fästen av hittillsvarande typer.

För tydlighetens skull bör nämnas att det uppfinningsenliga fästet har mindre inställ- ningsområde än det som gäller för hittillsvarande inställbara fästen i motsvarande applika- tioner t ex nämnda hexapoder. Denna begränsning kringgås genom att den ombyggbara un- derstrukturen i fixturen i stället anpassas för att ge fästena placeringar som tillåter inställning av adapterenheterna till rätt läge inom inställningsområdet.

Ytterligare fördelar och kännetecken på uppfinningen framgår av patentkraven respek- tive nedanstående beskrivningar av föredragna utföringsexempel på uppfinningen.

Uppfmningen beskrivs nedan närmare i anslutning till följande figurer: F ig l illustrerar tillämpningen av en rekommenderad form av det inställbara fästet.

Fig 2 visar det inställbara fästet separat och mer tydligt.

Fig 3, 4, 5 och 6 visar tvärsektioner genom den rekommenderade formen av fästet.

Fig 7 visar en variant av fästet där låsanordningen för fästets inställning är oförändrad men där mekanismen för dess justering är i forrn av en parallellkinematisk mekanism.

F ig 8 visar en variant av det inställbara stödet där återigen låsanordningen för fästets inställning är oförändrad men där anordningen för dess justering är en länkrnekariism.

Fig 9 visar länkmekanismen för justering mer tydligt.

På fig 1 illustreras hur en detalj i en produkt 1, som ska monteras, hålls i läge av en adapterenhet 2 som i sin tur är infäst i topplattan i det inställbara fästet 3. Topplattan 4 i fästet kan justeras några millimeter i de tre koordinatriktningama och några grader i de tre vinkel- 533 B30 riktningarna relativt bottenplattan 5. Bottenplattan 5 är i sin tur fastdragen med bultarna 6 till balken 7, som ingår i understrukturen till fixturen.

På ñg 2 - 6 visas fästet separat i sin rekommenderade utföringsfonn och hur topplattan 4 kan justeras i rummets sex frihetsgrader. De tre inställningsskruvarna 8 används för att jus- tera topplattan 4 i höjdled och två vinkelriktningar. Dessa skruvar 8 och även övriga inställ- ningsskruvar i konstruktionen är av sk kultopptyp, dvs de har en vridbar kula med en flat sida vid sin spets. Inställningsskruvama får på detta sätt god kontakt mot den ställda ytan även vid vissa vinkelavvikelser. Den fjärde inställningsskruven 9 i topplattan används för att skapa yt- terligare kontakt mot bottenplattan och ge bättre stabilitet. De två ínställningsskruvama 10, verkar från sidan mot en utskj utande del 12 av topplattan, som sträcker sig ned genom uttaget 13 i bottenplattan och har ett spel relativt uttagets väggar.

Genom inställning av skruvama 10 förskjuts topplattan i sidled och en tillhörande vin- kel. Den likaså sidoriktade inställningsskruven 11 ger förskjutning i den tredje längsgående axeln. Till var och en av de sidoriktade inställningsskruvarna hör också motsvarande kontra- skruvar 14. De används för att säkerställa att ett inställt sidoläge för topplattan behålls, fi g 4.

Hömbultama 15 används för låsning av topplattan 4 och är fast monterade i bottenplat- tan 5. Dessa bultar är i typiska användningsfall samma bultar som betecknats med siffran 6 i fi g 1. Hömbultama 15 utgör då samtidigt infästriing mot understrukturen i fixturen. De passe- rar genom hål 16 i överplattan vilka har överrnått relativt bultamas diameter. Därigenom möjliggörs justering i sidled av topplattan utan att hörnbultama 15 är hindrande. Muttrama 17 används för att låsa topplattan när inställningen av topplattan är utförd. Den axiella kraf- ten från dessa muttrar överförs då via ett paket av sfäriska brickor 18 till topplattans yta 19.

Därigenom utbildas friktion mellan brickoma i paketet och ytan 19 på topplattan, vilket sä- kerställer att det inställda läget bibehålls. Förhöjd friktion uppstår även mellan topplattans inställningsskruvar 8 och 9 i deras kontakt med bottenplattan.

