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Die Erfindung betrifft eine Fügezange.
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In der industriellen Produktion haben sich Fügezangen in C-förmiger Rahmenbauweise aufgrund einer guten Zugänglichkeit eines Arbeitsraums, eines einfachen Aufbaus und einer guten Eignung zur automatisierten Handhabung bewährt. In der Regel umfasst eine Fügezange einen einseitigen Setzantrieb, der die Fügekraft hydraulisch, elektromotorisch und/oder pneumatisch aufbringt und dem auf der Gegenseite ein starres Werkzeug entgegenwirkt. Für viele Fügevorgänge ist jedoch vorgesehen, eine zusätzliche Bewegung auf der Gegenseite zu realisieren. Eine derartige Bewegung kann zum Ziel haben, eine der Fügekraft entgegengerichtete, definierte Kraft aufzubringen, ein Element zuzuführen, einzubringen, umzuformen oder Stanzreste bzw. Hilfsfügeelemente abzuführen.
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Eine Vorrichtung zum Setzen eines Fügeelements ist in der Druckschrift
DE 10 2014 002 684 A1 beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst eine Matrize und einen Niederhalter, wobei sich die Matrize über eine Antriebseinheit an ein Werkstück heranbewegen lässt und gegen den auf der anderen Seite gegenüberliegenden Niederhalter weiter bewegbar ist.
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Ein Gerät zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei das Gerät einen C-förmigen Rahmen aufweist, ist in der Druckschrift
WO 2004/045787 A1 beschrieben. Dieses Gerät umfasst zwei miteinander zusammenwirkende Werkzeuge, die beide über hydraulische Zylinder zu bewegen sind.
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Eine Vorrichtung zum Stanznieten ist aus der Druckschrift
DE 103 19 411 B4 bekannt. Dabei umfasst die Vorrichtung zwei gegeneinander verfahrbare Rahmenteile, wobei an einem ersten Rahmenteil ein Stempel und an einem zweiten Rahmenteil koaxial zu dem Stempel eine Matrize angeordnet ist. Eine Antriebseinheit der Vorrichtung befindet sich außerhalb einer Stempelachse zwischen dem Stempel und der Matrize.
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Eine Nietsetzmaschine mit einem C-förmigen Rahmen ist aus der Druckschrift
DE 601 06 810 T2 bekannt. Diese Nietsetzmaschine umfasst an einem ersten Ende des Rahmens einen Stempel und an einem zweiten Ende des Rahmens einen bewegbar gelagerten Matrizenhalter. Dabei ist der Matrizenhalter relativ zu dem Stempel bewegbar.
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In der Druckschrift
DE 10 2012 108 031 A1 ist ein Halter für eine Fügestelle beschrieben, der einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweist, wobei der zweite Schenkel durch ein Drehgelenk um eine Achse drehbar mit dem ersten Schenkel verbunden ist. Hierbei ist die Position des ersten Schenkels gegenüber dem zweiten Schenkel an dem Drehgelenk mit einer Einstellvorrichtung in Längsrichtung der Achse einstellbar.
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Vor diesem Hintergrund wird eine Fügezange mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 vorgestellt. Ausgestaltungen der Fügezange gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Die erfindungsgemäße Fügezange umfasst eine erste Rahmenseite und eine zweite Rahmenseite, wobei an der ersten Rahmenseite ein erstes Fügewerkzeug und an der zweiten Rahmenseite eine Rahmenfläche mit einer Fügefläche angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Fügewerkzeug und der Fügefläche, bspw. senkrecht zu einer Oberfläche der Rahmenfläche, durch die Fügefläche und die Rahmenfläche eine Fügeachse verläuft. Dabei ist dem ersten Fügewerkzeug und/oder der ersten Rahmenseite eine erste Antriebsvorrichtung zugeordnet. Der Fügefläche und/oder der zweiten Rahmenseite ist eine zweite Antriebsvorrichtung zugeordnet. Das erste Fügewerkzeug ist über die erste Antriebsvorrichtung entlang der durch die Fügefläche verlaufenden Fügeachse zu bewegen bzw. bewegbar, wobei in möglicher Ausgestaltung zumindest die Fügefläche über die zweite Antriebsvorrichtung entlang der Fügeachse zu bewegen ist. Dabei weist die Fügeachse zu einer Außenkontur der Rahmenfläche einen minimalen Abstand auf, der maximal 13 mm beträgt.
