DE102008011475B4

DE102008011475B4 - Mass production process for spring joint assemblies

Info

Publication number: DE102008011475B4
Application number: DE200810011475
Authority: DE
Original assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Current assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: DE102008011475A1

Abstract

Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von mehreren Federgelenkanordnungen (24, 34, 78), mit folgenden Maßnahmen:
– Bereitstellen mindestens einer Federfolie (1),
– Bereitstellen von Deckkörpern (2, 3),
– Anbringen von Ausschnitten (17) in den Deckkörpern (2), wobei die Deckkörper (2, 3) zueinander zumindest hinsichtlich der Ausschnitte (17, 18), die zu erzeugenden Federgelenken zugeordnet sind, deckungsgleich ausgebildet sind,
Ausbilden von jeweils mindestens einer Ausrichtmarkierung (4) in der Federfolie (1) und den Deckkörpern (2, 3),
– Positionieren der Deckkörper (2, 3) auf der Federfolie (1) und der Federfolie (1) zwischen den Deckkörpern (2, 3),
– Ausrichten der Ausrichtmarkierungen (4) zur Ausrichtung der Federfolie (1) und der Deckkörper (2, 3),
– Verbinden der Deckkörper (2, 3) mit der Federfolie (1),
– Herstellen eines Verbundkörpers (23) durch Verbinden des Deckkörpers (2) mit der Federfolie (1) in einem Schweißvorgang, und
– Ausschneiden der Federgelenkanordnung (24, 34, 78) aus...Method for the simultaneous production of several spring joint arrangements (24, 34, 78), with the following measures:
Providing at least one spring foil (1),
- Provision of cover bodies (2, 3),
- Attachment of cutouts (17) in the cover bodies (2), wherein the cover body (2, 3) to each other at least in terms of the cutouts (17, 18), which are assigned to be generated spring joints, congruent,
Forming in each case at least one alignment mark (4) in the spring foil (1) and the covering bodies (2, 3),
Positioning the covering bodies (2, 3) on the spring foil (1) and the spring foil (1) between the covering bodies (2, 3),
- Aligning the alignment marks (4) for aligning the spring foil (1) and the cover body (2, 3),
Connecting the cover bodies (2, 3) to the spring foil (1),
- Producing a composite body (23) by connecting the cover body (2) with the spring foil (1) in a welding process, and
- Cutting the spring joint assembly (24, 34, 78) from ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Federgelenksystemen und -anordnungen sowie verfahrensgemäß hergestellte Federgelenksysteme.The The invention relates to a method for producing spring-joint systems and arrangements and according to the method produced spring joint systems.

Federgelenksysteme werden insbesondere in feinmechanischen Systemen angewendet, um Teile spielfrei und reibungsfrei beweglich zu lagern. Z. B. weisen Rauheitstaster oder Tastschnittgeräte Tastarme auf, die um eine Schwenkachse um einige Grad schwenkbar gelagert sind. Z. B. offenbart die DE 10 2005 035 785 B3 ein derartiges Tastgerät. Zur Lagerung seines Schwenkarms dient eine Federgelenkanordnung.Spring-loaded systems are used in particular in fine mechanical systems to store parts without play and frictionless movable. For example, roughness scanners or stylus devices have sensing arms which are pivotally mounted about a pivot axis by a few degrees. For example, the DE 10 2005 035 785 B3 such a probe. For storage of its pivot arm is a spring joint assembly.

Federgelenksysteme werden z. B. auch bei 3D-Tastköpfen zur nachgiebigen Lagerung von Taststiften eingesetzt. Es wird dazu auf die DE 43 45 091 C2 verwiesen. Diese Druckschrift offenbart einen Tastkopf mit einem Taststiftträger, der durch Federgelenke beweglich gelagert ist. Jedes Federgelenk besteht aus zwei steifen Metallteilen, die übereinander durch eine Blattfeder verbunden sind. Die Blattfeder überbrückt dabei einen zwischen den beiden Metallteilen ausgebildeten geraden Spalt, der die Schwenkachse des so gebildeten Federgelenks definiert.Spring joint systems are z. B. also used in 3D probes for flexible storage of styli. It will do that on the DE 43 45 091 C2 directed. This document discloses a probe with a stylus carrier which is movably supported by spring joints. Each spring joint consists of two rigid metal parts, which are connected one above the other by a leaf spring. The leaf spring bridges a straight gap formed between the two metal parts, which defines the pivot axis of the spring joint thus formed.

Aus der DE 2 323 447 A ist ein Parallelführungselement bekannt, dass drei steife durch federnde Abschnitte untereinander verbundene plattenförmige Elemente aufweist. Zur Herstellung dieser Federgelenkanordnung schlägt die genann te Druckschrift eine Sandwichstruktur vor, die mittig einen federnden, dünnen, flachen Körper aufweist. Auf die Oberseite und die Unterseite sind seife Platen aufgeklebt oder aufgenietet, die zwischeneinander Abstände freilassen. Die Abstände werden durch Stege des federnden Körpers überbrückt, so dass an diesen Stellen die gewünschten Federgelenke gebildet werden.From the DE 2 323 447 A a parallel guide element is known that has three rigid interconnected by resilient sections plate-shaped elements. To produce this spring joint arrangement, the genann te document proposes a sandwich structure having a resilient, thin, flat body in the center. On the top and the bottom soap platen are glued or riveted, which leave gaps between each other. The distances are bridged by webs of the resilient body, so that at these points the desired spring joints are formed.

Der federnde Körper ist mit Ausschnitten versehen, die von stegförmigen Bereichen berandet werden. Die stegförmigen Bereiche bilden die späteren Federgelenke. Die steifen Flachteile werden gesondert bereitgestellt und entsprechend an dem mittleren Körper angebracht.Of the resilient bodies is provided with cutouts that are bounded by web-shaped areas. The bar-shaped Areas form the later ones Spring joints. The rigid flat parts are provided separately and attached to the middle body accordingly.

