EP0610559B1 - Spann- und/oder Fügevorrichtung - Google Patents

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EP0610559B1
EP0610559B1 EP93118880A EP93118880A EP0610559B1 EP 0610559 B1 EP0610559 B1 EP 0610559B1 EP 93118880 A EP93118880 A EP 93118880A EP 93118880 A EP93118880 A EP 93118880A EP 0610559 B1 EP0610559 B1 EP 0610559B1
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EP
European Patent Office
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clamping
load
joining
support
punch
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EP93118880A
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Inventor
Hansjoachim Klein
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DESTACO Europe GmbH
Original Assignee
DE STA CO Metallerzeugnisse GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing

Definitions

  • the invention relates to a clamping and / or joining device for the precise, punctual fixing of two objects, in particular flat workpieces, such as sheets or the like. According to the preamble of claim 1.
  • a device is known with which a bending misalignment of the workpiece support can be counteracted under load.
  • this device does not allow a firm connection of the workpiece support to the actual device frame and requires an articulated connection to the device frame, which in turn, if jamming of the coaxially movable workpiece support is to be prevented, must additionally be pivotally connected to the die holder.
  • a device is known, in which case it is specifically a device for joining two sheets, which are first clamped together with a so-called hold-down device and then by pressing the joining die through material deformation between the male and female molds get connected.
  • the actuating mechanism is designed in the form of a toggle lever mechanism that is common in clamping devices.
  • the subject matter of the invention is a tensioning and / or joining device.
  • the invention is based on the object of improving a device of the generic type, which is thus actuated, for example, by an actuating cylinder with the interposition of a toggle lever mechanism, and with simple constructive means that the unavoidable bending no longer relates to the axial precise alignment between the workpiece support and dislodging clamping or joining stamps.
  • This solution is based on three essential measures, namely on the one hand to hold the workpiece support by a fixed connection to the fixture frame in an axially accurate assignment to the clamping or joining die, on the other hand to the division of the counterholder into two parts and finally to the intermediate arrangement of a support curved surface between the lower end of the workpiece support and the lower part of the counter holder. If the load-bearing lower part bends under load and, as mentioned, only moves in the 1/100 mm range, the central support of the workpiece support is retained by the intermediate arrangement of the curved support.
  • the clamping and / or joining device basically and in a known manner consists of a device frame 1 with a clamping or joining punch 2 which can be actuated by a toggle lever mechanism KM, under which in a cantilever-like counter-holder 3 of the device frame 1 there is a workpiece support axially aligned with the clamping or joining punch 2 4 is arranged.
  • the exemplary embodiment is a special type of device, namely with a double drive on the one hand for tensioning and on the other hand for pressure joining.
  • the counter-holder 3 which is firmly connected to the device frame 1, consists of a part 3 'which receives the clamping and joining load and from a the workpiece support 4 axially in the direction of Load displaceable part 3 '' is formed, and that between the lower end 4 'of the workpiece support 4 and the load-bearing part 3' a positionally fixed ball is arranged as a support 5.
  • the joining device with hold-down device is shown, which is actuated by a toggle lever mechanism KM, while the tensioning or jointing punch 2 is actuated by a further toggle lever mechanism KM1, which mechanisms receive their drive from actuating cylinders, not shown.
  • a toggle lever mechanism KM which mechanisms receive their drive from actuating cylinders, not shown.
  • the joining die 2 is provided with a male part 7 and the workpiece support 4 is provided with a female die 8, and furthermore the joining die 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.
  • the load-bearing part 3 ' is arranged as a central cantilever extension 6 on the device frame 1, to which the part 3' 'is assigned in the form of two carrying extensions 9 arranged laterally adjacent to the device frame 1.
  • a cross member 10 carrying the workpiece support 4 is arranged on this a cross member 10 carrying the workpiece support 4 arranged.
  • the part 3 ' is advantageously arranged on the device frame 1 in a height-adjustable manner in the direction of the joining load, as indicated by arrow P.
  • the support 5 in the form of a ball it is, as can be seen from FIG. 1, mounted in a spherical cap 11 of the part 3 'and fixed in the spherical cap 11 with a holding element such as screw 12.
  • a holding element such as screw 12.
  • a hemisphere or semi-cylindrical bar could of course also be used, and a corresponding shaping of the part 3 'would also be possible in this area immediately below the end 4' of the workpiece support 4.
  • Only a spherically curved support is essential in order to ensure the centricity of the support 5 at the end 4 'of the workpiece support 4 when the part 3' is bent downward under load.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spann- und/oder Fügevorrichtung zur lagegenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände, insbesondere flächiger Werkstücke, wie Bleche od. dgl. gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Nach der DE-A-41 19 624 (nächsthommender Stand der Technik) ist eine Vorrichtung bekannt, mit der einem Biegungsversatz der Werkstückauflage bei Belastung entgegengewirkt werden kann. Diese Vorrichtung läßt jedoch 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. Ferner ist nach der DE-A- 38 22 377 eine Vorrichtung 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.
  • 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 aufhebt, da eine Verschiebung eintritt.
  • 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.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art, die also bspw. 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.
  • Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
  • 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 Auflage mit gewölbter Oberfläche 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 gewölbten Auflage erhalten.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Es zeigt schematisch
    • Fig. 1
    eine Ausführungsform der Vorrichtung in Seitenansicht und
    Fig. 2
    teilweise im Schnitt und in Ansicht die Vorrichtung längs Linie II-II in Fig. 1.
  • Die Spann- und/oder Fügevorrichtung besteht grundsätzlich und in bekannter Weise aus einem Vorrichtungsgestell 1 mit einem durch eine Kniehebelmechanik KM 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 das Druckfügen. 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 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 als Auflage 5 angeordnet ist.
  • Beim Ausführungsbeispiel ist die Fügevorrichtung mit Niederhalter dargestellt, die von einer Kniehebelmechanik KM betätigt wird, während der Spann- oder Fugestempel 2 von einer weiteren Kniehebelmechanik KM1 betätigt wird, welche Mechaniken ihren Antrieb von nicht dargestellten Betätigungszylindern erhalten. Dies bedarf im einzelnen keiner näheren Erläuterung, da hinlänglich bekannt (siehe bspw. DE-A-41 39 347).
  • 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.
  • Beim Ausführungsbeispiel ist der die Last aufnehmende 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.
  • Was die lagefixierte Anordnung der Auflage 5 in Form einer Kugel betrifft, so ist diese, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in einer Kalotte 11 des Teiles 3' gelagert und mit einem Halteelement, wie Schraube 12 in der Kalotte 11 fixiert. Anstelle einer Kugel 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 3' unter Belastung nach unten die Zentrizität der Auflage5 zum Ende 4' der Werkstücksauflage 4 zu gewährleisten.
  • Bevorzugt wird in Rücksicht auf etwaigen Verschleiß eine auswechselbare Zuordnung der Auflage 5 zum die Last aufnehmenden Teil 3'. Sofern eine halbzylindrische Leiste verwendet werden sollte, so muß diese sich selbstverständlich senkrecht zur Zeichnungsebene erstrecken.