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Um den Abstand der Fügeachse zu der Außenkontur der Rahmenfläche zu bestimmen, ist virtuell eine Projektionsfläche der Rahmenfläche in eine senkrecht zu der Fügeachse verlaufende Ebene vorzunehmen und dann der kürzeste Abstand des Schnittpunkts der Fügeachse mit der Projektionsfläche zu der Außenkontur der Projektionsfläche zu bestimmen, wobei der kürzeste Abstand des Schnittpunkts der Fügeachse mit der Projektionsfläche zu der Außenkontur der Projektionsfläche dem minimalen Abstand der Fügeachse zu der Außenkontur der Rahmenfläche entspricht.
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Die Fügefläche, die auf einer Oberseite der Rahmenfläche angeordnet ist, ist in Ausgestaltung als Teil einer sog. Matrize zum Bearbeiten, bspw. Fügen, eines Werkstücks ausgebildet. Demnach kann die Fügefläche als Oberfläche einer derartigen Matrize bzw. eines zweiten Fügewerkzeugs ausgebildet sein. Dabei ist dieses zweite Fügewerkzeug in der Rahmenfläche angeordnet und kann aus dieser herausragen. Das zweite Fügewerkzeug weist eine Höhe auf. Demnach kann die Fügefläche auf der Oberfläche des zweiten Fügewerkzeugs oberhalb der Rahmenfläche angeordnet sein. Mit der Fügezange kann das Werkstück bzw. ein Bauteil bspw. im Rahmen eines Fügeverfahrens bearbeitet werden. Hierbei ist ein zu bearbeitendes Werkstück auf der Fügefläche und somit auf dem zweiten Fügewerkzeug bzw. der Matrize anzuordnen bzw. anordenbar. Weiterhin ist das erste Fügewerkzeug entlang der Fügeachse hin zu dem auf der Fügefläche angeordneten Werkstück zuzubewegen sowie mit dem ersten Fügewerkzeug zu beaufschlagen. Ein Punkt der Fügefläche, durch den die Fügeachse relativ zu der Fügefläche unter einem Winkel verläuft, kann auch als Fügestelle bezeichnet werden, da das Werkstück zumindest an dieser Fügestelle bearbeitet und/oder beaufschlagt wird. In Ausgestaltung kann die Fügeachse die Fügefläche unter einem Winkel von bspw. 90° schneiden.
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In möglicher Ausgestaltung ist die Fügefläche auf der Rahmenfläche bzw. relativ zu der Rahmenfläche dezentral angeordnet.
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Die beiden Rahmenseiten sind in Ausgestaltung als Bügel ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Beide Rahmenseiten bzw. Bügel bilden einen C-förmigen bzw. U-förmigen Rahmen.
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Eine Wirkrichtung der ersten Antriebsvorrichtung und eine Wirkrichtung der zweiten Antriebsvorrichtung sind beide parallel zu der Fügeachse orientiert, jedoch zueinander versetzt angeordnet, wobei die beiden Wirkrichtungen zueinander versetzt verlaufen. Üblicherweise ist die Wirkrichtung der ersten Antriebsvorrichtung koaxial zu der Fügeachse orientiert.
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Die erste Antriebsvorrichtung umfasst ein erstes Antriebsaggregat, das bspw. einen zylindrischen Kolben und eine Kolbenstange umfasst.
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In Ausgestaltung weist die zweite Antriebsvorrichtung ein zweites Antriebsaggregat auf, dessen Wirkrichtung parallel und versetzt zu der Fügeachse orientiert ist und bspw. einen zylindrischen Kolben mit einer exzentrisch zu der Fügeachse angeordneten Kolbenstange aufweist, wobei die Fügefläche durch das zweite Antriebsaggregat direkt zu beaufschlagen ist.