Mit diesen bekannten Verfahren können Federgelenksysteme in Einzelfertigung erstellt werden. Jedoch müssen die einzelnen Bauteile sorgfältig einzeln zueinander positioniert werden, um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, was einen erheblichen technologischen Aufwand darstellt.With these known methods can Federgelenksysteme be created in one-off production. However, the individual components carefully individually positioned to each other for reproducible results to obtain, which represents a considerable technological effort.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur serienproduktionstauglichen Herstellung von Federgelenksystemen zu schaffen.It It is an object of the invention to provide a means of mass production To create production of spring joint systems.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 gelöst:
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht darauf, auf einer Federfolie, beispielsweise einer Federstahlfolie, mindestens einseitig vorzugsweise aber beidseitig Deckschichten aufzubringen, die genau dort, wo später Federgelenke entstehen sollen, Ausschnitte aufweisen. In der Deckschicht kann dabei eine Vielzahl entsprechender Ausschnitte vorgesehen werden, die zu unterschiedlichen herzustellenden Federgelenkanordnungen gehören. Somit wird zunächst ein Ver bundkörper z. B. als Sandwichstruktur aufgebaut, die auch dann, wenn die herzustellenden Federgelenkanordnungen sehr klein sind, selbst eine erhebliche Größe aufweisen kann. Aus dem Verbundkörper werden dann in einem Fertigungsdurchlauf gleichzeitig viele Federgelenkanordnungen hergestellt. Dies geschieht, indem die übereinander gelegte Deckschicht und Federfolie miteinander verbunden werden, wonach die Federgelenkanordnungen aus dem Schichtenverbund, d. h. aus der Sandwich-Anordnung ausgeschnitten werden. Das Ausschneiden kann durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Stanzen oder ähnliche Verfahren erfolgen. Indem die Fertigungsschritte nach Anspruch 1 durchlaufen werden, kann somit je nach Größe der erzeugten Sandwich-Anordnung und abhängig von der Größe der herzustellenden Federgelenkanordnungen sowohl eine einzelne Federgelenkanordnung als auch eine vorgegebene Anzahl von Federgelenkanordnungen erzeugt werden. Vorzugsweise weist die Sandwich-Struktur in Länge und Breite jeweils eine Dimension auf, die ein Vielfaches der Abmessungen der herzustellenden Federgelenkanordnungen beträgt, so dass auf der Sandwich-Struktur die auszuschneidenden Federgelenkanordnungen in verschiedenen Zeilen und Spalten angeordnet sind. Damit lassen sich eine große Anzahl von Federgelenkanordnungen in hoher Präzision und mit geringem Fertigungsaufwand erzeugen.This object is achieved by the method according to claim 1 or 2:
The inventive method is based on applying on a spring foil, such as a spring steel foil, at least on one side but preferably on both sides of cover layers, which have exactly where spring joints should arise later, cutouts. In the cover layer, a plurality of corresponding cutouts can be provided, which belong to different spring joint arrangements to be produced. Thus, first, a Ver composite body z. B. constructed as a sandwich structure, which even if the spring joint assemblies are very small, even have a considerable size. From the composite body many spring joint assemblies are then produced simultaneously in a production run. This is done by the superimposed cover layer and spring foil are joined together, after which the spring joint assemblies from the layer composite, ie cut out of the sandwich arrangement. The cutting can be done by laser cutting, water jet cutting, punching or similar methods. Thus, by going through the manufacturing steps of claim 1, depending on the size of the sandwich assembly produced, and depending on the size of the spring link assemblies to be manufactured, both a single spring link assembly and a predetermined number of spring link assemblies can be created. Preferably, the sandwich structure in length and width each have a dimension which is a multiple of the dimensions of the spring joint assemblies to be manufactured, so that are arranged on the sandwich structure, the cut out spring joint assemblies in different rows and columns. Thus, a large number of spring joint assemblies can be produced in high precision and with low production costs.

Vorzugsweise ist der Deckkörper eine ebene Platte. Diese kann beispielsweise durch ein ausreichend steifes Blech (Stahlblech, Aluminiumblech, Messingblech oder ähnliches) oder auch durch ein nicht metallisches Element wie beispielsweise GFK-Verbundmaterial, CFK-Verbundmaterial, Keramik, Glas oder dergleichen gebildet werden. Die Ausschnitte werden in dem Deckkörper dort angebracht, wo an der Federgelenkanordnung Federscharniere vorgesehen sind. Es werden aber an dem Deckkörper keine Teile frei geschnitten, die später Teil der Federgelenkanordnung werden sol len. Wenn Konturen der späteren Federgelenkanordnung an dem Deckkörper schon zumindest teilweise erzeugt werden sollen bevor dieser mit der Federfolie verbunden wird, werden diese Schnitte so angebracht, dass die frei geschnittenen Teile der Deckschicht wenigstens noch über einzelne Stege mit dem übrigen Deckkörper verbunden bleiben. Die vollständige Trennung, d. h. das vollständige Freischneiden der Kontur der Federgelenkanordnung erfolgt erst nachdem der Deckkörper mit der Federfolie verbunden worden ist.Preferably, the cover body is a flat plate. This can be formed for example by a sufficiently rigid sheet (steel sheet, aluminum sheet, brass sheet or the like) or by a non-metallic element such as GRP composite material, CFRP composite material, ceramics, glass or the like. The cutouts are mounted in the cover body where spring hinges are provided on the spring joint assembly. But there are no parts cut free on the cover body, the later part of the spring joint assembly solen sol are. If contours of the later spring joint arrangement on the cover body should already be at least partially produced before it is connected to the spring foil, these cuts are made so that the free cut parts of the cover layer at least remain connected via individual webs with the rest of the cover body. The complete separation, ie the complete free cutting of the contour of the spring joint assembly takes place only after the cover body has been connected to the spring foil.

