WO2018015524A1 - Spannvorrichtung einer fügeeinrichtung und fügeeinrichtung - Google Patents

Spannvorrichtung einer fügeeinrichtung und fügeeinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2018015524A1
WO2018015524A1 PCT/EP2017/068447 EP2017068447W WO2018015524A1 WO 2018015524 A1 WO2018015524 A1 WO 2018015524A1 EP 2017068447 W EP2017068447 W EP 2017068447W WO 2018015524 A1 WO2018015524 A1 WO 2018015524A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
joining
clamping
force
magnetic force
clamping device
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/068447
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Fiegler
Leon-Cornelius HAKE
Harm Wesselink
Original Assignee
HELLA GmbH & Co. KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HELLA GmbH & Co. KGaA filed Critical HELLA GmbH & Co. KGaA
Priority to CN201780045275.9A priority Critical patent/CN109475986B/zh
Publication of WO2018015524A1 publication Critical patent/WO2018015524A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0435—Clamps

Definitions

  • the present invention relates to a clamping device of a joining device and a joining device.
  • EP 2 136 959 B1 shows a laser welding device with a clamping device which has a receptacle for a first joining part, a clamping part designed as a clamping head and a first clamping jaw designed as an inner clamping jaw, the clamping head and the inner clamping jaws being connected to one another in a force-transmitting manner by means of narrow connecting webs.
  • a second joining surface of a second joining part is pressed in the use position of the clamping device by means of the clamping head and the inner clamping jaw with a first joining force against a first joining surface of the first joining part.
  • a significant advantage of the clamping device according to the invention is in particular that a connecting structure of any kind between clamping part and first clamping jaws is eliminated and thus a much greater design freedom at the construction of the clamping device as well as in the tensioned with the tensioner joining parts.
  • the magnetic force of the magnetic force connection can basically be generated by means of at least one permanent magnet or at least one electromagnet.
  • the advantage of permanent magnets is that permanent magnets are easy to use and inexpensive.
  • the magnetic force of the magnetic force connection is adjustable.
  • the strength of the electric current supplied to the solenoid or electromagnets can be set manually and / or controlled or regulated as a function of operating parameters of the tensioning device and / or the remaining joining device.
  • the first joining force can thus also be set in the desired manner.
  • the at least one magnet for generating the magnetic force of the magnetic force connection according to type, shape, dimensioning and arrangement within wide suitable limits freely selectable.
  • An advantageous development of the embodiment according to one of claims 2 or 3, however, provides that the permanent magnet and / or the electromagnet is arranged on or in the first clamping jaws. In this way, a conversion of the clamping device is simplified, since the example formed as a clamping head or as outer clamping jaws clamping part is not changed in a conversion in the rule.
  • the first clamping jaw with the magnet or magnets arranged therein can be correspondingly designed in the desired manner. For example, different and adapted to certain parts joining first jaws hold each other, which can then be installed if necessary in a simple and fast manner in the rest of the clamping device.
  • the clamping part may be formed as a clamping head.
  • the clamping part is designed as a second clamping jaw which exerts a second joining force on the second joining part in the position of use of the clamping device. This allows a more flexible use of the tensioning device according to the invention.
  • a more homogeneous stress distribution in the joint surfaces can be achieved, the joining time is reduced and a more uniform clamping of other parts, for example, the clamping of a fitted with electrical or electronic components carrier between two formed as a housing halves first and second joining parts, is possible.
  • This also applies to beam-based joining devices, such as a laser welding device, where additionally the energy requirement is reduced.
  • the clamping device has at least one spring, wherein the spring exerts a counterforce to the first joining force in the use position of the clamping device on the first clamping jaws.
  • the first joining force of the first clamping jaw can be realized less than the second joining force of the second clamping jaw; and this also when using a permanent magnet.
  • An electromagnet is not mandatory in this embodiment.
  • the strength of the magnetic force of the magnetic force connection is freely selectable within wide suitable limits. Conveniently, the magnetic force by at least a factor of 5, in particular by at least a factor of 10, greater than the first joining force.
  • the clamping device comprises a shielding means, in the use position of the tensioning device, the first joining part and / or second joining part from the magnetic radiation of the magnetic force of the magnetic force connection or magnetic radiation of the magnetic force of the magnetic force connection and the electronic radiation of the Magnetic force generating electromagnet protects.
  • magnetic radiation and / or electro-radiation-sensitive joining parts for example housing parts with electronic components or the like, are effectively protected against defective magnetic and / or electrical radiation.
  • the main force direction of the magnetic force extends at an angle of 90 ° to the first joining force.
  • the main force direction of the magnetic force and the first joining force at an angle not equal to 90 ° to each other.
  • the main force direction of the magnetic force extends in such cases at an angle of at least 45 ° to the first joining force.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a joining device according to the invention in a partial, sectional front view
  • FIG. 2 shows the clamping part and the first clamping jaws of the embodiment in a simplified representation in a plan view.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a joining device 2 according to the invention in a rough schematic representation.
