DE4417333A1

DE4417333A1 - Clamp component for connecting or joining workpieces in vehicle body assembly

Info

Publication number: DE4417333A1
Application number: DE4417333A
Authority: DE
Inventors: Werner Schlattl
Original assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Current assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-11-23

Abstract

The clamp component comprises a holder (7) with a ceramic seating (10). The seating may be convexly formed or flat. The basic body of the holder is comprised of metal for at least for part of its outer surface which works together with the material to be welded. This metal may be brass. Alternatively the outer surface of the basic body may have a coating of ceramic. The seatings are the points of contact with the parts.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spann- und/oder Fixierele ment gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a tensioning and / or fixing element ment according to the preamble of claim 1.

In den verschiedensten Bereichen der Technik, insbesondere auch im Fahrzeugbau (Karosseriebau) ist es erforderlich, Bauteile, insbesondere auch solche aus Blech beim Verbinden oder Fügen (z. B. Schweißen, Kleben, Bördeln, Clinchen usw.) vorübergehend, d. h. bis zum Fertigstellen der Verbindung, durch Spann- oder Fixierelemente zu halten, aneinander zu pressen und/oder aneinander zu fixieren. So kann es bei spielsweise im Fahrzeugbau notwendig sein, zwei Karosserie teile durch eine Vielzahl von Spannelementen (bis zu 20 Spannelemente) aneinander zu fixieren und zu halten, bis diese Karosserieteile beispielsweise durch Punkt- oder Widerstands schweißen miteinander verbunden sind.In the most diverse areas of technology, in particular Also in vehicle construction (body construction) it is necessary Components, especially those made of sheet metal when connecting or joining (e.g. welding, gluing, flanging, clinching, etc.) temporarily, d. H. until the connection is completed, to hold together by tensioning or fixing elements press and / or fix to each other. So it can with for example in vehicle construction, two bodywork divide by a variety of clamping elements (up to 20 Fixing elements) to each other and hold until this Body parts, for example, by point or resistance welding are interconnected.

Für das vorübergehende Spannen und Fixieren von Bauteilen aneinander werden insbesondere auch im Karosseriebau Spann elemente verwendet, die spannbackenartig aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind und die Spann- oder Werkstück anlageflächen bilden, an denen diese Spannelemente oder die die Spannelemente bildenden Grundkörperoberflächen gehärtet sind. Nachteilig ist bei diesen bekannten Spannelementen, daß dann, wenn die Werkstückanlagefläche zu hart ist, die Elemente an dieser Fläche ausbrechen. Ist die Werkstückan lagefläche zu weich, ergibt sich ein starker Verschleiß. Insbesondere auch im Karosseriebau besteht die Forderung, Spann- und Fixierelemente bei Abnutzung durch Korrekturbleche nachzujustieren, wobei auch auch gefordert wird, daß über jede Korrektur genau Buch geführt wird.For the temporary clamping and fixing of components each other, especially in the body shop, become tensioned used elements that move towards each other like jaws are movable away from each other and the clamping or workpiece Form contact surfaces on which these clamping elements or the hardened the body elements forming the clamping elements are. The disadvantage of these known clamping elements is that if the workpiece contact surface is too hard, the Break out elements on this surface. The workpiece is on contact surface too soft, there is a lot of wear. There is also a requirement, particularly in body construction, Clamping and fixing elements when worn by correction plates readjust, which also requires that every correction is kept accurately.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spann- und Fixierelement aufzuzeigen, welches die vorgenannten Nachteile vermeidet und eine wesentlich verbesserte Verschleißfestigkeit aufweist. The object of the invention is a tensioning and fixing element to show which avoids the aforementioned disadvantages and has significantly improved wear resistance.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Spann- und/oder Fixierele ment entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentan spruches 1 ausgebildet.To solve this problem is a tensioning and / or fixing element ment according to the characterizing part of the patent saying 1 trained.

Durch die aus Keramik bestehende Werkzeuganlage-Fläche ist das erfindungsgemäße Spann- und/oder Fixierelement äußerst verschleißfest und besitzt eine lange Standzeit. Weiterhin bildet die Keramik eine glatte Oberfläche, so daß ein besonders leichtes Einlegen des jeweiligen Bauteils in die zwischen jeweils wenigstens zwei Spann- und/oder Fixierele menten gebildete Aufnahme erreicht wird.Due to the ceramic tool surface the tensioning and / or fixing element according to the invention extremely wear-resistant and has a long service life. Farther the ceramic forms a smooth surface so that a particularly easy insertion of the respective component in the between at least two clamping and / or fixing elements mentally formed recording is achieved.