Es ist auch möglich, an den dem Deckkörper vor oder nach dem Verbinden mit der Federfolie weitere Strukturen auszubilden. Diese können sonstige Öffnungen, Zusatzteile, wie Haltezapfen o. ä. Taschen, Vorsprünge, Vertiefungen, Versteifungsrippen, Gewindebohrungen, Sensoren, Sensorteile u. ä. sein.It is possible, too, at the the cover body before or form further structures after joining with the spring foil. these can other openings, Additional parts, such as holding pins o. Ä. Bags, tabs, Indentations, stiffening ribs, tapped holes, sensors, sensor parts u. be a.

Insbesondere wenn der sandwich-artige Verbundkörper dreischichtig aufgebaut ist, d. h. beidseits der Federfolie ein Deckkörper angeordnet ist, ist es zweckmäßig, an den Deckkörpern Ausrichtmarkierungen vorzusehen. Diese Ausrichtmarkierungen können Indexbohrungen oder ähnliches sein, mit Hilfe derer sich die Deckkörper deckungsgleich zueinander ausrichten lassen. Insbesondere fluchten dann die zur Ausbildung der Federgelenke vorgesehenen Ausschnitte der beiden Deckkörper miteinander. Durch diese einfache Maßnahme können auch sehr kleine Federgelenkanordnungen mit hoher Präzision in großer Anzahl und mit geringem Aufwand hergestellt werden.Especially when the sandwich-type composite body constructed in three layers is, d. H. On both sides of the spring foil, a cover body is arranged, it is expedient to the cover bodies To provide alignment marks. These alignment marks can be index holes or similar be, with the help of which the cover body congruent to each other align. In particular, then aligned with the education the spring joints provided cutouts of the two cover body together. By this simple measure can also very small spring joint arrangements with high precision in greater Number and with little effort to be produced.

Die Deckkörper können aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Sie können insbesondere unterschiedliche elektrische oder magnetische Eigenschaften haben. Vorzugsweise haben sie übereinstimmende oder im Wesentlichen übereinstimmende thermische Ausdehnungskoeffi zienten.The cover body can be formed of the same or different materials. You can in particular different electrical or magnetic properties to have. Preferably, they have matching or substantially the same thermal expansion coefficients.

Zum Verbinden der Deckkörper mit der Federfolie eignen sich verschiedene Verbindungsverfahren wie beispielsweise Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen, Kleben usw. Beispielsweise können chemisch aktivierte Klebstoffe, thermisch aktivierbare Klebstoffe, strahlungsaktivierbare Klebstoffe oder Schmelzklebstoffe in Verbindung mit einer Ultraschallerhitzung der Klebefuge Anwendung finden. Vorzugsweise werden Klebeverbindungen vollflächig zwischen der Federfolie und den Deckkörpern erzeugt. Bedarfsweise können Klebstoffschichten von den erzeugten Federgelenken mit Lösungsmitteln oder durch sonstige Maßnahmen abgetragen werden. Erfolgt die Verbindung durch Laserschweißen genügen Schweißpunkte oder Schweißlinien zur stellenweisen Verbindung der Federfolie mit den Deckkörpern.To the Connect the cover body with the spring foil, various connection methods are suitable such as laser welding, Resistance welding, Ultrasonic welding, Gluing, etc. For example chemically activated adhesives, thermally activated adhesives, radiation-activated adhesives or hot melt adhesives in combination with an ultrasonic heating of the adhesive joint find application. Preferably Adhesive connections become full surface generated between the spring foil and the cover bodies. If necessary, can Adhesive layers of the generated spring joints with solvents or by other measures be removed. If the connection by laser welding is sufficient welding points or welding lines for the local connection of the spring foil with the cover bodies.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung oder Ansprüchen. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstige Gegebenheiten. Die Zeichnung offenbart weitere Details und ergänzt die Beschreibung. Es zeigen:Further Details of advantageous embodiments The invention will become apparent from the description, the drawings or Claims. In the drawing are exemplary embodiments of the invention illustrated. The description is limited to essential aspects of the invention and other circumstances. The drawing reveals more details and complements the description. Show it:

1 Deckkörperzuschnitte und eine Federfolie zur Herstellung einer Sandwich-Struktur in perspektivischer Darstellung, 1 Cover body blanks and a spring foil for producing a sandwich structure in a perspective view,

2 die Sandwich-Struktur in ausschnittsweiser Schnittdarstellung, 2 the sandwich structure in partial sectional view,

3 die Deckkörper und die Federfolie nach 1 in ausschnittsweiser perspektivischer Darstellung in anderen Größenverhältnissen, 3 the cover body and the spring foil after 1 in a fragmentary perspective representation in other proportions,

4 die Sandwich-Struktur nach dem Freischneiden einer Federgelenkanordnung in ausschnittsweiser perspektivischer Ansicht, 4 the sandwich structure after the free cutting of a spring joint arrangement in a fragmentary perspective view,

5 einen 3D-Taster, beruhend auf einer aus einer Sandwich-Struktur erzeugten Federgelenkanordnung, 5 a 3D probe based on a spring hinge assembly made from a sandwich structure,

6 die Federgelenkanordnung für den Taster nach 5, 6 the spring joint assembly for the button after 5 .