  • the joining device 2 has a laser generating head with a scanner system formed beam generating unit 4, a
  • Both joining parts 8, 10 are formed here as a flat plates 8, 10.
  • the clamping device 6 consists of a receptacle 6.1 for the first joining part 8, designed as a second clamping jaws clamping part 6.2 and a first clamping jaws 6.3.
  • the second jaw 6.2 is here as an external clamping jaws 6.2 and the first clamping jaws 6.3 is formed here as an inner clamping jaws 6.3.
  • the first joining part 8 is laser-absorbing and the second joining part 10 is partially designed laser-transparent.
  • the first joining part 8 is held and positioned in a manner not shown by the receptacle 6.1.
  • the second joining part 10 is in the illustrated use position of the clamping device 6 according to the invention with its second joining surface 10.1 on the first joining surface 8.1 of the first joining part 8.
  • the joining device 2 on a pneumatic drive not shown for the outer clamping jaws 6.2.
  • the two clamping jaws 6.2 and 6.3 are not physically connected to each other, but separated by an air gap. So there is no connection structure, such as connecting struts, between the jaws 6.2 and 6.3.
  • the magnetic force F M is generated here by two electromagnets 12 integrated in the inner clamping jaws 6.3.
  • the outer clamping jaws 6.2 is made here of a ferromagnetic material.
  • the two clamping jaws 6.2 and 6.3 are aligned relative to each other both in the transfer from the rest position to the use position as well as in the use position of the clamping device 6, the clamping device 6 a guide, not shown, for the inner jaws 6.3.
  • the guide is formed as two spaced Teflon-coated bolts, along which the inner clamping jaws 6.3 can move linearly.
  • Fig. 2 only to the respective cross sections of the bolt corresponding and formed in the first clamping jaws 6.3 through holes 14 are shown.
  • the outer clamping jaw 6.2 exerts a second joining force Fa and the inner clamping jaws 6.3 a first joining force Fi on the second joining part 10.
  • both joining forces Fa and Fi are equal.
  • the magnetic force F M is greater by a factor of 10 than the first joining force Fi.
  • the first joining force Fi may be the same amount as the second joining force Fa, since force is only introduced into the inner clamping jaws 6.3 via the outer clamping jaws 6.2.
  • the first joining force Fi is smaller than the second joining force Fa. This can be achieved by changing the intensity of the current supplied to the electromagnets 12, namely by lowering them. This leads to a certain elasticity in the magnetic force connection F M , which is a reduction the first joining force Fi has the result.
  • the joining device 2 has a central control unit, not shown, by means of which the current supplied to the electromagnet 12 is controllable.
  • the inner clamping jaws In other applications, for example in three-dimensionally extending joining surfaces, it would be conceivable to arrange the inner clamping jaws at an angle to the outer clamping jaws. With reference to FIG. 1, tilting of the inner clamping jaw about an axis perpendicular to the plane of the page, an axis extending parallel and horizontal to the plane of the page, or both axes would be possible, for example.
  • the main force direction of the magnetic force to run at a different angle to the first joining force Fi in order to achieve a good magnetic force connection between the two clamping jaws.
  • the laser beam 1 6 of the laser head 4 symbolized by dotted lines moves, as shown in FIG. 1, by means of the scanner system (not shown) in the manner known to those skilled in the art, the welding line 18 symbolized by a dashed line, see FIG. 2, from.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung (6) einer Fügeeinrichtung (2), insbesondere einer strahlgestützten Fügeeinrichtung (2), mit einer Aufnahme (6.1) für ein erstes Fügeteil (8), einem Spannteil (6.2) und einem ersten Spannbacken (6.3), wobei der erste Spannbacken (6.3) mit dem Spannteil (6.2) in Kraftübertragungsverbindung steht und auf ein zweites Fügeteil (10) eine erste Fügekraft derart ausübt, dass das zweite Fügeteil (10) mit einer zweiten Fügefläche (10.1) gegen eine erste Fügefläche (8.1) des ersten Fügeteils (8) vorgespannt ist. Um eine Spannvorrichtung (6) anzugeben, bei der Verbindungsstreben oder dergleichen zwischen Spannteil (6.2) und erstem Spannbacken (6.3) entbehrlich sind wird vorgeschlagen, dass die Kraftübertragungsverbindung zwischen dem Spannteil (6.2) und dem ersten Spannbacken (6.3) als Magnetkraftverbindung ausgebildet ist und die zwischen dem Spannteil (6.2) und dem ersten Spannbacken (6.3) wirkende Magnetkraft größer als die erste Fügekraft ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Fügeeinrichtung (2) mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung (6).

Description

Spannvorrichtung einer Fügeeinrichtung und Fügeeinrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung einer Fügeeinrichtung und eine Fügeeinrichtung.
Derartige Spannvorrichtungen und Fügeeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt.
