DE9216702U1 - Clamping and/or joining device for precise, point-by-point fixing of two objects - Google Patents

Clamping and/or joining device for precise, point-by-point fixing of two objects

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Abstract

The invention relates to a clamping and/or clinch joining apparatus for the positionally accurate spot fixing of two objects, particularly flat workpieces such as sheets or the like, consisting of an apparatus frame (1) with a clamping or clinch joining punch (2) which can be actuated by an actuating mechanism (KM) and under which, in a cantilever-like counter support (3) of the apparatus frame (1), is arranged a workpiece rest (4) axially aligned with the clamping or clinch joining punch (2). According to the invention, the counter support (3), which is rigidly connected to the apparatus frame (1), is formed from a part (3') which takes the clamping and clinch joining load and from a part (3'') which contains the workpiece support (4) in a manner which allows it to be displaced axially in the direction of the load, a positionally fixed ball (5) being arranged between the lower end (4') of the workpiece support (4) and the part (3') which takes the load. As a result, the unavoidable bending can no longer disturb the positionally accurate axial alignment between the workpiece support and the clamping or clinch joining punch. <IMAGE>

Description

(16 882)(16 882)

Die Neuerung betrifft eine Spann- und/oder Fügevorrichtung zur lagegenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände, insbesondere flächiger Werkstücke, wie Bleche od. dgl. gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The innovation relates to a clamping and/or joining device for the precise, point-by-point fixing of two objects, in particular flat workpieces such as metal sheets or the like according to the preamble of claim 1.

Derartige Vorrichtungen sind bspw. nach der DE-OS 38 22 377 bekannt, wobei es sich in diesem Falle speziell um eine Vorrichtung zur Fügeverbindung zweier Bleche handelt, die zunächst mit einem sogenannten Niederhalter zusammengespannt und dann durch Nachdrücken des Fügestempels durch Materialverformung zwischen Patrize und Matrize verbunden werden. Die Stellmechanik ist hierbei in Form einer wie bei Spannvorrichtungen allgemein üblichen Kniehebelmechanik ausgebildet.Such devices are known, for example, from DE-OS 38 22 377, whereby in this case it is specifically a device for joining two sheets of metal, which are first clamped together with a so-called hold-down device and then connected by pressing the joining stamp through material deformation between the male and female parts. The adjustment mechanism is designed in the form of a toggle lever mechanism, as is generally the case with clamping devices.

Bei solchen Vorrichtungen, sofern das Vorrichtungsgestell mit seinem Gegenlager nicht auf einer festen Unterlage installiert ist, besteht das Problem, daß sich das kragbalkenartige Gegenlager in seiner Erstreckungsrichtung mehr oder weniger um ein oder mehrere 1/100 mm verbiegt, was sich an der weiter oben befindlichen Werkstücksauflage weitaus stärker bemerkbar macht und die erforderliche axiale Fluchtung zwischen Spann- und Fügestempel und der Werkstücksauflage bzw. der darauf angeordneten Matrize aufwebt, da eine Verschiebung eintritt.With such devices, if the device frame with its counter bearing is not installed on a solid base, the problem is that the cantilever beam-like counter bearing bends more or less by one or more 1/100 mm in its direction of extension, which is much more noticeable on the workpiece support located further up and disrupts the required axial alignment between the clamping and joining punch and the workpiece support or the die arranged on it, as a displacement occurs.

Falls mit einer solchen Vorrichtung Bleche durch Materialverformung zusammengefügt bzw. verbunden werden sollen, so wird dadurch die Festigkeit der Fügeverbindung beachtlich reduziert. Abgesehen von einer Fügeverbindung kann aber auch der Bedarfsfall vorliegen, zwei Bleche oder dgl. Gegenstände in einer ganz bestimmten Stellung zueinander zusammenzuhalten, um diese dann außerhalb der eigentlichen Spannstelle mit anderen Verbindungsmitteln genau festgelegt zu verbinden. Auch in solchen Fällen besteht, bedingt durch den Biegungsversatz, die Gefahr, daß sich während des Zusammenspannens, die beiden Werkstücke zueinander versetzen können, was dann eine Fehlverbindung zur Folge hat. Mit Rücksicht darauf handelt es sich beim Gegenstand der Erfindung um eine Spann- und/oder Fügevorrichtung. If such a device is used to join or connect sheets of metal by deforming the material, the strength of the joint is significantly reduced. Apart from a joint connection, there may also be a need to hold two sheets of metal or similar objects together in a very specific position in order to then connect them in a precise manner outside the actual clamping point using other connecting means. In such cases, too, there is a risk, due to the bending offset, that the two workpieces may become displaced relative to one another during clamping, which then results in a faulty connection. With this in mind, the subject of the invention is a clamping and/or joining device.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art, die also von einem Betätigungszylinder unter Zwischenschaltung einer Kniehebelmechanik betätigt wird, dahingehend und mit einfachen konstruktiven Mitteln zu verbessern, daß sich die unvermeidbare Verbiegung nicht mehr auf die axiale lagegenaue Fluchtung zwischen Werkstücksauflage und Spann- bzw. Fügestempel versetzend auswirken kann.The innovation is based on the task of improving a device of the generic type, which is therefore operated by an actuating cylinder with the interposition of a toggle lever mechanism, in such a way and with simple structural means that the unavoidable bending can no longer have a displacing effect on the axial alignment between the workpiece support and the clamping or joining die.

Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Neuerung durch die im KennzeichenThis task is achieved with a device of the type mentioned above according to the innovation provided for in the mark

des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Diese Lösung basiert also auf drei wesentlichen Maßnahmen, nämlich zum einen auf dem Festhalten der Werkstücksauflage durch eine feste Verbindung zum Vorrichtungsgestell in axial lagegenauer Zuordnung zum Spann- bzw. Fügestempel, zum anderen auf der Zweiteilung des Gegenhalters, und schließlich auf der Zwischenanordnung einer Kugel zwischen dem unteren Ende der Werkstücksauflage und dem unteren Teil des Gegenhalters. Bei unter Belastung eintredender Biegung des lastaufnehmenden Unterteils, die sich, wie gesagt, nur im 1/100 mm-Bereich bewegt, bleibt die mittige Unterstützung der Werkstücksauflage durch die Zwischenanordnung der Kugel erhalten.This solution is based on three essential measures, namely, firstly, the holding of the workpiece support by means of a fixed connection to the fixture frame in an axially precise position relative to the clamping or joining die, secondly, the division of the counterholder into two parts, and finally, the intermediate arrangement of a ball between the lower end of the workpiece support and the lower part of the counterholder. When the load-bearing lower part bends under load, which, as mentioned, only moves in the 1/100 mm range, the central support of the workpiece support is maintained by the intermediate arrangement of the ball.

Nach der DE-PS 41 19 624 ist zwar eine Vorrichtung bekannt, mit der einem Biegungsversatz ebenfalls entgegengewirkt werden kann, diese Vorrichtung ist jedoch nicht mit einer Kniehebelstellmechanik betätigbar, läßt eine feste Verbindung der Werkstücksauflage mit dem eigentlichen Vorrichtungsgestell nicht zu und verlangt eine gelenkige Verbindung mit dem Vorrichtungsgestell, das seinerseits, wenn ein Verklemmen der koaxial beweglichen Werkstücksauflage verhindert werden soll, zusätzlich schwenkbar mit dem Fügestempelhalter verbunden sein muß.According to DE-PS 41 19 624, a device is known with which a bending offset can also be counteracted, but this device cannot be operated with a toggle lever adjustment mechanism, does not allow a fixed connection of the workpiece support to the actual device frame and requires an articulated connection to the device frame, which in turn must also be pivotably connected to the joining punch holder if jamming of the coaxially movable workpiece support is to be prevented.

Die neuartige Vorrichtung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The novel device and its advantageous embodiments are explained in more detail below using the graphic representation of an embodiment.

Es zeigt schematischIt shows schematically

Fig. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung in Seitenansicht undFig. 1 an embodiment of the device in side view and

Fig. 2 teilweise im Schnitt und in Ansicht die Vorrichtung längs Linie H-II in Fig. 1.Fig. 2 partly in section and in view of the device along line H-II in Fig. 1.