7 die Sandwich-Struktur zur Herstellung der Federgelenkanordnung nach 6 in Draufsicht in anderer Größendarstellung, 7 the sandwich structure for producing the spring joint assembly according to 6 in plan view in another size representation,

8 einen 3D-Taster mit mehreren Federparallelogrammen in Perspektivdarstellung, 8th a 3D-button with several spring parallelograms in perspective view,

9 den Sandwich-Zuschnitt zur Herstellung des 3D-Tasters nach 8 in Draufsicht, 9 the sandwich cut to make the 3D button 8th in plan view,

10 einen Ausschnitt aus der Sandwich-Struktur nach 9 in abgewinkeltem Zustand, 10 a section of the sandwich structure after 9 in angled condition,

11 eine Federgelenkanordnung in Form eines Kreuzfedergelenks hergestellt aus einer Sandwich-Struktur in perspektivischer Darstellung und 11 a spring joint assembly in the form of a cross spring joint made of a sandwich structure in perspective and

12 eine Sandwich-Struktur zur Herstellung von Kreuzfedergelenken in schematisierter Draufsicht. 12 a sandwich structure for the production of cross spring joints in a schematic plan view.

1 veranschaulicht die Herstellung einer Gruppe gleichartiger Federgelenkanordnungen aus lediglich drei Teilen, nämlich einer Federfolie 1 und zwei Deckkörpern 2, 3. Die Federfolie 1 besteht beispielsweise aus Federstahl. Der entsprechende Zuschnitt kann eine Dicke von z. B. 0,01 mm, 0,03 mm oder dergleichen je nach Anwendungsfall haben. Die Kantenlänge des Zuschnitts kann wenigen zehn bis mehreren hundert Millimetern gehen (z. B. 150 mm × 250 mm). In der Federfolie 1 können Markierungen 4 zur lagerichtigen Positionierung vorgesehen sein. Diese Markierungen werden z. B. durch Indexbohrungen 5, 6, 7, 8 gebildet, die an den Ecken der Federfolie 1 angeordnet sind. Die Federfolie 1 ist ansonsten vorzugsweise unterbrechungsfrei. An Stelle einer durchgehenden Federfolie 1 können auch mehrere Federfolienstücke vorgesehen werden. 1 illustrates the production of a group of similar spring joint assemblies of only three parts, namely a spring foil 1 and two cover bodies 2 . 3 , The spring foil 1 consists for example of spring steel. The corresponding blank can have a thickness of z. B. 0.01 mm, 0.03 mm or the like, depending on the application. The edge length of the blank can go from a few tens to several hundred millimeters (eg 150 mm × 250 mm). In the spring foil 1 can marks 4 be provided for correct positioning. These marks are z. B. by Indexboh conclusions 5 . 6 . 7 . 8th formed at the corners of the spring foil 1 are arranged. The spring foil 1 otherwise is preferably interruption free. Instead of a continuous spring foil 1 can also be provided several spring foil pieces.

Die Deckkörper 2, 3 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zueinander deckungsgleich. Sie werden durch steife, z. B. aus Metall bestehende dünne Platten oder ausreichend steif bemessene Bleche gebildet, deren Umriss mit dem Umriss der Federfolie 1 im Wesentlichen übereinstimmt. Die Deckkörper 2, 3 weisen ebenfalls zur Ausrichtung dienende Markierungen, z. B. in Form von Indexbohrungen 9 bis 16 auf. Die Indexbohrungen 9 bis 12 sowie 13 bis 16 sind jeweils an den Ecken der Deckkörperzuschnitte 2, 3 angeordnet und fluchten miteinander sowie mit den Indexbohrungen 5 bis 8.The cover body 2 . 3 are congruent to each other in the present embodiment. They are characterized by stiff, z. B. made of metal thin plates or sufficiently rigid sheets formed whose outline with the outline of the spring foil 1 essentially coincides. The cover body 2 . 3 also have alignment markings, z. B. in the form of index holes 9 to 16 on. The index holes 9 to 12 such as 13 to 16 are each at the corners of the cover body blanks 2 . 3 arranged and aligned with each other and with the index holes 5 to 8th ,

Die Deckkörperzuschnitte 2, 3 sind in einem vorbereitenden Fertigungsschritt mit Ausschnitten 17, 18 versehen worden, die jeweils an den Stellen angeordnet sind, an denen später Federgelenke entstehen sollen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden aus der Federfolie 1 und den Deckkörpern 2, 3 eine größere Anzahl von einzelnen Federgelenkanordnungen erstellt. Jede dieser zu erstellenden Federgelenkanordnungen nutzt dabei lediglich ein kleines Feld der Deckkörper 2, 3. In 1 sind diese Felder gestrichelt markiert. Diese Markierung dient nur der geistigen Veranschaulichung. Entsprechende Linien oder Markierungen sind auf den Deckkörpern 2, 3 vorzugsweise nicht vorhanden.The cover body blanks 2 . 3 are in a preparatory manufacturing step with cutouts 17 . 18 have been provided, which are each arranged at the points where spring joints are to arise later. In the present embodiment, from the spring foil 1 and the cover bodies 2 . 3 created a greater number of individual spring joint arrangements. Each of these spring joint assemblies to be created uses only a small field of the cover body 2 . 3 , In 1 these fields are marked by dashed lines. This mark is for mental illustration only. Corresponding lines or markings are on the cover bodies 2 . 3 preferably not available.