So zeigt die EP 2 136 959 B1 eine Laserschweißeinrichtung mit einer Spannvorrichtung, die eine Aufnahme für ein erstes Fügeteil, ein als Spannkopf ausgebildetes Spannteil und einen als Innenspannbacken ausgebildeten ersten Spannbacken aufweist, wobei der Spannkopf und der Innenspannbacken mittels schmaler Verbindungsstege miteinander kraftübertragend verbunden sind. Eine zweite Fügefläche eines zweiten Fügeteils wird in der Verwendungslage der Spannvorrichtung mittels des Spannkopfes und des Innenspannbackens mit einer ersten Fügekraft gegen eine erste Fügefläche des ersten Fügeteils gedrückt.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung einer Fügeeinrichtung anzugeben, bei der Verbindungsstreben oder dergleichen zwischen Spannteil und erstem Spannbacken entbehrlich sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung liegt insbesondere darin, dass eine Verbindungsstruktur gleich welcher Art zwischen Spannteil und erstem Spannbacken entfällt und somit ein weitaus größerer Gestaltungsspielraum bei der Konstruktion der Spannvorrichtung wie auch bei den mit der Spannvorrichtung gespannten Fügeteilen entsteht.
Bei strahlgestützten Fügeeinrichtungen, wie beispielsweise Laserschweißeinrichtungen, ergibt sich ferner der wesentliche Vorteil, dass die Spannvorrichtung den Strahlweg nicht verdeckt. Entsprechend kann der strahlgestützte Fügeprozess wesentlich einfacher gestaltet werden. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung fördert so auch eine hohe Fügequalität und verringert dadurch kostenträchtigen Ausschuss.
Die Magnetkraft der Magnetkraftverbindung lässt sich grundsätzlich mittels mindestens eines Dauermagneten oder mindestens eines Elektromagneten erzeugen. Der Vorteil von Dauermagneten besteht darin, dass Dauermagneten einfach verwendbar und kostengünstig sind.
Der Vorteil bei der Verwendung von Elektromagneten hingegen ist, dass die Magnetkraft der Magnetkraftverbindung einstellbar ist. Beispielsweise lässt sich im Betrieb der Spannvorrichtung die Stärke des dem oder den Elektromagneten zugeführten elektrischen Stromes manuell einstellen und/oder in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Spannvorrichtung und/oder der restlichen Fügeeinrichtung steuern oder regeln. Beispielsweise lässt sich so auch die erste Fügekraft in gewünschter Weise einstellen.
Daneben ist auch eine kombinierte Verwendung von Dauer- und Elektromagneten denkbar.
Grundsätzlich ist der mindestens eine Magnet zur Erzeugung der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung nach Art, Form, Dimensionierung und Anordnung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3 sieht jedoch vor, dass der Dauermagnet und/oder der Elektromagnet an oder in dem ersten Spannbacken angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine Umrüstung der Spannvorrichtung vereinfacht, da das beispielsweise als Spannkopf oder als Außenspannbacken ausgebildete Spannteil bei einer Umrüstung in der Regel nicht gewechselt wird. Der erste Spannbacken mit dem/den daran oder darin angeordneten Magneten kann je nach Anwendungsfall entsprechend in gewünschter Weise ausgebildet sein. Beispielsweise lassen sich voneinander verschiedene und an bestimmte Fügeteile angepasste erste Spannbacken vorhalten, die dann bei Bedarf auf einfache und schnelle Weise in die restliche Spannvorrichtung eingebaut werden können.
Das Spannteil kann als ein Spannkopf ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist das Spannteil als ein zweiter Spannbacken ausgebildet, der in der Verwendungslage der Spannvorrichtung auf das zweite Fügeteil eine zweite Fügekraft ausübt. Hierdurch ist eine flexiblere Verwendung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ermöglicht.
Darüber hinaus ist eine homogenere Spannungsverteilung in den Fügeflächen erzielbar, die Fügezeit wird reduziert und ein gleichmäßigeres Einklemmen von weiteren Teilen, beispielsweise das Einklemmen eines mit elektrischen oder elektronischen Bauteilen bestückten Trägers zwischen zwei als Gehäusehälften ausgebildete erste und zweite Fügeteile, ist ermöglicht. Dies gilt auch für strahlgestützte Fügeeinrichtungen, wie beispielsweise eine Laserschweißeinrichtung, bei denen zusätzlich auch der Energiebedarf reduziert ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Spannvorrichtung mindestens eine Feder aufweist, wobei die Feder in der Verwendungslage der Spannvorrichtung auf den ersten Spannbacken eine Gegenkraft zur ersten Fügekraft ausübt. Hierdurch ist es beispielsweise bei einem als zweiter Spannbacken ausgebildeten Spannteil möglich, dass in der Verwendungslage der Spannvorrichtung die erste Fügekraft des ersten Spannbackens geringer als die zweite Fügekraft des zweiten Spannbackens realisierbar ist; und dies auch bei der Verwendung eines Dauermagneten. Ein Elektromagnet ist bei dieser Ausführungsform nicht zwingend erforderlich. Die Stärke der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung ist in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Zweckmäßigerweise ist die Magnetkraft um mindestens den Faktor 5, insbesondere um mindestens den Faktor 10, größer als die erste Fügekraft.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Spannvorrichtung ein Abschirmmittel aufweist, das in der Verwendungslage der Spannvorrichtung das erste Fügeteil und/oder zweite Fügeteil vor der magnetischen Strahlung der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung oder vor der magnetischen Strahlung der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung und der elektronischen Strahlung des die Magnetkraft erzeugenden Elektromagneten schützt. Auf diese Weise sind magnetstrahlungs- und/oder elektro- strahlungsempfindliche Fügeteile, beispielsweise Gehäuseteile mit Elektronikkomponenten oder dergleichen, wirksam vor schadhafter magnetischer und/oder elektrischer Strahlung geschützt.