Die Spann- und/oder Fügevorrichtung besteht grundsätzlich und in bekannter Weise aus einem Vorrichtungsgestell 1 mit einem durch eine Kniehebelmechanik betätigbaren Spann- oder Fügestempel 2, unter dem in einem kragbalkenartigen Gegenhalter 3 des Vorrichtungsgestelles 1 eine zum Spann- oder Fügestempel 2 axial fluchtende Werkstücksauflage 4 angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine Vorrichtung besonderer Art, nämlich mit einem Doppelantrieb einerseits für das Spannen und andererseits für dasDruckfügen. Unabhängig von diesem Doppelantrieb interessiert hier nur der Bereich links in der Darstellung, für den wesentlich ist, daß der fest mit dem Vorrichtungsgestell 1 verbundene Gegenhalter 3 aus einem die Spann- und Fügebelastung aufnehmenden Teil 3 ' und aus einem die Werkstücksauf lage 4 axial in Richtung der Belastung verschieblich enthaltenden Teil 3" gebildet ist, und daß zwischen dem unteren Ende 4' derThe clamping and/or joining device basically consists in a known manner of a device frame 1 with a clamping or joining die 2 that can be actuated by a toggle mechanism, under which a workpiece support 4 that is axially aligned with the clamping or joining die 2 is arranged in a cantilever-like counterholder 3 of the device frame 1. The embodiment is a special type of device, namely with a double drive on the one hand for clamping and on the other hand for pressure joining. Independent of this double drive, only the area on the left in the illustration is of interest here, for which it is essential that the counterholder 3 that is firmly connected to the device frame 1 is formed from a part 3 ' that absorbs the clamping and joining load and from a part 3" that contains the workpiece support 4 so that it can be moved axially in the direction of the load, and that between the lower end 4' of the

Werkstücksauflage 4 und dem die Last aufnehmenden Teil 3 ' eine lagefixierte Kugel 5 angeordnet ist.A position-fixed ball 5 is arranged between the workpiece support 4 and the load-bearing part 3 '.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Fügevorrichtung mit Niederhalter dargestellt, die von einer Kniehebelmechanik KM betätigt wird, während der Fügestempel 2 von einer weiteren Kniehebelmechanik KMl betätigt wird, welche Mechaniken ihren Antrieb von nicht dargestellten Betätigungszylindern erhalten. Dies bedarf im einzelnen keiner näheren Erläuterung, da hinlänglich bekannt.In the example, the joining device is shown with a hold-down device, which is actuated by a toggle lever mechanism KM, while the joining stamp 2 is actuated by another toggle lever mechanism KM1, which mechanisms are driven by actuating cylinders not shown. This does not require any further explanation, as it is well known.

Da das Ausführungsbeispiel auf das Fügen von Blechen abgestellt ist, ist der Fügestempel 2 mit einer Patrize 7 und die Werkstücksauflage 4 mit einer Matrize 8 versehen und ferner ist der Fügestempel 2 in einem am Vorrichtungsgestell 1 schwenkbaren, mit der Kniehebelmechanik KM gekoppelten Spannarm 13 gelagert, der den vorerwähnten Niederhalter bildet.Since the embodiment is based on the joining of metal sheets, the joining punch 2 is provided with a male die 7 and the workpiece support 4 with a female die 8. Furthermore, the joining punch 2 is mounted in a clamping arm 13 which can be pivoted on the device frame 1 and is coupled to the toggle lever mechanism KM, which forms the aforementioned hold-down device.

Beim Ausführungsbeispiel ist das Teil 3' als mittiger Kragbalkenfortsatz 6 am Vorrichtungsgestell 1 angeordnet, dem das Teil 3" in Form zweier seitlich benachbart dazu am Vorrichtungsgestell· 1 angeordneter Tragfortsätze 9 zugeordnet ist. Auf diesen ist eine die Werkstücksauflage 4 tragende Traverse 10 angeordnet. Vorteilhaft ist dabei das Teil 3' in Richtung der Fügebelastung höheneinstellbar am Vorrichtungsgestell 1 angeordnet, wie mit Pfeil P angegeben.In the embodiment, part 3' is arranged as a central cantilever beam extension 6 on the fixture frame 1, to which part 3" is assigned in the form of two support extensions 9 arranged laterally adjacent to it on the fixture frame 1. A crossbeam 10 supporting the workpiece support 4 is arranged on these. Part 3' is advantageously arranged on the fixture frame 1 so that its height can be adjusted in the direction of the joining load, as indicated by arrow P.

Was die lagefixierte Anordnung der Kugel 5 betrifft, so ist diese, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in einer Kalotte 11 des Teiles 31 gelagert und mit einem Halteelement, wie Schraube 12,in der Kalotte 11 fixiert. Anstelle einer Kugel 5 könnte natürlich auch eine Halbkugel oder auch halbzylindrische Leiste verwendet werden, und es wäre auch eine entsprechende Ausformung des Teiles 3' in diesem Bereich unmittelbar unter dem Ende 4' der Werkstücksauflage 4 möglich. Wesentlich ist nur eine kugelförmig gewölbte Auflage, um bei Ausbiegung des Teiles 31 unter Belastung nach unten die Zentrizität der Auflage zum Ende 4' zu gewährleisten.As far as the positionally fixed arrangement of the ball 5 is concerned, as can be seen from Fig. 1, it is mounted in a cap 11 of the part 3 1 and fixed in the cap 11 with a holding element, such as screw 12. Instead of a ball 5, a hemisphere or semi-cylindrical strip could of course also be used, and a corresponding shape of the part 3' in this area directly under the end 4' of the workpiece support 4 would also be possible. The only essential thing is a spherically curved support in order to ensure the centricity of the support to the end 4' when the part 3 1 bends downwards under load.