Die Ausschnitte 17 und 18 sind an miteinander übereinstimmenden Stellen angeordnet, so dass sie miteinander fluchten, wenn die Deckkörper 2, 3 aufeinander gelegt werden. Die Ausschnitte 17, 18 sind beispielsweise mittels eines Lasers in die Deckkörper 2, 3 eingeschnitten worden. Vorzugsweise wurde danach einer der Deckkörper 2, 3 gewendet, so dass sie einander jeweils diejenige Seite 19, 20 zuwenden, von der der Laserstrahl in den jeweiligen Deckkörper 2, 3 eingedrungen ist. Üblicherweise sind an der betreffenden Seite um den jeweiligen Ausschnitt 17, 18 herum gerundete Kanten 21, 22 vorhanden, wie 2 zeigt. Ergibt sich eine solche gerundete Kante 21, 22 nicht durch das Fertigungsverfahren, das beim Herstellen der Aussparungen 17, 18 genutzt wird, können die Kanten 21, 22 auch in einem gesonderten Arbeitsschritt, beispielsweise einem Ätzschritt, einem Prägeschritt, einer Schleif- oder Läppbearbeitung oder dergleichen gerundet werden.The cutouts 17 and 18 are arranged at mutually matching locations so that they are aligned with each other when the cover body 2 . 3 be placed on top of each other. The cutouts 17 . 18 are for example by means of a laser in the cover body 2 . 3 been cut. Preferably thereafter one of the cover bodies 2 . 3 turned so that they each side of each side 19 . 20 turn, from which the laser beam into the respective cover body 2 . 3 has penetrated. Usually, the respective page is the respective section 17 . 18 around rounded edges 21 . 22 available, like 2 shows. If such a rounded edge results 21 . 22 not by the manufacturing process involved in making the recesses 17 . 18 is used, the edges can 21 . 22 also in a separate step, for example, an etching step, an embossing step, a grinding or lapping or the like are rounded.

Unter Nutzung der Indexbohrungen 5 bis 16 werden nun die Federfolie 1 und die Deckkörper 2, 3 zueinander ausgerichtet, aufeinander gelegt und miteinander verbunden. Zur Verbindung der Deckkörperzuschnitte 2, 3 und der Federfolie 1 wird ein geeignetes Verbindungsverfahren, wie beispielsweise Laserpunktschweißen eingesetzt. Die Schweißpunkte werden insbesondere dort angebracht, wo eine Verbindung zwischen der Federfolie 1 und der späteren Federgelenkanordnung 24 nötig sind. Diese Schweißpunkte 33 sind in 4 veranschaulicht. An Stelle der Schweißpunkte 33 können auch Schweißlinien oder dergleichen Anwendung finden. Ebenso gut können die Deckkörper 2, 3 durch Kleben oder andere Verbindungsverfahren mit der Federfolie 1 verbunden werden. Z. B. können die Deckkörperzuschnitte und/oder die Federfolie mit einer aktivierbaren Klebstoffschicht versehen sein, um durch Druck, Wärme, Kontakt oder sonstige geeignete Einwirkung eine Verbindung herzustellen.Using the index holes 5 to 16 Now the spring foil 1 and the cover bodies 2 . 3 aligned with each other, placed on top of each other and connected with each other. For connecting the cover body blanks 2 . 3 and the spring foil 1 For example, a suitable bonding method such as laser spot welding is used. The welds are particularly applied where a connection between the spring foil 1 and the later spring joint arrangement 24 are necessary. These welds 33 are in 4 illustrated. In place of the welds 33 can also find welding lines or the like application. The cover bodies are just as good 2 . 3 by gluing or other bonding methods with the spring foil 1 get connected. For example, the cover body blanks and / or the spring foil can be provided with an activatable adhesive layer in order to establish a connection by pressure, heat, contact or other suitable action.

Es entsteht der in 2 ausschnittsweise veranschaulichte Verbundkörper 23, der in 3 nochmals in Explosionsdarstellung veranschaulicht ist. Er bildet nun die Basis von Federgelenkanordnungen 24, die in 4 am Beispiel eines Tastarms 25 für einen Rauheitstaster veranschaulicht ist. Dieser Tastarm 25 hat eine Länge von z. B. wenigen zehn Millimetern und eine Breite von beispielsweise fünf Millimetern an einem Ende und etwa 2 mm an seinem anderen Ende. Er weist zwei Federgelenke 26, 27 auf. Jede dieser Federgelenke 26, 27 verbindet einen Halteabschnitt 28, 29 mit dem übrigen Tastarm 25, der hier als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. An den Federgelenken 26, 27 liegt die Federfolie 1 frei, denn dort sind die oben beschriebenen Ausschnitte 17, 18 in den Deckkörpern 2, 3 vorgesehen.The result is the in 2 partially illustrated composite body 23 who in 3 is again illustrated in exploded view. It now forms the basis of spring joint arrangements 24 , in the 4 the example of a Tastarms 25 is illustrated for a roughness probe. This probe arm 25 has a length of z. B. a few tens of millimeters and a width of, for example, five millimeters at one end and about 2 mm at the other end. He has two spring joints 26 . 27 on. Each of these spring joints 26 . 27 connects a holding section 28 . 29 with the remaining probe arm 25 , which is designed here as a two-armed lever. At the spring joints 26 . 27 lies the spring foil 1 free, because there are the sections described above 17 . 18 in the cover bodies 2 . 3 intended.