Grundsätzlich ist es möglich, dass der erste Spannbacken allein durch die Magnetkraft relativ zu dem Spannteil positioniert ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Spannvorrichtung eine Führung für den ersten Spannbacken aufweist, wobei die Führung im Wesentlichen senkrecht zur Hauptkraftrichtung der Magnetkraft verläuft. Hierdurch ist die relative Positionierung des ersten Spannbackens zu dem Spannteil konstruktiv einfach erreichbar.
Insbesondere vorteilhaft verläuft die Hauptkraftrichtung der Magnetkraft in einem Winkel von 90° zu der ersten Fügekraft.
Jedoch ist es beispielsweise für die Bearbeitung von dreidimensional verlaufenden Fügeflächen zweckmäßig, wenn die Hauptkraftrichtung der Magnetkraft und die erste Fügekraft in einem Winkel ungleich 90° zueinander verlaufen. Vorteilhafterweise verläuft die Hauptkraftrichtung der Magnetkraft in solchen Fällen in einem Winkel von mindestens 45° zu der ersten Fügekraft.
Die Erfindung betrifft auch eine Fügeeinrichtung nach Anspruch 1 1 . Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Fügeeinrichtung besteht in der verbesserten Flexibilität und damit in einer Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten. Die Magnetkraft der Magnetkraftverbindung zwischen dem Spannteil und dem ersten Spannbacken der Spannvorrichtung lässt sich, ohne das eine Umrüstung der Spannvorrichtung erforderlich ist, auf weitere Betriebsparameter der Fügeeinrichtung automatisch anpassen. Ein höherer Automatisierungsgrad und eine damit einhergehende Kostenreduzierung sind dadurch erreichbar.
Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fügeeinrichtung in einer teilweisen, geschnittenen Frontansicht und
Fig. 2 das Spannteil und den ersten Spannbacken des Ausführungsbeispiels in vereinfachter Darstellung in einer Draufsicht.
Im Nachfolgenden wird die erfindungsgemäße Spannvorrichtung und die erfindungsgemäße Fügeeinrichtung anhand der Fig. näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fügeeinrichtung 2 in einer grob schematischen Darstellung. Die Fügeeinrichtung 2 weist eine als Laserschweißkopf mit Scannersystem ausgebildete Strahlerzeugungseinheit 4, eine
Spannvorrichtung 6 und ein erstes Fügeteil 8 mit einer ersten Fügefläche 8.1 sowie ein zweites Fügeteil 10 mit einer zweiten Fügefläche 10.1 auf. Beide Fügeteile 8, 10 sind hier als ebene Platten 8, 10 ausgebildet.
Die Spannvorrichtung 6 besteht aus einer Aufnahme 6.1 für das erste Fügeteil 8, einem als zweiten Spannbacken ausgebildeten Spannteil 6.2 und einem ersten Spannbacken 6.3. Der zweite Spannbacken 6.2 ist hier als ein Außenspannbacken 6.2 und der erste Spannbacken 6.3 ist hier als ein Innenspannbacken 6.3 ausgebildet. Das erste Fügeteil 8 ist laserstrahlabsorbierend und das zweite Fügeteil 10 ist teilweise laserstrahltransparend ausgebildet.
Das erste Fügeteil 8 ist auf nicht dargestellte Weise von der Aufnahme 6.1 gehalten und positioniert. Das zweite Fügeteil 10 liegt in der dargestellten Verwendungslage der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 6 mit dessen zweiter Fügefläche 10.1 an der ersten Fügefläche 8.1 des ersten Fügeteils 8 an. Bei der Überführung von einer nicht dargestellten Ruhelage der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 6 in dessen Verwendungslage wird der Innenspannbacken 6.3 mittels des Außenspannbacken 6.2 auf das zweite Fügeteil 10, bezogen auf die Blattebene, heruntergefahren.
Hierfür weist die Fügeeinrichtung 2 einen nicht dargestellten pneumatischen Antrieb für den Außenspannbacken 6.2 auf. Wie aus der Zusammenschau von Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind die beiden Spannbacken 6.2 und 6.3 körperlich nicht miteinander verbunden, sondern durch einen Luftspalt voneinander getrennt. Es existiert also keine Verbindungsstruktur, wie beispielsweise Verbindungsstreben, zwischen den Spannbacken 6.2 und 6.3.