I konstruktionen ingår också sarnmandragande fjädrar 20 av gummi. Dessa har till upp- gift att hålla topplattan indragen mot bottenplattan medan lägesjustering pågår och då hålla oundvikliga glapp i inställningsskruvamas gängor sammantryckta åt ett och samma håll.

Muttrarria 17 är då ännu ej dragna.

Förutom den ovan beskrivna rekommenderade utföringsfonnen av det uppfinningsen- liga fästet finns ett antal varianter i som också kan vara lämpliga under specifika förutsätt- ningar.

En variant av ovan beskrivna utföringsform, som är uppenbar, har utskottet 12 under topplattan 4, fig. 4, flyttad till ovansidan av bottenplattan 5. De sidoriktade inställningsskru- 533 B30 vama 10 och 14 i bottenplattan är samtidigt flyttade till motsvarande lägen i topplatan 4. Då fås samma funktioner, som nyss beskrivna utföringsforrn, men med omkastade placeringar.

Man kan även tänka sig att samtliga inställningsskruvar är placerade i en av plattorna.

En arman variant av den uppfinningsenliga konstruktionen, som kan ha fördelar med avseende på precision, har i stället fór inställningsskmvar en inställningsanordning baserad på parallellkinematisk mekanism. En sådan mekanism håller en topplatta i statiskt bestämt läge genom att sex ledade ben samverkar i fasthâllningen av en gemensam topplatta. Det inställbara fästet vid den tillämpade parallellkinematiska mekanismen illustreras på fig 7.

De ledade länkarmar 21 har inbördes vinkelställda monteringslägen och binder samman topplattan 4 med bottenplattan 5. Länkarmarna har i sina båda ändar sfäriska lager 22 som i sin tur är infásta i tappar 23. Dessa tappar är vridbara i sina infästningar i topp- och botten- plattan, 4 och 5 och har radiellt en excentrisk förskjutning till sina lager 22 vid länkarmama.

Genom att ställa in tappamas vinkellägen i de båda plattoma, t ex med hjälp av en skruv- mejsel, kan infästningspunktema för länkarmama fórskjutas till valbart läge inom en rörelse- cirkel. Topplattan förskjuts därigenom och kan ställas till valbara lägen i sex frihetsgrader inom ett inställningsområde.

Läsningen av det inställda läget för topplattan sker med sarnma typ av anordning som i tidigare beskrivna utföringsforrner dvs. med hjälp av muttrar vid hömbultarna 15, som pressar samman sfäriska brickor 18 och håller fast topplattan genom tryckkraft och friktion.

Vid sarnrnanpressningen trycks även de förekommande glappen i den parallellkinematiska mekanismen samman vilket leder till en glappfri och styv lägesbestärnning för topplattan. För glappminimering under inställningsproceduren kan även en sammandragande fjäder av t ex gummi inplaceras mellan de båda plattoma 4 och 5 (ej visad).

En ytterligare variant av det uppfinningsenliga fästet som kan ha fördelar med avseende enkelhet i inställningsförfarandet illustreras på flg 8 och 9.

Topplattan 4 ställs i detta fall till höjdläge och två vinklar med ställskruvar 8 och 9 i enlighet med den beskrivna utformningen i det rekommenderade utförandet. Läget i sidled och tillhörande vinkel ställs med en länkmekanism som har vridbara tappar 24 och 25. Dessa tappar har, vid sin nedre inåtriktade del, excentriskt placerade sfäriska lager 26, som håller varsin länkarm 27. Länkarmarna är, som framgår av genomskämingen fig 10, placerade i en ficka 28 mellan de båda plattoma. Två av länkarmama går tvärs de båda plattornas huvud- riktning och den tredje längs denna riktning. Vidare är länkarmama via ett ytterligare ett sfä- riskt lager 29 kopplade till en tapp 30, som är fäst i den undre plattan 5. En sammandragande fjäder 31 av gummi håller de båda plattoma samman under inställningsförfarandet. 533 B30 Läsningen av det inställda läget for topplattan sker även här med samma typ av anord- ningen som i tidigare beskrivna utfóringsforrner dvs. med hjälp av muttrar vid hömbultama 15, som pressar samman sfäriska brickor 18 och håller fast topplattan genom tryckkrafi och friktion. Till bibehållen låsning bidrar i detta fall att de vridbara ställskruvarna 8 och 9 har självhämmande funktion.

