DE20305708U1 - Holder introduced into bore of component for processing operations, e.g., welding, comprises bar with partially-embedded, wear-resistant rods - Google Patents
Holder introduced into bore of component for processing operations, e.g., welding, comprises bar with partially-embedded, wear-resistant rodsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufnahmeelement gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.The invention relates to a receiving element according to the features specified in the preamble of claim 1.
Derartige Aufnahmeelemente enthalten einen Bolzen, welcher in eine Bohrung wenigstens eines Bauteiles zur Fixierung und/oder Ausrichtung für die nachfolgende Bearbeitung einführbar ist. Sollen beispielsweise zwei Blechteile durch Schweißen miteinander verbunden werden, so werden in diese miteinander korrespondierende Aufnahmebohrungen eingebracht, in welche nachfolgend das Aufnahmeelement zum Zentrieren und Aufnehmen der Blechteile eingeführt wird. Insbesondere bei großformatigen Bauteilen werden zweckmäßig mehrere derartige Aufnahmeelemente als Fertigungs- oder Montagehilfsmittel vorgesehen. Derartige Aufnahmeelemente können auch als Haltestifte und/oder Führungsstifte in Maschinen, Anlagen oder Bearbeitungssystemen von Bauteilen zum Einsatz gelangen, wobei hier beispielhaft auf Schweißautomaten, Stanzmaschinen oder Pressen verwiesen sei. Die Aufnahmeelemente bestehen üblicherweise komplett aus Stahl und unterliegen einem hohen Verschleiß. Um beim Elektroschweißen, beispielsweise in einem Schweißautomaten, unerwünschte Funkenüberschläge zu vermeiden, müssen zusätzliche Maßnahmen zur Isolierung vorgesehen werden. Desweiteren können derartige Aufnahmeelemente zur Führung und/oder Ausrichtung wenigstens eines Bauteiles, insbesondere einesSuch receiving elements contain a bolt which can be inserted into a hole in at least one component for fixing and/or alignment for subsequent processing. If, for example, two sheet metal parts are to be joined together by welding, corresponding receiving holes are made in these, into which the receiving element is subsequently inserted to center and hold the sheet metal parts. In particular for large-format components, several such receiving elements are expediently provided as manufacturing or assembly aids. Such receiving elements can also be used as holding pins and/or guide pins in machines, systems or processing systems for components, for example automatic welding machines, punching machines or presses. The receiving elements are usually made entirely of steel and are subject to high wear. In order to avoid undesirable sparking during electric welding, for example in an automatic welding machine, additional insulation measures must be provided. Furthermore, such receiving elements can be used to guide and/or align at least one component, in particular a
Blechteiles bei anderen Fertigungsmaßnahmen, wie beispielsweise in einer Presse, einer Stanzmaschine oder dergleichen zum Einsatz gelangen, wobei selbst bei Ausbildung aus hochwertigem Stahl ein erheblicher Verschleiß gegeben ist und im Hinblick auf enge Fertigungstoleranzen die Standzeiten derartiger Aufnahmeelemente kurz ist, so dass ein erheblicher Aufwand für den erforderlichen Austausch und Ersatz der Aufnahmeelemente bedingt ist.Sheet metal parts are used in other manufacturing processes, such as in a press, a punching machine or the like, whereby even when made of high-quality steel, considerable wear occurs and, in view of the tight manufacturing tolerances, the service life of such receiving elements is short, so that considerable effort is required for the necessary exchange and replacement of the receiving elements.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Aufnahmeelement mit einem geringen konstruktiven Aufwand dahingehend weiterzubilden, daß eine hohe Formbeständigkeit und Positionierungsgenauigkeit für eine lange Lebensdauer sichergestellt wird. Ferner soll in einfacher Weise die für die Herstellung einer Schweißverbindung der Blechteile erforderliche elektrische Isolierung sichergestellt sein.Based on this, the invention is based on the object of developing the receiving element with minimal design effort in such a way that a high degree of dimensional stability and positioning accuracy are ensured for a long service life. Furthermore, the electrical insulation required for producing a welded connection between the sheet metal parts should be ensured in a simple manner.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.The problem is solved according to the features specified in claim 1.