Die Krafteinleitung von dem pneumatisch angetriebenen Außenspannbacken 6.2 in den Innenspannbacken 6.3 erfolgt über eine Magnetkraftverbindung FM, die durch mit „FM" gekennzeichnete Doppelpfeile symbolisiert ist. Die Magnetkraft FM bewirkt, dass der Innenspannbacken 6.3 von dem pneumatisch bewegten Außenspannbacken 6.2 mitbewegt wird.
Die Magnetkraft FM wird hier durch zwei in dem Innenspannbacken 6.3 integrierte Elektromagnete 12 erzeugt. In Fig. 2 sind die beiden Elektromagnete 12 symbolisch dargestellt. Der Außenspannbacken 6.2 ist hier aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Alternativ dazu wäre es möglich, auch in dem Außenspannbacken 6.2 mindestens einen Magneten, Dauermagneten und/oder Elektromagneten, vorzusehen. Damit die beiden Spannbacken 6.2 und 6.3 sowohl bei der Überführung von der Ruhelage in die Verwendungslage wie auch in der Verwendungslage der Spannvorrichtung 6 zueinander zuverlässig ausgerichtet sind, weist die Spannvorrichtung 6 eine nicht dargestellte Führung für den Innenspannbacken 6.3 auf.
Die Führung ist als zwei voneinander beabstandete teflonbeschichtete Bolzen ausgebildet, längs derer sich der Innenspannbacken 6.3 linear bewegen kann. In Fig. 2 sind lediglich zu den jeweiligen Querschnitten der Bolzen korrespondierende und in dem ersten Spannbacken 6.3 ausgebildete Durchgangsöffnungen 14 dargestellt.
In der dargestellten Verwendungslage der Spannvorrichtung 6 übt der Außenspann- backen 6.2 eine zweite Fügekraft Fa und der Innenspannbacken 6.3 eine erste Fügekraft Fi auf das zweite Fügeteil 10 aus. In dem vorliegenden Beispiel sind beide Fügekräfte Fa und Fi gleich groß. Das zweite Fügeteil 10 wird also mit der aufsummierten Fügekraft Fa+Fi = 2*Fa = 2*Fi gegen das erste Fügeteil 8 vorgespannt.
Um eine möglichst steife Kraftübertragungsverbindung zwischen dem als Außen- spannbacken 6.2 ausgebildeten Spannteil 6.2 und dem als Innenspannbacken 6.3 ausgebildeten ersten Spannbacken 6.3 zu erzielen, ist die Magnetkraft FM um den Faktor 10 größer als die erste Fügekraft Fi.
Auf diese Weise ist es möglich, dass die erste Fügekraft Fi im Wesentlichen betragsgleich der zweiten Fügekraft Fa ist.
Maximal kann die erste Fügekraft Fi bei dem Ausführungsbeispiel betragsgleich der zweiten Fügekraft Fa sein, da nur über den Außenspannbacken 6.2 Kraft in den Innenspannbacken 6.3 eingeleitet wird.
Für andere Anwendungsfälle wäre es jedoch auch denkbar, dass die erste Fügekraft Fi kleiner als die zweite Fügekraft Fa ist. Dies ist dadurch erreichbar, dass die Stärke der Bestromung der Elektromagnete 12 geändert, nämlich abgesenkt, wird. Dies führt zu einer gewissen Elastizität in der Magnetkraftverbindung FM, was eine Reduzierung der ersten Fügekraft Fi zur Folge hat. Hierfür verfügt die Fügeeinrichtung 2 über eine nicht dargestellte zentrale Steuereinheit, mittels der die den Elektromagneten 12 zugeleitete Stromstärke steuerbar ist.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die im Vergleich zu der zweiten Fügekraft Fa je nach Anwendungsfall gewünschte Reduzierung der ersten Fügekraft Fi mittels mindestens einer nicht dargestellten Feder erzielt wird, wobei die Feder in der Verwendungslage der Spannvorrichtung auf den Innenspannbacken eine Gegenkraft zur ersten Fügekraft Fi einleiten würde. Dabei ist die Feder nach Art, Material, Anordnung und Dimensionierung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Beispielsweise wären Zug- oder Druckfedern gleichermaßen denkbar.
Die in den Fig. durch den mit FM gekennzeichneten Doppelpfeil dargestellte Hauptkraftrichtung der Magnetkraft FM verläuft hier in einem Winkel vom 90° zu der ersten Fügekraft Fi.
In anderen Anwendungsfällen, beispielsweise bei dreidimensional verlaufenden Fügeflächen, wäre es denkbar, den Innenspannbacken in einem Winkel zu dem Außen- spannbacken anzuordnen. Bezogen auf Fig. 1 wäre beispielsweise eine Verkippung des Innenspannbacken um eine Achse senkrecht zur Blattebene, einer parallel und waagrecht zur Blattebene verlaufende Achse oder um beide vorgenannten Achsen möglich.