Zur Vereinzelung der einzelnen Tastarme 25 wird beispielsweise durch Laserschneiden ein Schnitt 30 erzeugt, der den Tastarm 25 auf einem geschlossenen Weg umrundet. Außerdem werden bei den Halteabschnitten 28, 29 L-förmige Schnitte 31, 32 angebracht, mit denen die Halteabschnitte 28, 29 und die Federfolie 1 frei gestellt werden. Der Schnitt 30 und die Schnitte 31, 32 berühren gegenüberliegende Ränder der Aussparungen 17, 18 und stellen somit zungenartige Abschnitte der Federfolie frei. Diese Abschnitte bilden nach Fertigstellung des Tastarms 25 Federgelenke. Die Federgelenke 26, 27 verbinden die Halteabschnitte 28, 29 mit dem Tastarm 25. Aus dem Verbundkörper 23 kann eine größere Anzahl von Tastarmen (beispielsweise 80) hergestellt werden. Die Schnitte 30, 31, 32 werden im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel erst nach dem Verbinden der Deckkörper 2, 3 mit der Federfolie 1 erzeugt. Alternativ können sie abschnittsweise schon erzeugt werden bevor die Deckkörper 2, 3 mit der Federfolie 1 verbunden werden. Die Schnittführung erfolgt dann in jedem Fall so, dass die Halteabschnitte 28, 29 und der Tastarm 25 zumindest über haltbare Stege mit dem übrigen (Abfall)Material der Deckkörperzuschnitte 2, 3 verbunden bleiben, um als ein einziges Bauteil verarbeitet zu werden.For separating the individual probe arms 25 For example, a cut is made by laser cutting 30 generates the probe arm 25 encircled on a closed path. In addition, at the holding sections 28 . 29 L-shaped cuts 31 . 32 attached, with which the holding sections 28 . 29 and the spring foil 1 be released. The cut 30 and the cuts 31 . 32 touch opposite edges of the recesses 17 . 18 and thus release tongue-like portions of the spring foil. These sections form after completion of the sensing arm 25 Spring joints. The spring joints 26 . 27 connect the holding sections 28 . 29 with the probe arm 25 , From the composite body 23 can have a larger number of tactile (for example 80 ) getting produced. The cuts 30 . 31 . 32 Be in the present example Ausfüh approximately after connecting the cover body 2 . 3 with the spring foil 1 generated. Alternatively, they can be produced in sections before the cover body 2 . 3 with the spring foil 1 get connected. The cut is then in any case so that the holding sections 28 . 29 and the probe arm 25 at least over durable webs with the remaining (waste) material of the cover body blanks 2 . 3 remain connected to be processed as a single component.

5 veranschaulicht ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Federgelenkanordnung, hergestellt aus einer Sandwich-Struktur. Diese Federgelenkanordnung 34 hat außen einen Befestigungsrand 35 und trägt einen Taststift 36 mit einem Tastkörper beispielsweise in Form einer Tastkugel. Der Taststift 36 ist in drei Richtungen X, Y und Z bewegbar und entsprechend beweglich von der Federgelenkanordnung 34 gehalten. Zur Veranschaulichung zeigt 6 die einzelnen Elemente 37, 38, 39, 40, die aus der Sandwich-Struktur heraus geschnitten und über frei gestellte Federgelenke 41 bis 44 miteinander verbunden sind. Die Federgelenke 41 bis 44 legen Scharnierachsen 45, 46, 47 mit unterschiedlicher räumlicher Orientierung fest. 5 illustrates a modified Embodiment of a spring joint assembly made of a sandwich structure. This spring joint arrangement 34 has a fixing edge outside 35 and carries a stylus 36 with a probe body, for example in the form of a probe ball. The stylus 36 is movable in three directions X, Y and Z and correspondingly movable by the spring joint assembly 34 held. To illustrate shows 6 the individual elements 37 . 38 . 39 . 40 that cut out of the sandwich structure and over exposed spring joints 41 to 44 connected to each other. The spring joints 41 to 44 put hinge axes 45 . 46 . 47 with different spatial orientation.

7 veranschaulicht ein Feld eines Verbundkörpers 23 bestehend aus zwei Deckkörpern und einer Federfolie mit Ausschnitten 48 bis 60, die zum Teil der Kontur der späteren Freischnitte und zum Teil den herzustellenden Federgelenken entsprechen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gehen aus den Ausschnitten 54, 58, 60 und 61 die späteren Federgelenke hervor. Die restlichen Ausschnitte bilden Freischnitte. Zwischen allen Partien des Verbundkörpers 23 sind Verbindungsstege 62 bis 73 vorhanden, die dafür sorgen, dass der Deckkörper 2 und 3 ein zusammenhängendes Bauteil bleiben. Nachdem die mit den Ausschnitten 48 bis 61 verse henen Deckkörper 2, 3 auf der Federfolie 1 befestigt worden sind, werden alle Ausschnitte bis auf die Ausschnitte 58, 61, 60 und alle Stege 62 bis 73 durchtrennt, womit die Federgelenkanordnung 24 fertig gestellt ist. 7 illustrates a field of a composite body 23 consisting of two cover bodies and a spring foil with cutouts 48 to 60 , which correspond in part to the contour of the later free cuts and partly to the spring joints to be produced. In the present embodiment go out of the cutouts 54 . 58 . 60 and 61 the later spring joints out. The remaining sections form free cuts. Between all parts of the composite 23 are connecting bridges 62 to 73 present, which ensure that the cover body 2 and 3 remain a coherent component. After that with the cutouts 48 to 61 be henen cover body 2 . 3 on the spring foil 1 All cutouts except for the cutouts are attached 58 . 61 . 60 and all the bridges 62 to 73 severed, bringing the spring joint assembly 24 is finished.