Das vorgeschlagene Aufnahmeelement zeichnet sich durch einen einfachen und funktionsgerechten Aufbau aus. Der Bolzen enthält im Bereich seiner Außenfläche und teilweise über diese hinausragende Stifte aus verschleißfesten Sinterwerkstoffen, vorzugsweise Oxidkeramik, wie insbesondere AL2O3, ZrO2, Si3N4 sowie sich daraus ergebende Mischungen. Der Bolzen enthält im Bereich der Außenfläche insbesondere als Nuten ausgebildete Aufnahmen für die genannten Stifte aus Sinterwerkstoff. Im übrigen besteht das Aufnahmeelement bevorzugt aus Stahl und wird in bekannter Weise mittels Dreh- und/oder Fräsmaschinen oder dergleichen gefertigt. Die genannten Stifte sind durch mechanische Bearbeitung, Trockenpressen, Strangpressen, Extrudieren oder in einem Spritzgußverfahren gefertigt und als Teileinsätze in die korrespondierend der Außenkontur derselben vorbereiteten Aufnahmen, welche als Bohrungen oder Nuten im Bereich der Außenfläche des Bolzens angeordnet sind, in geeigneter Weise eingebracht und/oder befestigt. Die Stifte sind vorteilhaft mit einem vergleichsweise großen Teil ihres Querschnitts, bevorzugt mehr als 50% insbesondere mehr als 80%, in die Aufnahmen des Bolzens eingesetzt. Nach dem Einsetzen der über die bevorzugt zylindrische Außenfläche des Bolzens mit einem vorgegebenen Überstand angeordneten Stifte aus Sinterwerkstoff werden die Stifte durch mechanische Bearbeitung, insbesondere Rundschleifen, auf den erforderlichen Lochdurchmesser des oder der zu bearbeiteten Bauteile bzw. Blechteile bearbeitet, um eine exakte Passung zu gewährleisten. Somit werden in einfacher Weise Toleranzen und/oder Ungenauigkeiten bei der Fertigung der wenigstens zwei Stifte und deren Einbringen und Befestigung in die Aufnahmen des Bolzens in einfacher Weise kompensiert. Erfindungsgemäß liegen von den Stiften diejenigen Flächenbereiche, welche radial am weitesten überThe proposed receiving element is characterized by a simple and functional design. The bolt contains pins made of wear-resistant sintered materials, preferably oxide ceramics, such as in particular AL2O3, ZrO2, Si3N4 and mixtures resulting from these, in the area of its outer surface and partially projecting beyond it. In the area of the outer surface, the bolt contains receptacles made of sintered material, in particular in the form of grooves, for the said pins. Otherwise, the receiving element is preferably made of steel and is manufactured in a known manner using lathes and/or milling machines or the like. The said pins are manufactured by mechanical processing, dry pressing, extrusion, or in an injection molding process and are introduced and/or fastened in a suitable manner as partial inserts in the receptacles prepared to correspond to the outer contour of the same, which are arranged as bores or grooves in the area of the outer surface of the bolt. The pins are advantageously inserted into the bolt receptacles with a comparatively large part of their cross-section, preferably more than 50%, in particular more than 80%. After inserting the pins made of sintered material, which are arranged over the preferably cylindrical outer surface of the bolt with a predetermined projection, the pins are machined by mechanical processing, in particular cylindrical grinding, to the required hole diameter of the component or components or sheet metal parts to be machined in order to ensure an exact fit. In this way, tolerances and/or inaccuracies in the manufacture of the at least two pins and their insertion and fastening in the bolt receptacles are compensated in a simple manner. According to the invention, the surface areas of the pins which extend radially the furthest over
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die bevorzugt zylindrische Außenfläche des Bolzens vorstehen, auf einer gemeinsamen, insbesondere zylindrischen und/oder zur Längsachse des Bolzens koaxialen Mantelfläche.the preferably cylindrical outer surface of the bolt, on a common, in particular cylindrical and/or coaxial to the longitudinal axis of the bolt outer surface.