Entsprechend wäre es möglich, dass die Hauptkraftrichtung der Magnetkraft in einem anderen Winkel zu der ersten Fügekraft Fi verläuft, um eine gute Magnetkraftverbindung zwischen den beiden Spannbacken zu erreichen.
Hauptkraftrichtung deshalb, da Magnete von einem Magnetfeld umgeben sind, das in voneinander verschiedenen Richtungen Magnetkräfte auf in dem Magnetfeld befindliche magnetisierte oder magnetisierbare Körper ausübt. Sobald sich die Spannvorrichtung 6 in der dargestellten Verwendungslage befindet und die Fügeteile 8, 10 gegeneinandergepresst sind, kann das Laserschweißen beginnen.
Bei dem Laserschweißen der beiden Fügeteile 8, 10 fährt der durch strichpunktierte Linien symbolisierte Laserstrahl 1 6 des Laserkopfes 4, siehe Fig. 1 , mittels des nicht näher dargestellten Scannersystems auf dem Fachmann bekannte Weise die durch eine gestrichelte Linie symbolisierte Schweißlinie 18, siehe Fig. 2, ab.
In der in Fig. 2 symbolisch durch zwei gepunktete Linien wiedergegebenen und begrenzten Schweißzone 20 durchdringt der Laserstrahl 1 6 das zweite Fügeteil 10 teilweise bis zu den aneinander liegenden Fügeflächen 8.1 und 10.1 . Dabei wird der Laserstrahl 1 6 durch keine zwischen dem Außenspannbacken 6.2 und dem Innenspannbacken 6.3 angeordneten Verbindungsstege oder dergleichen abgeschattet.
Alternativ zu dem Laserkopf mit Scannersystem 4 wären auch ein beweglicher Konturschweißkopf oder mindestens eine Halbleiterlaserdiodeneinheit mit oder ohne Lichtwellenleiter denkbar. Je nach Anwendungsfall trifft der Fachmann die Auswahl unter den zur Verfügung stehenden Fügeeinrichtungen.
Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise sind auch andere Fügeeinrichtungen denkbar, bei denen die erfindungsgemäße Spannvorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden kann. Neben anderen strahlgestützten Fügeeinrichtungen, beispielsweise einer Infrarotschweißeinrichtung oder einer kombinierten lnfrarot-/Laserschweißeinrichtung, sind auch nicht strahlgestützte Fügeeinrichtungen von der Erfindung umfasst.
In Abweichung zu dem Ausführungsbeispiel kann das Spannteil auch als Spannkopf ausgeführt sein, mit dem ein erster Spannbacken, insbesondere ein Innenspannbacken, in Magnetkraftübertragungsverbindung steht. Der Spannkopf wirkt dabei, im Unterschied zu einem als zweiter Spannbacken, insbesondere als Außenspannbacken, ausgebildeten Spannteil nicht direkt auf ein zweites Fügeteil kraftübertragend ein. Bei- spielsweise ist die Verwendung eines als Spannkopf ausgebildeten Spannteils dann sinnvoll, wenn das zweite Fügeteil keine Anlagefläche für einen zweiten Spannbacken bietet.
In dem Ausführungsbeispiel ist eine umlaufende, also dichte, Schweißnaht beschrieben. Jedoch sind auch Teilschweißungen, also nicht umlaufende und damit nicht dichte Schweißungen, denkbar. Analoges gilt bei nicht strahlgestützten Fügeeinrichtungen.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass der mindestens eine Magnet nicht in dem ersten Spannbacken, sondern in dem Spannteil angeordnet ist und der erste Spannbacken aus ferromagnetischem Material hergestellt ist.
Ferner ist es denkbar, dass in dem Spannteil wie auch in dem ersten Spannbacken mindestens ein Magnet angeordnet ist.
Dabei ist jede beliebige Anzahl, Anordnung und Kombination von Dauer- und/oder Elektromagneten denkbar.
Der Antrieb des Spannteils kann nicht nur pneumatisch, sondern auch hydraulisch, servomotorisch oder auch als Kombination der vorgenannten Antriebsarten erfolgen.
Alternativ dazu ist es möglich, dass anstelle des Spannteils und des ersten Spannbackens die Aufnahme für das erste Fügeteil bewegt wird.