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Alternativ hierzu ist es möglich, dass die zweite Antriebsvorrichtung ein zweites Antriebsaggregat, das bspw. als zylindrischer Kolben mit einer Kolbenstange ausgebildet ist, und einen Hebel aufweist, wobei das zweite Antriebsaggregat und die Fügefläche über den Hebel miteinander verbunden sind, wobei die Fügefläche, üblicherweise mindestens ein Teil der Fügefläche, durch die zweite Antriebsvorrichtung indirekt zu beaufschlagen ist.
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In Ausgestaltung ist eine Position der Fügefläche auf der Rahmenfläche, bspw. durch Verschieben des ersten Fügewerkzeugs parallel zu der Fügeachse, veränderbar und bei Bedarf ggf. auch zentral anzuordnen. In möglicher Ausgestaltung ist die Position der Fügefläche auf bzw. relativ zu der Rahmenfläche durch eine Position des ersten Fügewerkzeugs relativ zu der Rahmenfläche einstellbar, da die Fügeachse durch das erste Fügewerkzeug verläuft und in einer möglichen Ausgestaltung senkrecht zu der Oberfläche der Fügefläche orientiert ist.
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Außerdem ist es möglich, dass die Fügefläche an einem zweiten Fügewerkzeug anzuordnen und/oder angeordnet ist. Dabei ist das zweite Fügewerkzeug an derselben Position wie die Fügefläche angeordnet und/oder anzuordnen, wobei die Fügeachse sowohl die Fügefläche als auch das zweite Fügewerkzeug in, an bzw. auf der Fügestelle unter einem jeweils vorgesehenen Winkel schneidet.
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In Ausgestaltung ist es möglich, dass die Rahmenfläche verschwenkbar und somit relativ zu der Fügeachse zu verschwenken bzw. schwenkbar und/oder zu neigen bzw. neigbar ist. In der Regel ist die Rahmenfläche eben ausgebildet. Aufgrund einer relativen Verschwenkbarkeit der Rahmenfläche zu der Fügeachse bzw. der Fügeachse relativ zu der Rahmenfläche, ist es möglich, dass die Fügeachse die Rahmenfläche unter einem jeweils eingestellten Winkel größer 0° und kleiner 180°, bspw. auch senkrecht schneidet. Dabei ist es auch möglich, dass die Fügefläche, die von der Fügeachse unter einem jeweils eingestellten Winkel von bspw. 90° geschnitten wird, unter einer Beibehaltung einer vorgesehenen relativen Orientierung zu der Fügeachse relativ zu der Rahmenfläche verschwenkt werden kann. Alternativ ist es möglich, dass die Fügefläche unter Beibehaltung einer vorgesehenen relativen Orientierung zu der Oberfläche der Rahmenfläche relativ zu der Fügeachse verschwenkt und/oder geneigt werden kann. Bei einem Verschwenken können drei Komponenten der Fügezange, d. h. die Fügeachse, die Fügefläche bzw. das zweite Fügewerkzeug und die Rahmenfläche relativ zueinander orientiert und/oder positioniert werden, wobei mindestens eine der drei genannten Komponenten zu mindestens einer anderen der drei Komponenten verschwenkbar ist. Unabhängig einer jeweiligen Orientierung der Fügeachse zu der Rahmenfläche weist die Fügeachse zu der Außenkontur der Rahmenfläche den minimalen Abstand auf, der maximal 13 mm beträgt.
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Die Fügezange ist einteilig ausgebildet, wobei die beiden Rahmenseiten miteinander direkt verbunden sind und/oder eine bauliche Einheit bilden.
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Alternativ hierzu ist die Fügezange zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Rahmenseiten voneinander getrennt und/oder miteinander indirekt verbunden sind.
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In optionaler Ausgestaltung weist die Außenkontur der Rahmenfläche einen ersten rechteckigen Abschnitt mit einer Breite und einen zweiten halbkreisförmigen Abschnitt mit einem Durchmesser auf, wobei Außenkonturen beider Abschnitte stetig und/oder nahtlos ineinander übergehen, wobei die Breite und der Durchmesser denselben Wert aufweisen. Die Fügeachse weist zu der Außenkontur der Rahmenfläche den minimalen Abstand von maximal 13 mm auf.