Eine weitere Federgelenkanordnung 24 ist in 8 in Gestalt eines Parallelogramm-3D-Tasters veranschaulicht. Der zugehörige, im zuvor beschriebenen Verfahren aus einem Verbundkörper hergestellte Zuschnitt ist in 9 gezeigt. Der Zuschnitt weist zwei Schenkel 73, 74 und einen Verbindungsabschnitt 75 auf. In dem zuvor beschriebenen Verfahren sind aus den Deckkörpern 2, 3 verschiedene steife Felder 74a, 74b, 74c, 74d, 74e, 73a, 73b, 73c, 73d und 75a, 75b, 75c, 75d erzeugt, zwischen denen die Federfolie Federscharniere bildet. Zwischen den einzelnen Feldern 73a bis 75d sind schmale streifenförmige Ausschnitte vorgesehen, die nur von der Federfolie 1 überbrückt werden und die somit die Federscharniere bilden. Dies ist im Detail aus 10 zu ersehen. 10 veranschaulicht des Weiteren, dass es zweckmäßig sein kann, an einigen Stellen lediglich einen der Deckkörper 2, 3 mit Ausschnitten zu versehen. Dies kann beispielsweise an Biegekanten 76 von Bedeutung sein. 10 veranschaulicht eine solche Biegekante, bei der nur in dem Deckkörper 2 eine schlitzartige Ausnehmung 77 vorgesehen ist. Der Verbund aus Deckkörper 3 und Federfolie 1 kann somit gebogen werden, ohne den Deckkörper 2 in der betreffenden Zone zu stauchen. Zur Aussteifung kann die Ausnehmung 77 durch einen oder mehrere Schweißpunkte geschlossen werden, falls dies erforderlich ist.Another spring joint arrangement 24 is in 8th illustrated in the form of a parallelogram 3D button. The associated blank made of a composite body in the method described above is shown in FIG 9 shown. The blank has two legs 73 . 74 and a connection section 75 on. In the method described above are from the cover bodies 2 . 3 different stiff fields 74a . 74b . 74c . 74d . 74e . 73a . 73b . 73c . 73d and 75a . 75b . 75c . 75d generated, between which the spring foil forms spring hinges. Between the individual fields 73a to 75d are narrow strip-shaped cutouts provided only by the spring foil 1 be bridged and thus form the spring hinges. This is in detail 10 to see. 10 further illustrates that it may be appropriate, in some places, only one of the cover body 2 . 3 to be cut out. This can for example at bending edges 76 be significant. 10 illustrates such a bending edge, in which only in the cover body 2 a slot-like recess 77 is provided. The composite of cover body 3 and spring foil 1 can thus be bent without the cover body 2 in the zone concerned. To stiffen the recess 77 be closed by one or more welding points, if necessary.

Die 11 und 12 veranschaulichen ein weiteres Beispiel. Die Federgelenkanordnung 78 nach 11 stellt ein Kreuzfedergelenk dar. Seine Endplatten 79, 80 und die sie verbindenden Lenker 81, 82, 83 entstammen dem Verbundkörper 23 nach 12. Sie sind nach dem vorbeschriebenen Verfahren in größerer Anzahl in einem gemeinsamen Fertigungsvorgang aus entsprechenden Deckkörperzuschnitten und nach Herstellen des Verbundkörpers durch Vereinzeln der einzelnen Federgelenkanordnungen hergestellt werden. Wie bei allen anderen Ausführungsformen gilt auch hier, dass der schlussendlich auszuführende Schnitt, der die herzustellende Federgelenkanordnung aus dem Verbundkörper herausschneidet, die zuvor in den Deckkörpern 2, 3 zur Ausbildung der Federgelenke angebrachten Aussparungen jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Seiten berührt, um Federfolienzungen freizuschneiden. Der beiden Freischnitte jeder Zunge, d. h. jedes Federgelenks erstrecken sich quer zu der auszubildenden Gelenkachse.The 11 and 12 illustrate another example. The spring joint arrangement 78 to 11 represents a cross spring joint. Its end plates 79 . 80 and the handlebars connecting them 81 . 82 . 83 originate from the composite body 23 to 12 , They are prepared according to the method described above in larger numbers in a common manufacturing process from corresponding cover body blanks and after producing the composite body by separating the individual spring joint assemblies. As with all other embodiments, the final cut to be performed, which cuts out the spring joint assembly to be produced from the composite body, which previously existed in the cover bodies, also applies here 2 . 3 for forming the spring joints mounted recesses each touched on two opposite sides to cut free Federfolienzungen. The two free cuts of each tongue, ie each spring joint extend transversely to the axis of the joint to be formed.

Weitere Anwendungsfälle, beispielsweise als kardanisches Gelenk, als Entkopplungselement, als Quasi-Linearführung und dergleichen sind möglich. Die vorgestellten Federgelenkanordnungen können in der Messtechnik und beispielsweise in der Wägetechnik Anwendung finden. Sie bilden eine reibungsfreie Kinematik und eine lineare Kraft-Weg-Kennlinie. Die Elemente der Deckschicht entstammen einem einzigen Rohmaterial und sind in Originalorientierung und -positionierung an der Federgelenkanordnung vorhanden. Die der Deckschicht 2 oder 3 entstammenden Elemente werden in noch zusammenhängendem Zustand auf die federnde Folie aufgebracht. Es wird beim Aufbringen der Elemente auf die federnde Folie eine durch maschinelle Fertigungsverfahren erzielbare hohe Genauigkeit erreicht.Other applications, for example as a cardan joint, as a decoupling element, as a quasi-linear guide and the like are possible. The presented spring joint arrangements can be used in metrology and, for example, in weighing technology. They form a friction-free kinematics and a linear force-displacement curve. The elements of the cover layer are derived from a single raw material and are present in original orientation and positioning on the spring hinge assembly. The top layer 2 or 3 entstammenden elements are applied in still coherent state on the resilient film. It is achieved when applying the elements to the resilient foil achievable by mechanical manufacturing high accuracy.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Federgelenkanordnungen 24, 34, 78 geht von einer Federfolie 1 aus, auf die mindestens einseitig, vorzugsweise beidseitig Deckkörper 2, 3 aufgebracht werden. In den Deckkörpern 2, 3 sind vorzugsweise mehrere Ausschnitte 17, 18 ausgebildet und zwar an solchen Stellen, an denen die herzustellenden Federgelenkanordnungen Gelenke aufweisen sollen. Die beiden Deckkörper werden zueinander und ggf. zu der Federfolie 1 ausgerichtet und mit der Federfolie 1 vorzugsweise stoffschlüssig und dauerhaft verbunden. Danach wird die Federgelenkanordnung aus dem Verbundkörper vollständig ausgeschnitten. Teile der Schnitte können bereits zuvor an den Deckkörpern angebracht worden sein. Das Ausschneiden kann mittels Laserstrahl geschehen. Der Prozess kann dabei so geführt werden, dass an der Schnittkante eine Verbindung der Deckkörper 2, 3 mit der Federfolie 1 bewirkt oder vorhandene Verbindungen unterstützt werden.The inventive method for producing Federgelenkanordnungen 24 . 34 . 78 goes from a spring foil 1 from, on the at least one side, preferably on both sides of the cover body 2 . 3 be applied. In the cover bodies 2 . 3 are preferably several cutouts 17 . 18 trained and indeed at those points where the spring joint assemblies to be produced are to have joints. The two cover body to each other and possibly to the spring foil 1 aligned and with the spring foil 1 preferably cohesively and permanently connected. Thereafter, the spring joint assembly is completely cut out of the composite body. Parts of the cuts may have been previously attached to the cover bodies. The cutting can be done by means of laser beam. The process can be conducted in this way that at the cutting edge a connection of the cover body 2 . 3 with the spring foil 1 or existing connections are supported.