Bei magnetstrahlungs- und/oder elektrostrahlungsempfindlichen Fügeteilen, beispielsweise Elektronikbauteilen, weist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ein Abschirmmittel auf, das in der Verwendungslage der Spannvorrichtung das erste Fügeteil und/oder zweite Fügeteil vor der magnetischen Strahlung der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung oder vor der magnetischen Strahlung der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung und der elektrischen Strahlung des die Magnetkraft erzeugenden Elektromagneten schützt. Das Abschirmmittel kann als Beschichtung des Spannteils und/oder des ersten Spannbackens, aber auch als separates Bauteil ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste
2 Fügeeinrichtung, als Laserschweißeinrichtung ausgebildet
4 Strahlerzeugungseinheit, als Laserkopf mit Scannersystem ausgebildet
6 Spannvorrichtung
6.1 Aufnahme
6.2 Spannteil, als Außenspannbacken ausgebildet
6.3 Erster Spannbacken, als Innenspannbacken ausgebildet
8 Erstes Fügeteil
8.1 Erste Fügefläche des ersten Fügeteils 8
10 Zweites Fügeteil
10.1 Zweite Fügefläche des zweiten Fügeteils 10
12 Elektromagnet
14 Durchgangsöffnung, für die Führung des ersten Spannbackens 6.3
16 Laserstrahl
18 Schweißlinie
20 Schweißzone

Claims

Spannvorrichtung einer Fügeeinrichtung und Fügeeinrichtung Patentansprüche
1 . Spannvorrichtung einer Fügeeinrichtung, insbesondere einer strahlgestützten Fügeeinrichtung, mit einer Aufnahme für ein erstes Fügeteil, einem Spannteil und einem ersten Spannbacken, wobei in einer Verwendungslage der Spannvorrichtung der erste Spannbacken mit dem Spannteil in Kraftübertragungsverbindung steht und auf ein zweites Fügeteil eine erste Fügekraft derart ausübt, dass das zweite Fügeteil mit einer zweiten Fügefläche gegen eine erste Fügefläche des ersten Fügeteils vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraftübertragungsverbindung zwischen dem Spannteil (6.2) und dem ersten Spannbacken (6.3) als Magnetkraftverbindung ausgebildet ist und die zwischen dem Spannteil (6.2) und dem ersten Spannbacken (6.3) wirkende Magnetkraft größer als die erste Fügekraft ist.
2. Spannvorrichtung (6) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Magnetkraft der Magnetkraftverbindung mindestens teilweise mittels mindestens eines Dauermagneten erzeugbar ist.
3. Spannvorrichtung (6) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Magnetkraft der Magnetkraftverbindung mindestens teilweise mittels mindestens eines Elektromagneten (12) erzeugbar ist.
4. Spannvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dauermagnet und/oder der Elektromagnet (12) an oder in dem ersten Spannbacken (6.3) angeordnet ist.
5. Spannvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Spannteil (6.2) als ein zweiter Spannbacken (6.2) ausgebildet ist, der in der Verwendungslage der Spannvorrichtung (6) auf das zweite Fügeteil (10) eine zweite Fügekraft ausübt.
6. Spannvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannvorrichtung (6) mindestens eine Feder aufweist, wobei die Feder in der Verwendungslage der Spannvorrichtung (6) auf den ersten Spannbacken (6.3) eine Gegenkraft zur ersten Fügekraft ausübt.
7. Spannvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Magnetkraft um mindestens den Faktor 5, insbesondere um mindestens den Faktor 10, größer als die erste Fügekraft ist.
8. Spannvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannvorrichtung (6) ein Abschirmmittel aufweist, das in der Verwendungslage der Spannvorrichtung (6) das erste Fügeteil (8) und/oder zweite Fügeteil (10) vor der magnetischen Strahlung der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung oder vor der magnetischen Strahlung der Magnetkraft der Magnetkraftverbindung und der elektronischen Strahlung des die Magnetkraft erzeugenden Elektromagenten schützt.
9. Spannvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannvorrichtung (6) eine Führung für den ersten Spannbacken (6.3) aufweist, wobei die Führung im Wesentlichen senkrecht zur Hauptkraftrichtung der Magnetkraft verläuft.
10. Spannvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hauptkraftrichtung der Magnetkraft in einem Winkel von mindestens 45°, insbesondere von 90°, zu der ersten Fügekraft verläuft.
1 1 . Fügeeinrichtung, insbesondere Laserschweiß- und/oder Induktionsschweißeinrichtung, die eine Steuereinheit und eine Spannvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannvorrichtung (6) nach Anspruch 3 oder nach einem auf Anspruch 3 rückbezogenen Anspruch der Ansprüche 4 bis 10 ausgebildet ist und die Stromstärke des Elektromagneten (12) in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern der Fügeeinrichtung mittels der Steuereinheit steuer- oder regelbar ist.