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Es ist vorgesehen, dass der Abstand der Fügeachse zu der Außenkontur der Rahmenfläche unabhängig von einer Form der Außenkontur den minimalen Abstand von maximal 13 mm aufweist. Die Außenkontur kann mindestens eine gerade Seite und/oder mindestens eine gebogene Seite aufweisen, wobei die mindestens eine gebogene Seite kreisbogenförmig ausgebildet sein kann. Alternativ oder ergänzend weist die Außenkontur der Rahmenfläche mindestens eine Ecke auf, an der sich zwei gerade Seiten unter einem Winkel treffen, wobei die Außenkontur in diesem Fall n-eckig ausgebildet sein kann. Eine derartige Ecke kann auch gebogen sein und je nach Definition auch als die mindestens eine gebogene bzw. bogenförmige Seite bezeichnet werden.
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Weiterhin sind mit den beiden Antriebsvorrichtungen, üblicherweise den beiden Antriebsaggregaten, unterschiedliche, ggf. aber auch gleiche Kräfte zu erzeugen.
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Die vorgestellte Fügezange umfasst demnach die beiden Rahmenseiten, die zusammen einen Rahmen mit einer C-förmigen Öffnung bilden. Dabei ist die Fügezange einteilig oder geteilt ausgebildet, wobei die an den beiden Rahmenseiten angeordneten Fügewerkzeuge gleichzeitig und unabhängig voneinander Bewegungen ausführen können. Die Fügezange weist auf mindestens einer der beiden Rahmenseiten einen kleinen Bauraum auf, wodurch eine Zugänglichkeit zu der Fügefläche und dem daran angeordneten zweiten Fügewerkzeug zu realisieren bzw. realisierbar ist.
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Somit ist es u. a. möglich, ein Fügeverfahren mit einer beidseitigen Bewegung durch beide Fügewerkzeuge zu realisieren. Außerdem ist es möglich, ein bestehendes Fügeverfahren hinsichtlich seiner Anwendungsgrenzen zu erweitern. Mit der Fügezange ist ein Fügeverfahren flexibel durchführbar, wodurch Einsparungen in Entwicklung, Planung und Investitionen zu erreichen sind. Weiterhin soll eine Prozessstabilität des Fügeverfahrens gesteigert werden. Außerdem ist durch Einstellen und/oder Vorsehen des minimalen Abstands der Fügeachse zu der Außenkontur der Rahmenfläche von maximal 13 mm eine Zugänglichkeit zu der Fügefläche im Vergleich zu einer Vorrichtung mit C-förmig angeordneten Rahmenseiten, die lediglich eine einseitige Antriebsvorrichtung aufweist, gewährleistet.
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Durch Vorsehen des Abstands der Fügeachse und somit des zweiten Fügewerkzeugs von der Außenkontur der Rahmenfläche der Fügezange, wobei der minimale Abstand maximal 13 mm beträgt, ist in einem Produktionsumfeld der Fügezange auf mindestens einer Rahmenseite der üblicherweise C-förmigen Öffnung des Rahmens eine geringe Störkontur zu erzielen, wodurch eine gute Zugänglichkeit der Fügefläche zu gewährleisten ist. Die erste Rahmenseite mit der ersten Antriebsvorrichtung weist aufgrund der bei einem Fügeverfahren zu erzeugenden Kräfte und Zustellwege eine gewisse Bauraumgröße auf, wohingegen die zweite Rahmenseite kompakt ausgebildet ist. Bei der vorgestellten Fügezange ist nunmehr mindestens ein Teil der Fügefläche über die zweite Antriebsvorrichtung zu bewegen. Dennoch bleibt eine Zugänglichkeit der Fügefläche erhalten, obwohl nunmehr beide Fügewerkzeuge jeweils zu bewegen und unterschiedliche Fügeverfahren umzusetzen bzw. umsetzbar sind.
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Die beidseitig wirkende Fügezange weist den aus den beiden Rahmenseiten bzw. Bügeln gebildeten Rahmen mit einer definierten, C-förmigen Geometrie auf.