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 Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the figures Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung zwei durch Klemmvor richtungen oder Aufnahmen im Bereich einer Schweiß stelle zusammengehaltene Bleche; Fig. 1 in a simplified representation of two sheets held together by Klemmvor or recordings in the area of a welding;

Fig. 2 und 3 jeweils in perspektivischer, vergrößerter Einzeldarstellung zwei Spannelemente oder Spannbacken gemäß der Erfindung. Fig. 2 and 3 respectively according to a perspective, enlarged detail view of two clamping elements or clamping jaws of the invention.

In den Figuren sind 1 und 2 zwei Bleche, beispielsweise zwei Bleche einer Fahrzeugkarosserie, die miteinander verbunden werden sollen, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform durch Punkt- oder Widerstands schweißen mit Hilfe von Schweiß elektroden 3 an der Position 4. Beidseitig von der Position 4 sind zwei Spanneinrichtungen 5 vorgesehen, mit denen die Bleche 1 und 2 fixiert und zusammengehalten werden. Die Spanneinrichtungen 5 bestehen beispielsweise jeweils aus zwei Spannbacken oder Spannelementen 6 und/oder 6′, die an nicht näher dargestellten Trägern oder anderen Elementen der beispielsweise zangenartig oder klemmbackenartig ausgebilde ten Spanneinrichtungen vorgesehen sind und von denen bei jeder Spanneinrichtung 5 wenigstens ein Träger mit dem zugehörigen Spannelement 6 oder 6′ in einer Achsrichtung senkrecht zur Blechoberfläche aus einer Ausgangsstellung mit größerem Abstand von dem zweiten Spannelement 6 bzw. 6′ in eine Arbeitsstellung bewegbar ist, in der die Bleche 1 und 2 zwischen den Spannelementen 6 und/oder 6′ eingespannt sind.In the figures, 1 and 2 are two sheets, for example two sheets of a vehicle body, which are to be connected to one another, in the embodiment shown by spot or resistance welding with the aid of welding electrodes 3 at position 4 . Two clamping devices 5 are provided on both sides of position 4 , with which the sheets 1 and 2 are fixed and held together. The clamping devices 5 each consist, for example, of two clamping jaws or clamping elements 6 and / or 6 ', which are provided on carriers or other elements of the clamping devices, for example pliers-like or clamping jaw-like, not shown in detail, and of which each clamping device 5 has at least one carrier with the associated one Clamping element 6 or 6 'in an axial direction perpendicular to the sheet surface from a starting position at a greater distance from the second clamping element 6 or 6 ' is movable into a working position in which the sheets 1 and 2 are clamped between the clamping elements 6 and / or 6 ' .

Die Fig. 2 zeigt im Detail eines der Spannelemente 6. Dieses Spannelement besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 7, der einstückig mit einem im wesentlichen würfelförmigen Abschnitt 7′ und einem sich von einer Seite diese Abschnittes wegerstreckenden quaderförmigen Abschnitt 7′′ verminderter Höhe zusammensetzt, so daß der Grundkörper 7 eine von beiden Abschnitten 7′ und 7′′ gebildete rechteckförmige Seite 8 und eine hierzu parallel liegende, nur von einer Fläche des Abschnittes 7′ gebildete, in der Fig. 2 obere Seite 9 aufweist. In der Mitte der Seite 9 ist das Spannelement 6 mit einer Auflage 10 in Form eines halbkugelförmigen Vorsprungs versehen, der aus Keramik hergestellt ist und die Anlage fläche bildet, mit der die Spannelemente 6 im aktivierten Zustand gegen die Bleche 1 und 2 anliegen. Fig. 2 shows in detail one of the clamping elements 6. This clamping element consists essentially of a base body 7 , which is made in one piece with a substantially cube-shaped section 7 'and a rectangular section 7 ''extending from one side of this section, so that the base body 7 is one of the two sections 7 ' and 7 '' formed rectangular side 8 and a parallel to it, formed only by one surface of section 7 ', in FIG. 2 upper side 9. In the middle of page 9, the clamping element 6 is provided with a support 10 in the form of a hemispherical projection, which is made of ceramic and forms the contact surface with which the clamping elements 6 bear against the sheets 1 and 2 in the activated state.