PCT/EP2017/068447 2016-07-22 2017-07-21 Spannvorrichtung einer fügeeinrichtung und fügeeinrichtung WO2018015524A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780045275.9A CN109475986B (zh) 2016-07-22 2017-07-21 接合设备的夹紧装置和接合设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016113553.4 2016-07-22
DE102016113553.4A DE102016113553A1 (de) 2016-07-22 2016-07-22 Spannvorrichtung einer Fügeeinrichtung und Fügeeinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018015524A1 true WO2018015524A1 (de) 2018-01-25

Family

ID=59564144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/068447 WO2018015524A1 (de) 2016-07-22 2017-07-21 Spannvorrichtung einer fügeeinrichtung und fügeeinrichtung

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN109475986B (de)
DE (1) DE102016113553A1 (de)
WO (1) WO2018015524A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2136959A1 (de) * 2007-04-17 2009-12-30 LPKF Laser & Electronics AG Spannvorrichtung zum spannen mindestens zweier bauteile
DE112013006508T5 (de) * 2013-01-25 2015-12-17 Toyota Motor Europe Nv/Sa Magnetische Schweißvorrichtung für ein Laserschweißsystem und Verfahren

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4458133A (en) * 1982-04-26 1984-07-03 Macken John A Method and apparatus for laser engraving of smoke-sensitive materials
DD265835A1 (de) * 1987-11-13 1989-03-15 Ammendorf Waggonbau Spannvorrichtung fuer automatisch zu verschweissende duennbleche, insbesondere zum zusatzwerkstofflosen stumpfstossschweissen
DE102006045013A1 (de) * 2006-09-23 2008-03-27 Robert Bosch Gmbh Spannvorrichtung zum Zusammenspannen von zwei oder mehr Blechteilen
KR100961348B1 (ko) * 2007-12-27 2010-06-04 주식회사 포스코 용접용 지그장치
DE102011087405A1 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Bielomatik Leuze Gmbh + Co. Kg Spannvorrichtung zum Laserstrahlschweißen
DE102012203694A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-12 Lpkf Laser & Electronics Ag Strahlgestützte Fügemaschine, insbesondere Laser-Durchstrahl-Schweißeinrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2136959A1 (de) * 2007-04-17 2009-12-30 LPKF Laser & Electronics AG Spannvorrichtung zum spannen mindestens zweier bauteile
EP2136959B1 (de) 2007-04-17 2011-05-25 LPKF Laser & Electronics AG Spannvorrichtung zum spannen mindestens zweier bauteile
DE112013006508T5 (de) * 2013-01-25 2015-12-17 Toyota Motor Europe Nv/Sa Magnetische Schweißvorrichtung für ein Laserschweißsystem und Verfahren

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016113553A1 (de) 2018-01-25
CN109475986A (zh) 2019-03-15
CN109475986B (zh) 2021-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012112533A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von faserverstärkten Profilteilen
DE102011086214A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Halten von Magnetkörpern während ihrer Magnetisierung und zum Einbringen der magnetisierten Magnetkörpern in ein Bauteil eines magnetischen Systems
EP2973618B1 (de) Elektromagnetische stellvorrichtung
WO2020165142A1 (de) Verfahren zum fügen von kupfer-hairpins und stator
DE102010049571A1 (de) Schnellwerkzeugumrüstung für eine Schweißmaschine
DE102011121830A1 (de) Werkstückauflage
WO2017140760A1 (de) Dämpfung von schwingungen einer maschine
DE102018104931B4 (de) Spannvorrichtung mit zwei eindrückbare und fixierbare Spannstifte umschließenden Rahmen und Verwendung der Spannvorrichtung zum Spannen eines Werkstücks
DE19917146A1 (de) Nullpunktspannsystem
EP2995417B1 (de) Vorrichtung zur montage mindestens eines eine ausnehmung für eine welle aufweisenden funktionselements
WO2018015524A1 (de) Spannvorrichtung einer fügeeinrichtung und fügeeinrichtung
DE212017000184U1 (de) Vorrichtung zum Ultraschallschweißen und Sonotrode für eine solche Vorrichtung
DE2609957B2 (de) Verfahren zum Zusammenbauen von unmagnetischen, elektrischleitenden Bauteilen
DE102011056717A1 (de) "Schweißeinrichtung zum elektrischen Widerstandsschweißen"
EP2198995A1 (de) Spanneinrichtung sowie Verfahren zum Verbinden einer Spannbacke mit einer Spanneinrichtung
DE2132052A1 (de) Elektrische maschine, insbesondere drehstromlichtmaschine fuer kraftfahrzeuge
DE202008017576U1 (de) Bearbeitungsmodul für eine Kabelabisoliervorrichtung
CH692585A5 (de) Verfahren zur Herstellung eines Spinnboxrahmens für eine Offenend-Spinnvorrichtung.
DE102015101387B3 (de) Optische Fassung mit wenigstens einer Klemmeinheit mit einer Membranfeder
DE102022103015B4 (de) Halter für drei Elemente, Stelleinrichtungen, optisches Gerät und Verwendung
WO2021089154A1 (de) Ultraschallschweisseinrichtung mit schwingungsgedämpftem amboss
DE202016106923U1 (de) Entgratvorrichtung und Entgratanlage
EP3946994A2 (de) Verfahren zum herstellen einer toleranzausgeglichenen verbindung zwischen einem ersten bauteil und einem zweiten bauteil und elektrischer antrieb
DE202008003193U1 (de) Fixieranordnung
DE102021005705A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Schweissen eines Kontaktteils an eine Leitung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17749391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17749391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1