Die aus Sinterwerkstoff bestehenden Stifte können einen Vollquerschnitt oder einen rohrförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Außenkontur bevorzugt zylindrisch, im Rahmen der Erfindung aber auch oval, polygonal oder dergleichen vorgegeben sein kann. Die Stifte sind in die korrespondierend ausgebildeten Aufnahmen des Bolzens eingebracht und dort befestigt, insbesondere durch Kleben, Einschrumpfen, Einpressen oder Klemmen. Desweiteren sind die wenigstens zwei Stifte über den Außenumfang des Stabes bevorzugt gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei im Falle von zwei Stiften diese bevorzugt diametral angeordnet sind, im Falle von drei Stiften diese jeweils um 120° bezüglich der Längsachse versetzt angeordnet sind oder im Falle von vier Stiften diese jeweils um 90° bezüglich der Längsachse versetzt angeordnet sind. Die Anzahl der Stifte ist den betrieblichen Anforderungen entsprechend vorgegeben. Es sei festgehalten, dass mittels der aus Sinterwerkstoff bestehenden Stifte in vorteilhafter Weise eine elektrische Isolierung gewährleistet wird.The pins made of sintered material can have a solid cross-section or a tubular cross-section, whereby the outer contour can preferably be cylindrical, but within the scope of the invention can also be oval, polygonal or the like. The pins are inserted into the correspondingly designed receptacles of the bolt and secured there, in particular by gluing, shrinking, pressing or clamping. Furthermore, the at least two pins are preferably evenly distributed over the outer circumference of the rod, whereby in the case of two pins these are preferably arranged diametrically, in the case of three pins these are each arranged offset by 120° with respect to the longitudinal axis or in the case of four pins these are each arranged offset by 90° with respect to the longitudinal axis. The number of pins is specified according to the operational requirements. It should be noted that electrical insulation is advantageously ensured by means of the pins made of sintered material.
Besondere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele angegeben. Particular developments and embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description of preferred embodiments.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne daß insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawing, without any limitation being imposed. They show:
Fig. 1 das Aufnahmeelement in einer seitlichen Ansicht,Fig. 1 the receiving element in a side view,
Fig. 2 eine axiale Ansicht des Aufnahmeelements in Blickrichtung Il gemäß Fig. 1,Fig. 2 is an axial view of the receiving element in the direction of view II according to Fig. 1,
Fig. 3 eine seitliche Ansicht eines weiteren Aufnahmeelements,Fig. 3 is a side view of another receiving element,
Fig. 4 eine axiale Ansicht des Aufnahmeelements in Blickrichtung IV gemäß Fig. 3.Fig. 4 is an axial view of the receiving element in viewing direction IV according to Fig. 3.
Fig. 1 zeigt in einer seitlichen Ansicht das Aufnahmeelement mit einem Bolzen 2, einem Flansch 4 und einem Endteil 6, wobei der Bolzen 2 gemäß Zeichnung oben eine konische Spitze 8 aufweist. Mittels der Spitze 8 wird das Einführen des Bolzens in eine Bohrung oder ein Loch des oder der zu bearbeitenden, hier nicht dargestellten Bauteile zu erleichtert. Der Flansch 8 dient zur Anlage des oder der Bauteile. Der Bolzen 2 besitzt eine zur LängsachseFig. 1 shows a side view of the receiving element with a bolt 2, a flange 4 and an end part 6, whereby the bolt 2 has a conical tip 8 as shown in the drawing above. The tip 8 makes it easier to insert the bolt into a bore or hole in the component(s) to be machined, not shown here. The flange 8 serves to attach the component(s). The bolt 2 has a conical tip 8 which is parallel to the longitudinal axis.