Für die Herstellung des Grundkörpers 7 eigenen sich die unterschiedlichsten Werkstoffe bzw. Metalle. Es können für den Grundkörper 7 insbesondere auch solche ausgewählt werden, die z. B. aufgrund des E-Moduls, des Temperaturverhaltens und/oder hinsichtlich der Verbindung mit der die Auflage 10 bzw. den Vorsprung bildenden Keramik besonders vorteilhaft sind usw.A wide variety of materials or metals are suitable for producing the base body 7 . It can also be selected for the base body 7, in particular, such. B. due to the modulus of elasticity, the temperature behavior and / or with respect to the connection with the support 10 or the projection forming ceramic are particularly advantageous, etc.

Die von der Auflage 10 aus Keramik gebildete Anlagefläche des Spannelementes 6 ist im hohen Maße verschleißfest und hat u. a. auch den Vorteil, daß durch die Keramik eine sehr glatte Oberfläche erhalten wird, die nur eine äußerst geringe Reibung für die Bleche 1 und 2 bzw. für das bearbeitende Werkstück aufweist. In diesem Sinne ist ein besonders einfaches Einlegen und Entnehmen des jeweiligen Werkstückes in die bzw. aus der zwischen den beiden Spannelementen 6 gebildeten Aufnahme (Arbeitsspalt) der Spanneinrichtung möglich. The contact surface formed by the support 10 made of ceramic of the clamping element 6 is highly wear-resistant and has, inter alia, the advantage that a very smooth surface is obtained by the ceramic, which has only an extremely low friction for the sheets 1 and 2 or for has the machining workpiece. In this sense, a particularly simple insertion and removal of the respective workpiece into or from the receptacle (working gap) of the clamping device formed between the two clamping elements 6 is possible.

Die Fig. 3 zeigt ein Spannelement 6′, welches sich von dem Spannelement 6 lediglich dadurch unterscheidet, daß anstelle des halbkugelförmigen Vorsprunges auf der Fläche 9 eine plättchenartige Auflage 11 aus Keramik vorgesehen bzw. mit dem Grundkörper 7 verbunden ist. Fig. 3 shows a clamping element 6 ', which differs from the clamping element 6 only in that instead of the hemispherical projection on the surface 9, a plate-like support 11 made of ceramic is provided or connected to the base body 7 .

Die Spannelemente 6 und 6′ können so verwendet werden, daß die Spanneinrichtungen 5 entweder nur Spannelemente 6 oder 6′ aufweisen, oder aber die Spannelemente 6 und 6′ können auch kombiniert an den Spanneinrichtungen 5 verwendet sein, beispielsweise in der Form, daß jede Spanneinrichtung 5 ein Spannelement 6 und ein Spannelement 6′ besitzt.The clamping elements 6 and 6 'can be used so that the clamping devices 5 either have only clamping elements 6 or 6 ', or the clamping elements 6 and 6 'can also be used in combination on the clamping devices 5 , for example in the form that each clamping device 5 has a clamping element 6 and a clamping element 6 '.

Für die Verbindung der Auflage 10 oder 11 mit den jeweiligen Grundkörper 7 eignen sich unterschiedlichste Techniken, wie sie für die Verbindung beispielsweise von Keramik und Metall bekannt sind, beispielsweise Löt- oder Klebetechniken oder aber auch sogenannte Direct-Bonding-Verfahren, wie es dem Fachmann für die Herstellung von Metall-Keramik-Ver bindungen bekannt ist und bei dem durch Oxidation des Metalls des jeweiligen Grundkörper 7 an der Fläche 9 ein eutektischer Bereich mit reduziertem Schmelzpunkt erzielt wird, so daß durch Erhitzen bzw. durch Aufschmelzen dieses Bereichs eine direkte Verbindung zwischen der Keramik des Vorsprunges 10 bzw. der Auflage 11 und dem Grundkörper 7 erreicht wird.A wide variety of techniques are suitable for connecting the support 10 or 11 to the respective base body 7 , as are known for the connection of, for example, ceramic and metal, for example soldering or adhesive techniques or else so-called direct bonding methods, as is known to the person skilled in the art is known for the production of metal-ceramic connections and in which by oxidation of the metal of the respective base body 7 on the surface 9, a eutectic region with a reduced melting point is achieved, so that a direct connection between it by heating or by melting this region the ceramic of the projection 10 or the support 11 and the base body 7 is reached.