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Mögliche Fügeverfahren, die mit der vorgestellten Fügezange durchführbar sind, sind z. B. Fügeverfahren wie Halbhohlstanznieten, Vollstanznieten, Clinchen, Clinchnieten, Fügen von Fügeelementen, bspw. von Schließringbolzen, Setzen von Funktionselementen wie Einpressbolzen, Einpressschrauben, Nietbolzen und -schrauben, Muttern oder ähnlichen Funktionselementen. Dabei ist das Fügeverfahren robotergeführt oder stationär oder manuell bzw. handgeführt ausführbar.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügezange.
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2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügezange.
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3 zeigt Beispiele für eine mögliche Position einer Fügefläche auf einer Rahmenfläche, wie sie zumindest für eine der beiden vorgestellten Ausführungsformen der Fügezange vorzusehen ist.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
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1a zeigt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügezange 2. 1b zeigt ein Detail aus 1a.
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Dabei umfasst die erste Ausführungsform der Fügezange 2 hier eine erste Rahmenseite 4, die je nach Definition auch als erster Bügel ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, und eine zweite Rahmenseite 6, die hier je nach Definition ebenfalls als Bügel ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Hierbei bilden beide Rahmenseiten 4, 6 eine bauliche Einheit, weshalb die erste Ausführungsform der Fügezange 2 auch als einteilige Fügezange 2 zu bezeichnen ist. Dabei ist hier an der ersten Rahmenseite 4 eine als Setzantriebsvorrichtung ausgebildete erste Antriebsvorrichtung 8 angeordnet, die hier ein erstes Antriebsaggregat 9 umfasst, das als zylindrischer Kolben ausgebildet ist, wobei an der ersten Antriebsvorrichtung 8 ein erstes Fügewerkzeug 10 befestigt ist, das über die erste Antriebsvorrichtung 8 entlang einer Fügeachse 12 zu bewegen bzw. bewegbar ist. Dabei ist das erste Fügewerkzeug 10 in dieselbe Richtung simultan zu dem Kolben des ersten Antriebsaggregats 9 zu bewegen.
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Die zweite Rahmenseite 6 weist hier eine Rahmenfläche 14 auf, wie sie in 3a, 3b, 3c detaillierter dargestellt ist. An der zweiten Rahmenseite 6 und somit auf der Rahmenfläche 14 ist hier auf einem zweiten Fügewerkzeug 16 eine Fügefläche 18 (3) angeordnet. Diese Fügefläche 18 auf dem zweiten Fügewerkzeug 16 wird von der Fügeachse 12 hier in einer Fügestelle bzw. einem Fügepunkt geschnitten. Die Fügeachse 12 ist unter einem Winkel zu der Fügefläche 18 auf dem zweiten Fügewerkzeug 16 orientiert, der hier bspw. 90° beträgt, wobei das zweite Fügewerkzeug 16 weiterhin koaxial zu der Fügeachse 12 angeordnet ist.
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Die auf dem zweiten Fügewerkzeug 16 angeordnete Fügefläche 18 ist über eine zweite Antriebsvorrichtung 20 entlang der Fügeachse 12 zu bewegen. Diese zweite Antriebsvorrichtung 20 umfasst ebenfalls ein Antriebsaggregat 22, das als zylindrischer Kolben ausgebildet ist. Dieses Antriebsaggregat 22 ist über einen Hebel 24 mit dem zweiten Fügewerkzeug 16 und somit auch mit der Fügefläche 18 verbunden. Dabei ist dieser Hebel 24 über eine Welle 26 mit einem Körper der Fügezange 2 drehbar verbunden. Bei einem Betrieb der ersten Ausführungsform der Fügezange 2 bewegt sich das zweite Fügewerkzeug 16 in entgegengesetzter Richtung wie der Kolben des zweiten Antriebsaggregats 22.
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2a zeigt die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügezange. 2b zeigt ein Detail aus 2a.