11: Federfoliespring foil
2, 32, 3: Deckkörpercover body
44: Markierungmark
5–165-16: IndexbohrungenIndex holes
17, 1817 18: Ausschnittecutouts
19, 2019 20: Seitepage
21, 2221 22: gerundete Kanterounded edge
2323: Verbundkörpercomposite body
2424: FedergelenkanordnungSpring hinge assembly
2525: TastarmProbe arm
26, 2726 27: Federgelenkespring joints
28, 2928 29: Halteabschnittholding section
30, 31, 3230 31, 32: Schnittcut
3333: Schweißpunktewelds
3434: FedergelenkanordnungSpring hinge assembly
3535: Befestigungsrandfastening edge
3636: Taststiftfeeler
37–4037-40: Elementeelements
41–4441-44: Federgelenkespring joints
45, 46, 4745, 46, 47: Scharnierachsenhinge axes
48–6148-61: Ausschnittecutouts
62–7262-72: StegeStege
73, 7473 74: Schenkelleg
7575: Verbindungsabschnittconnecting portion
73a–75d73a-75d: Felderfields
7676: Biegekantebending edge
7777: Ausnehmungrecess
7878: FedergelenkanordnungSpring hinge assembly
79, 8079, 80: Endplattenendplates
81, 82, 8381, 82, 83: Lenkerhandlebars

Claims

Method for the simultaneous production of several spring joint arrangements ( 24 . 34 . 78 ), with the following measures: - providing at least one spring foil ( 1 ), - providing cover bodies ( 2 . 3 ), - applying cutouts ( 17 ) in the cover bodies ( 2 ), whereby the cover bodies ( 2 . 3 ) to each other at least with regard to the cutouts ( 17 . 18 ), which are assigned to be generated spring joints are formed congruent, forming at least one alignment mark ( 4 ) in the spring foil ( 1 ) and the cover bodies ( 2 . 3 ), - positioning the cover body ( 2 . 3 ) on the spring foil ( 1 ) and the spring foil ( 1 ) between the cover bodies ( 2 . 3 ), - aligning the alignment marks ( 4 ) for aligning the spring foil ( 1 ) and the cover body ( 2 . 3 ), - connecting the cover body ( 2 . 3 ) with the spring foil ( 1 ), - producing a composite body ( 23 ) by connecting the cover body ( 2 ) with the spring foil ( 1 ) in a welding process, and - cutting the spring joint assembly ( 24 . 34 . 78 ) from the composite body ( 23 ).

Method for the simultaneous production of several spring joint arrangements ( 24 . 34 . 78 ), with the following measures: - providing at least one spring foil ( 1 ), - providing at least one cover body ( 2 ), - applying cutouts ( 17 ) in the cover body ( 2 ), so that the cover body ( 2 ) after forming the sections ( 17 ) all rigid elements of the spring joint arrangements ( 24 . 34 . 78 ) in a contiguous state, - positioning the cover body ( 2 ) on the spring foil ( 1 ), - producing a composite body ( 23 ) by connecting the cover body ( 2 ) with the spring foil ( 1 ), - cutting the spring joint arrangements ( 24 . 34 . 78 ) from the composite body ( 23 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that as cover body ( 2 ) finds a flat plate use.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the cutouts ( 17 ) there in the cover body ( 2 ), where at the spring joint arrangement ( 24 . 34 . 78 ) Spring hinges are provided.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the covering body ( 2 ) Excerpts ( 17 ), the several identical or different spring joint arrangements ( 24 . 34 . 78 ) assigned.

Method according to claim 1, characterized in that the covering bodies ( 2 . 3 ) to each other at least with regard to the cutouts ( 17 . 18 ), which are assigned to be generated spring joints, are formed congruent.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the alignment mark ( 4 ) by at least one index opening ( 5 . 9 ) is formed.

Method according to claim 1, characterized in that the cutouts ( 17 . 18 ) are generated by a laser cutting process.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the cover body blank ( 2 ) with that side on the spring foil ( 1 ) at which the cutout ( 17 ) from a rounded edge ( 21 ) is surrounded.

A method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the welding operation is carried out by means of laser.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the welding process is carried out by means of electrical resistance heating.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that welding points ( 33 ) or welding lines are set.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the spring joint arrangement ( 24 . 34 . 78 ) by means of laser from the composite body ( 23 ) is cut out.

A method according to claim 13, characterized in that the laser generates at least one cut along a closed path, the at least one cutout ( 17 ) and thereby frees a spring joint.

A method according to claim 1, characterized in that the cover body blank ( 2 ) with at least one section ( 77 ), which prevents the generation of a bending edge ( 76 ) serves.

Spring joint assembly made by the method according to one of the claims 1 to 15.