Bevorzugt wird in Rücksicht auf etwaigen Verschleiß eine auswechselbare Zuordnung der Auflage bzw. der Kugel 5 zum Teil 3' . Sofern eine halbzylindrische Leiste verwendet werden sollte, so muß diese sich selbstverständlich senkrecht zur Zeichnungsebene erstrecken.In consideration of possible wear, a replaceable assignment of the support or the ball 5 to the part 3' is preferred. If a semi-cylindrical bar is to be used, it must of course extend perpendicular to the plane of the drawing.

Claims (5)

(16 882) Spann- und/oder Fügevorrichtunq zur lageqenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände Schutzansprüche:(16 882) Clamping and/or joining device for the precise, point-by-point fixing of two objects. Protection claims: 1. Spann- und/oder Fügevorrichtung zur lagegenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände, insbesondere flächiger Werkstücke, wie Bleche od. dgl., bestehend aus einem Vorrichtungsgestell (1) mit einem durch eine Kniehebelmechanik (KM) betätigbaren Spannoder Fügestempel (2), unter dem in einem kragbalkenartigen Gegenhalter (3) des Vorrichtungsgestelles (1) eine zum Spann- oder Fügestempel (2) axial fluchtende Werkstücksauflage (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der fest mit dem Vorrichtungsgestell (1) verbundene Gegenhalter (3) aus einem die Spann- und Fügebelastung aufnehmenden Teil (3') und aus einem die Werkstücksauflage (4) axial in Richtung der Belastung verschieblich enthaltenden Teil (3") gebildet ist und daß zwischen dem unteren Ende (4') der Werkstücksauflage (4) und dem die Last aufnehmenden Teil (3') eine lagefixierte Kugel (5) angeordnet ist.1. Clamping and/or joining device for the precise, point-by-point fixing of two objects, in particular flat workpieces, such as metal sheets or the like, consisting of a device frame (1) with a clamping or joining die (2) that can be actuated by a toggle lever mechanism (KM), under which a workpiece support (4) that is axially aligned with the clamping or joining die (2) is arranged in a cantilever-like counterholder (3) of the device frame (1), characterized in that the counterholder (3) that is firmly connected to the device frame (1) is formed from a part (3') that absorbs the clamping and joining load and from a part (3") that contains the workpiece support (4) so that it can be displaced axially in the direction of the load, and that a position-fixed ball (5) is arranged between the lower end (4') of the workpiece support (4) and the part (3') that absorbs the load. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum kraft- und formschlüssigen Fügen,2. Device according to claim 1 for force-locking and form-locking joining, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der Fügestempel (2) mit einer Patrize (7) und die Werkstücksauflage (4) mit einer Matrize (8) versehen sind.that the joining punch (2) is provided with a male die (7) and the workpiece support (4) is provided with a female die (8). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ·
dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claim 1 or 2,
characterized, daß das Teil (31) als mittiger Kragbalkenfortsatz (6) am Vorrichtungsgestell (1) angeordnet ist, dem das Teil (3") in Form zweier seitlich benachbart dazu am Vorrichtungsgestell (1) angeordneter Tragfortsätze (9) zugeordnet und auf diesen eine die Werkstücksauflage (4) tragende Traverse (10).angeordnet ist.that the part (3 1 ) is arranged as a central cantilever beam extension (6) on the device frame (1), to which the part (3") is assigned in the form of two support extensions (9) arranged laterally adjacent thereto on the device frame (1), and on which a cross member (10) carrying the workpiece support (4) is arranged. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,4. Device according to one of claims 1 to 3,
characterized, daß das Teil (31) in Richtung der Fügebelastung höheneinstellbar am Vorrichtungsgestell (1) angeordnet ist.that the part (3 1 ) is arranged on the fixture frame (1) so that its height can be adjusted in the direction of the joining load. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,5. Device according to one of claims 1 to 4,
characterized, daß die Kugel (5) in einer Kalotte (11) des Teiles (3') gelagert und mit einem Halteelement, wie Schraube (12) in der Kalotte (11) fixiert ist.that the ball (5) is mounted in a cap (11) of the part (3') and is fixed in the cap (11) with a holding element, such as a screw (12).
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