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Dabei umfasst die zweite Ausführungsform der Fügezange 28 hier ebenfalls eine erste Rahmenseite 4, die je nach Definition auch als erster Bügel ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, und eine zweite Rahmenseite 6, die hier je nach Definition ebenfalls als Bügel ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Hierbei bilden beide Rahmenseiten 4, 6 eine bauliche Einheit, weshalb die zweite Ausführungsform der Fügezange 28 ebenfalls einteilig ausgebildet ist. Dabei ist hier an der ersten Rahmenseite 4 eine als Setzantriebsvorrichtung ausgebildete erste Antriebsvorrichtung 8 mit einem ersten Antriebsaggregat 9 angeordnet, an der und/oder dem wiederum ein erstes Fügewerkzeug 10 befestigt ist, das über die erste Antriebsvorrichtung 8 entlang einer Fügeachse 12 zu bewegen ist.
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Die zweite Rahmenseite 6 weist hier eine Rahmenfläche 14 auf, wie sie in 3a, 3b, 3c detaillierter dargestellt ist. An der zweiten Rahmenseite 6 und somit auf der Rahmenfläche 14 ist hier die Fügefläche 18 (3) auf dem zweiten Fügewerkzeug 16 angeordnet, das weiterhin koaxial zu der Fügeachse 12 angeordnet und als Kolben oder Stempel ausgebildet sowie zum Bearbeiten eines Werkstücks bzw. eines Bauteils ausgebildet ist. Zum Bearbeiten bzw. Fügen dieses Werkstücks wird dieses auf der Fügefläche 18 des zweiten Fügewerkzeugs 16 angeordnet. Weiterhin sind die beiden Fügewerkzeuge 10, 16 entlang der Fügeachse 12 relativ zueinander zu bewegen, bspw. zu verschieben bzw. verschiebbar, wobei das Werkstück zwischen beiden Fügewerkzeugen 10, 16 durch beide Fügewerkzeuge 10, 16 beaufschlagt und somit bearbeitet wird. Wie 2b zeigt, weist das zweite Fügewerkzeug 16 als Teile bzw. Komponenten einen Stempel 40 und eine Hülse 42 auf, wobei die Hülse 42 den Stempel 40 hier koaxial umschließt. Dabei kann die Fügefläche 18 je nach Definition lediglich auf dem Stempel 40 des zweiten Fügewerkzeugs 16 angeordnet sein. Weiterhin verläuft hier die Fügeachse 12 durch den entlang der Fügeachse verschiebbaren Stempel 40.
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Dem zweiten Fügewerkzeug 16 mit der Fügefläche 18 ist hier eine zweite Antriebsvorrichtung 30 zugeordnet, die ein zweites Antriebsaggregat 32 aufweist, das als zylindrischer Kolben ausgebildet ist. Hierbei ist vorgesehen, dass eine zentrale Achse des zweiten Antriebsaggregats 32 zu der Fügeachse 12 versetzt und somit exzentrisch angeordnet ist. Da das zweite Fügewerkzeug 16 mit der Fügefläche 18 koaxial zu der Fügeachse 12 angeordnet ist, bedeutet das, dass das zweite Fügewerkzeug 16 und somit auch die Fügefläche 18 exzentrisch zu der zentralen Achse des zweiten Antriebsaggregats 32 angeordnet sind. Das zweite Antriebsaggregat 32 weist einen Kolben auf und ist größer als das zweite Fügewerkzeug 16. Hierbei ist vorgesehen, dass die Hülse 42 des zweiten Fügewerkzeugs 16 relativ zu dem zweiten Antriebsaggregat 32 fixiert ist. Der Stempel 40 als Teil des zweiten Fügewerkzeugs 16 ist hier über das zweite Antriebsaggregat 32 entlang der Fügeachse 12 relativ zu der Hülse 42 verschiebbar.
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Mögliche Positionen, die die Fügeachse 12, die die Fügefläche 18 in der Fügestelle schneidet, und somit auch das zweite Fügewerkzeug 16 auf der Rahmenfläche 14 der zweiten Rahmenseite 6 bei mindestens einer der voranstehend vorgestellten Ausführungsformen der Fügezange 2, 28 einnehmen können, sind anhand der 3a, 3b und 3c gezeigt.