Claims (5)

  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 Betätigungsmechanik (KM) 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,
    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 Auflage (5) mit gewölbter Oberfläche, wie Kugel, Haltkugel oder halbzylindrische Leiste angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum kraft- und formschlüssigen Fügen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Spann- oder Fugestempel (2) mit einer Patrize (7) und die Werkstücksauflage (4) mit einer Matrize (8) versehen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der die Last aufnehmende Teil (3') als mittiger Kragbalkenfortsatz (6) am Vorrichtungsgestell (1) angeordnet ist, dem der die Werkstücksauflage (4) enthaltende Teil (3'') in Form zweier seitlich bednachbart dazu am Vorrichtungegestell (1) angeordneter Tragfortsätze (9) zugeordnet und auf diesen eine die Werkstücksauflage (4) tragende Traverse (10) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der die Last aufnehmende Teil (3') in Richtung der Fügebelastung höheneinstellbar am Vorrichtungsgestell (1) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die als Kugel ausgebildete Auflage (5) in einer Kalotte (11) des die Last aufnehmenden Teiles (3') gelagert und mit einem Halteelement, wie Schraube (12) in der Kalotte (11) fixiert ist.
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DE9216702U DE9216702U1 (de) 1992-12-08 1992-12-08 Spann- und/oder Fügevorrichtung zur lagegenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände

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EP0610559A1 EP0610559A1 (de) 1994-08-17
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ATE138298T1 (de) 1996-06-15
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