F ästet enligt uppfinningen kan med hjälp av extern lägesmätning (lasertrack) justeras in mycket noggrant for att kompensera för variationer och avvikelser i den bärande strukturen.

Genom att utgå från extern eller integrerad lägesmäming av adapterenheternas lägen kan ut- värderas erforderlig grad av justering dvs. exempelvis erforderlig vridningsvinkel för de in- gående justeringsskruvarna. Denna uträkning kan till och med beakta eventuella individuella registrerade variationer mellan olika fästen. Justeringen kan styras av lägesmätningen och kan göras manuellt eller med hjälp av programmerbart styrbara verktyg eller till och med hjälp av en robot.

REFERENSER Ref l. Kihlman H. Affordable Automation for Aircraft Assembly, Dissertation no 953, Linköping Studies in Science and Technology, ISBN: 91-85299-59-6, 2005 Ref 2. Kilman H., Engström M, Flexible Fixtures with Low Costs and Short Lead Times, SAE International, 2006

Claims (10)

533 G30 PATENTKRAV

1. l. Fäste för adapterenheter i en bärande struktur, kännetecknat av att det innefattar, en bottenplatta som fästs i strukturen och en topplatta som fästs i adapterenheten, och att justeringsorgan är anordnade verkande mellan plattorna för inbördes justering i sex axlar samt låsorgan för ñxerande av injusterat läge.

2. Fäste enligt krav 1, kännetecknat av att en av plattoma innefattar en eller flera ut- skjutande delar som sträcker sig in i en eller flera motsvarande urtagningar i den andra plat- tan och att den utskjutande delen eller delarna i förhållande till urtagningen eller urtagning- arna uppvisar ett den önskade justeringsmånen motsvarande spel och att en första uppsättning justeringsorgan är anordnade mellan den utskjutande delen eller delarna och urtagriirrgen eller urtagningama för att justera plattorna inbördes i ett plan och att en andra uppsättning justeringsorgan är anordnade verkande mellan plattorna för justering av dessas inbördes av- stånd vinkelrätt mot nämnda plan, liksom inbördes vinklar relativt detta plan.

3. Fäste enligt krav l eller 2, kännetecknat av att låsorganen innefattar bottenplatta och topplatta mot varandra spännande organ.

4. Fäste enligt något av föregående krav, kännetecknat av att justeringsorganen hålls i kontakt med de härmed samverkande ytorna av fjädrar, motsatta justeringsorgan, tyngdkrafi: eller låsorganen.

5. Fäste enligt krav 1, kännetecknat av att justeringsorganen innefattar mellan botten- platta och topplatta, med excentriska lagringar, justerbara länkar.

6. Fäste enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ett eller flera av juste- ringsorganen består av skruvar eller motsvarande gängade i bottenplattan respektive topp- plattan.

7. Fäste enligt något av föregående krav, kännetecknat av att låsorganen utgöres av gängade stänger fästa i bottenplattan och sträckande sig genom öppningar i topplattan, vilka öppningar uppvisar ett, önskad justeringsmän motsvarande, spel till respektive gängad stång och att muttrar är anordnade för att pressa plattoma mot varandra med mellanläggande av brickor.

8. Fäste enligt krav 2 och 7, kännetecknat av att justeringsorganen utgörs av utvändigt gängade hylsor och att de gängade stängema för fixering med spel sträcker sig genom hylsoma som för vridande är formade med greppytor i sina från bottenplattan vända ytor.

9. Fäste enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknat av att justeringsorganen inne- fattar vridbara kammar, excentriska justeringsorgan och eller länkar. 533 B30

10. Fäste enligt något av föregående krav, kännetecknat av att justeringsorganen, lik- som låsorganen eller eventuella fjädrar inverkar via brickor eller mellanliggande klossar med delsfäriska eller delcylindriska ytor vända mot justeringsorganen och platta ytor mot den motsatta delen så att stora likforrnigt belastade kontaktytor erhålles.