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Dabei zeigt jede der drei 3a, 3b, 3c die Rahmenfläche 14 in Draufsicht aus einer Perspektive des ersten Fügewerkzeugs 10. Dabei ist hier jeweils vorgesehen, dass die Rahmenfläche 14 durch eine Außenkontur 34 und somit einen Rand begrenzt ist. Dabei umfasst die Außenkontur 34 der Rahmenfläche 14 bei den hier vorgestellten Ausführungsformen zwei zueinander parallel angeordnete Abschnitte sowie einen halbkreisförmigen Abschnitt, wobei jeweils einer der beiden zueinander parallel angeordneten Abschnitte stetig in den dazwischen angeordneten halbkreisförmigen Abschnitt übergeht, weshalb die Außenkontur 34 der Fügefläche 14 auch als U-förmig bezeichnet werden kann. Generell ist auch eine beliebige, bspw. kurvenförmige Außenkontur der Rahmenfläche 14 denkbar.
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Wie alle drei 3a, 3b, 3c zeigen, weist die durch die Fügefläche 18 des zweiten Fügewerkzeugs 16 verlaufende Fügeachse 12 unabhängig von einer möglichen Neigung bzw. Verschwenkung der Rahmenfläche 14 relativ zu der Fügeachse 12 einen minimalen Abstand A zu der Außenkontur 34 auf, wobei dieser minimale Abstand maximal 13 mm beträgt.
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Die vorgestellte Fügezange 2, 28 ist entweder geteilt oder einteilig ausgebildet und umfasst eine erste als Setzantriebsvorrichtung ausgebildete Antriebsvorrichtung 8 auf der ersten Rahmenseite 4, mit der eine als Hauptfügekraft zu bezeichnende erste Fügekraft von bis zu 80 kN bereitzustellen ist, wobei das erste Fügewerkzeug 10 mit dieser ersten Fügekraft zu beaufschlagen ist. Das zweite Fügewerkzeug 16 mit der Fügefläche 18 ist über die zweite Antriebsvorrichtung 20, 30 zu bewegen, wobei eine zweite Fügekraft zwischen 2 bis 40 kN zu erzeugen ist. Diese beiden genannten Fügekräfte sind elektromotorisch, hydraulisch, pneumatisch, federbeaufschlagt, magnetisch und/oder elektromagnetisch in Alleinstellung oder in Kombination zu erzeugen. Die auf beiden Rahmenseiten erzeugten Fügekräfte wirken entlang der Fügeachse 12 und sind in ihrer Wirkrichtung entgegengesetzt oder gleichgerichtet.
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Ein minimaler Abstand A der Fügeachse 12 von der Außenkontur 34 der Rahmenfläche 14 beträgt hier maximal 13 mm. Dabei ist es möglich, wie 3 zeigt, dass der minimale Abstand A vorne (3a) oder seitlich (3b oder 3c) zu messen bzw. messbar ist. Demnach kann die Fügeachse 12 die Rahmenfläche 14 an unterschiedlichen Positionen bzw. Fügestellen schneiden, wobei die Fügeachse 12 jeweils einen minimalen Abstand A von maximal 13 mm zu der Außenkontur 34 der Rahmenfläche 14 aufweist.
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Weiterhin ist bei beiden Ausführungsformen der Fügezange 2, 28 vorgesehen, dass eine Zangenöffnung B (siehe 1a bzw. 2a) einen Wert zwischen 50 mm und 1000 mm aufweist. Eine Höhe C (siehe 1a bzw. 2a) weist hier einen Wert zwischen 50 mm und 400 mm auf.