Werden die Spannelemente 6 bzw. 6′ im Schweißbereich einge setzt, wie dies in den Figuren dargestellt ist, so hat die Auflag 10 oder 11 aus Keramik weiterhin den Vorteil, daß die von dieser gebildete Anlagefläche elektrisch isoliert ist und auch gegenüber dem beim Schweißen verspritzen Material bzw. Metall des Schweißgutes abweisend wirkt, d. h. die Anlage flächen der Spannelemente 6 und 6′ bleiben frei von solchem verspritztem Material, so daß auch in sofern die Toleranz beim Einspannen sehr exakt eingehalten werden können. Bevorzugt sind bei einem Einsatz der Spannelemente 6 und 6′ im Schweißbereich der jeweilige Grundkörper 7 an seinen von der Auflage 10 oder 11 nicht eingenommenen Flächen mit einer Schweißspritzer abweisenden Beschichtung versehen oder aber aus Messing gefertigt, wobei diese abweisenden Beschichtung beispielsweise eine solche aus Keramik, d. h. beispielsweise eine dünne Keramikschicht ist.If the tensioning elements 6 or 6 'are inserted in the welding area, as shown in the figures, then the support 10 or 11 made of ceramic has the further advantage that the contact surface formed by it is electrically insulated and also splashes over during welding Material or metal of the weld metal has a repellent effect, ie the contact surfaces of the clamping elements 6 and 6 'remain free of such sprayed material, so that the tolerance during clamping can be adhered to very precisely. Preferably, when using the clamping elements 6 and 6 'in the welding area, the respective base body 7 is provided with a coating which repels welding spatter on its surfaces not occupied by the support 10 or 11 , or else is made of brass, this repellent coating being, for example, one made of ceramic, that is, for example, a thin ceramic layer.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche weitere Abwandlungen oder Änderungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above using exemplary embodiments described. It is understood that numerous others Modifications or changes are possible without this leave the inventive idea underlying the invention becomes.

So ist es selbstverständlich möglich, die Spannelemente 6 und/oder 6′ nicht nur dort einzusetzen, wo Bleche oder andere Bauteile durch Schweißen miteinander verbunden werden sollen, sondern die Vorteile der Spannelemente 6 und 6′ können überall dort genutzt werden, wo ein Fügen oder Verbinden von Bauteilen erfolgt, beispielsweise durch Kleben, Bördeln, Clinchen usw. Weiterhin können die Spannelemente 6 und/oder 6′ selbstverständlich auch zum Halten von jeweils nur einem Werkstück oder Blech und außerdem nicht nur im Fahrzeugbau, sondern auch in anderen Bereichen eingesetzt werden, bei spielsweise bei der Fertigung von Heizkörpern, Blechgehäusen usw.So it is of course possible to use the clamping elements 6 and / or 6 'not only where sheet metal or other components are to be connected by welding, but the advantages of the clamping elements 6 and 6 ' can be used wherever joining or Components are connected, for example by gluing, flanging, clinching, etc. Furthermore, the clamping elements 6 and / or 6 'can of course also be used to hold only one workpiece or sheet at a time and also not only in vehicle construction, but also in other areas, for example in the production of radiators, sheet metal housings, etc.

BezugszeichenlisteReference list

1, 2 Blech
3 Schweißelektrode
4 Schweißposition
5 Spanneinrichtung
6, 6′ Spannelement
7 Grundkörper
7′, 7′′ Abschnitt
8, 9 Fläche
10 Vorsprung
11 Auflage 1 , 2 sheet
3 welding electrode
4 welding position
5 tensioning device
6 , 6 ' clamping element
7 basic body
7 ′ , 7 ′ ′ section
8 , 9 area
10 head start
11th edition

Claims

1. Clamping and / or fixing element for a clamping device for clamping and / or holding workpieces ( 1 , 2 ), in particular when connecting or joining these workpieces, with a base or carrier body ( 7 ) which has a workpiece contact surface of the clamping and / or fixing element, characterized in that the clamping and / or fixing element on the workpiece contact surface consists of ceramic.

2. Clamping and / or fixing element according to claim 1, characterized in that the workpiece contact surface is formed from an insert or a support ( 10 , 11 ) made of ceramic.

3. tensioning and / or fixing element according to claim 1 or 2, characterized in that the workpiece contact surface is convexly curved.

4. tensioning or fixing element according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the workpiece contact surface is flat is trained.

5. tensioning or fixing element according to one of claims 1-4, characterized in that the base body ( 7 ) consists at least on a part of its outer surface made of a material which acts repellent to a material sprayed during welding.

6. Clamping and / or fixing element according to claim 5, characterized in that the base body ( 7 ) consists of brass on at least part of its outer surface.

7. tensioning and / or fixing element according to claim 6, characterized characterized in that the base body on at least one Part of its surface with a ceramic coating is provided.