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Bei einem Betrieb der Fügezange 2, 28 ist es möglich, dass beide Fügewerkzeuge 10, 16 über die jeweiligen Antriebsvorrichtungen 8, 20, 30, bspw. bei einem einstufigen Fügeprozess, mit einem ununterbrochenen Vorschub zu bewegen bzw. bewegbar sind. Außerdem ist es möglich, dass eine Wirkrichtung mindestens einer Fügekraft, mit der mindestens ein Fügewerkzeug 10, 16 zu beaufschlagen ist, während eines Fügeprozesses umgekehrt wird, wodurch auch eine Richtung einer Bewegung mindestens eines der beiden Fügewerkzeuge 10, 16 umgekehrt wird. Außerdem ist es möglich, dass mindestens eine Fügekraft, die von mindestens einer Antriebsvorrichtung 20, 28 bereitzustellen ist, während eines Fügeprozesses einen konstanten, ansteigenden oder abfallenden Verlauf aufweist. Eine Änderung der mindestens einen Fügekraft verläuft bei einem jeweiligen Fügeprozess linear, degressiv oder progressiv. Dabei ist hier auch eine Kombination aus einem ansteigenden, abfallenden oder konstanten Verlauf mindestens einer Fügekraft möglich. Die auf ein jeweiliges Fügewerkzeug 10, 16 von einer jeweiligen Antriebsvorrichtung 8, 20, 30 aufgebrachte Fügekraft bzw. ein Verlauf der jeweiligen Fügekraft wird üblicherweise vor dem durchzuführenden Fügeprozess eingestellt. Es ist jedoch auch möglich, den Verlauf der jeweiligen Fügekraft während des Fügeprozesses über eine Regelung zu beeinflussen.
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Jedes vorgestellte Antriebsaggregat 9, 22, 32 ist über ein Fluid hydraulisch zu beaufschlagen, wodurch eine jeweilige Fügekraft aufzubringen ist.
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Dabei wird ein Druck des Fluids, das hier jeweils einen zylindrischen Kolben eines jeweiligen Antriebsaggregats 9, 22, 32 beaufschlagt, über mindestens ein Ventil eingestellt. Dabei ist es möglich, den Druck vor dem Fügeprozess auf ein bestimmtes Niveau einzustellen oder während des Fügeprozesses zu regeln. Außerdem ist es möglich, eine jeweilige Fügekraft über ein jeweiliges Antriebsaggregat 9, 22, 30 elektromotorisch aufzubringen und über eine Steuerung zu regeln. Außerdem ist es möglich, eine aufzubringende Fügekraft eines jeweiligen Antriebsaggregats 9, 22, 32 über mindestens eine Feder aufzubringen. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die Fügekraft mittels eines Keilschiebers zu übertragen, der über einen Kolben hydraulisch oder elektromotorisch angetrieben wird und mindestens einem Antriebsaggregat 9, 22, 32 zugeordnet ist. Falls mindestens eine Fügekraft über ein Fluid aufzubringen ist, ist es möglich, den Druck dieses Fluids elektromotorisch aufzubauen und ggf. zu regeln.
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Bei der ersten Ausführungsform der Fügezange 2 aus 1 ist vorgesehen, die von dem Antriebsaggregat 22 aufgebrachte Fügekraft über den Hebel 24 auf das zweite Fügewerkzeug 16 mit der Fügefläche 18 auf der Rahmenfläche 14 zu übertragen, wobei die Fügeachse 12, wie anhand von 3 gezeigt, zu der Außenkontur 34 der Rahmenfläche 14 den minimalen Abstand A von maximal 13 mm aufweist. Die hierbei auf den Hebel 24 wirkende Fügekraft ist von dem zweiten Antriebsaggregat 22 hydraulisch, pneumatisch, elektrisch, federgetrieben oder durch eine Kombination hiervon bereitzustellen.
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Bei der zweiten Ausführungsform der Fügezange 28 weist das zweite Antriebsaggregat 32 den hydraulisch oder pneumatisch anzutreibenden Kolben mit exzentrisch angeordneter Kolbenstange auf, durch die die Fügekraft aufzubringen ist. Hierbei ist die zentrale Achse der Kolbenstange zu der Fügeachse 12 und somit auch zu der Fügefläche 18 versetzt angeordnet.
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Weiterhin ist es möglich, dass mindestens eine Ausführungsform der Fügezange 2, 28 auf mindestens einer Rahmenseite 4, 6 einen Abführmechanismus für Stanzbutzen, Staub, Flüssigkeiten oder andere Überreste eines Fügeprozesses aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014002684 A1 [0003]
- WO 2004/045787 A1 [0004]
- DE 10319411 B4 [0005]
- DE 60106810 T2 [0006]
- DE 102012108031 A1 [0007]