10 bevorzugt koaxiale und/oder zylindrische Außenfläche 12. Im Bereich der Außenfläche 12 sind erfindungsgemäß Stifte 14 angeordnet, welche mit einem vorgegebenen Überstand 16 über die Außenfläche 14 hinausragen. Wie ersichtlich, sind zwei Stifte 14 diametral und im wesentlichen parallel zur Längsachse 10 angeordnet, doch kann im Rahmen der Erfindung auch eine andere Anzahl von Stiften 14 vorgesehen sein, welche, bezogen auf die Längsachse 10, über den Umfang insbesondere gleichmäßig verteilt sind.10 preferably coaxial and/or cylindrical outer surface 12. In the area of the outer surface 12, pins 14 are arranged according to the invention, which protrude beyond the outer surface 14 with a predetermined projection 16. As can be seen, two pins 14 are arranged diametrically and essentially parallel to the longitudinal axis 10, but within the scope of the invention, a different number of pins 14 can also be provided, which, in relation to the longitudinal axis 10, are distributed in particular evenly over the circumference.
Die Stifte 14 sind teilweise jeweils in bevorzugt achsparallelen Aufnahmen 18 des Bolzens 2 angeordnet. Diese Aufnahmen 18 sind zweckmäßig als Bohrungen oder als Längsnuten ausgebildet und reichen bevorzugt mit einer vorgegebenen Tiefe 20 in den Flansch 4, wodurch in vorteilhafter Weise eine verbesserte Befestigung der Stifte 14 erreicht ist. Die Stifte 14 sind in den Aufnahmen 18 in geeigneter Weise befestigt und insbesondere eingeklebt, eingeschrumpft, eingepreßt oder geklemmt.The pins 14 are each partially arranged in receptacles 18 of the bolt 2, which are preferably parallel to the axis. These receptacles 18 are expediently designed as bores or as longitudinal grooves and preferably extend to a predetermined depth 20 into the flange 4, whereby an improved fastening of the pins 14 is advantageously achieved. The pins 14 are fastened in the receptacles 18 in a suitable manner and in particular glued, shrunk, pressed or clamped.
Fig. 2 zeigt eine axiale Ansicht des Aufnahmeelements mit den beiden im Bolzen 2 diametral angeordneten Stiften 14. Die Stifte 14 weisen hierbei einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei der größte Teil der Querschnittsfläche innerhalb der Aufnahmen 18 sich befindet. Somit ist eine sichere Halterung und Befestigung der Stifte 14 im Bolzen 2 gewährleistet. Wie bereits erläutert, ragen die Stifte 14 außen mit dem vorgegebenen Überstand über die Außenfläche 12 hinaus.Fig. 2 shows an axial view of the receiving element with the two pins 14 arranged diametrically in the bolt 2. The pins 14 have a substantially circular cross-section, with the largest part of the cross-sectional area being located within the receptacles 18. This ensures that the pins 14 are securely held and fastened in the bolt 2. As already explained, the pins 14 protrude beyond the outer surface 12 with the specified projection.
Wie mit gestrichelter Linie 22 angedeutet, stehen die Stifte 14 nach dem Einsetzen in die Aufnahmen 18 zunächst mit einem etwas größeren Abstand über die Außenfläche 12 hinaus. Insbesondere durch mechanische Bearbeitung, wie Rundschleifen, sind die außenliegenden Bereiche der Stifte 14 exakt auf den Lochdurchmesser 24 der Löcher der Bauteile oder Blechteile gebracht worden, welche mittels des Aufnahmeelements ausgerichtet bzw. zentriert werden. Bei dem derart gefertigen Aufnahmeelement liegen die radial am weitesten über die Außenfläche 12 ragenden Flächenteile der Stifte 14 auf einer gemeinsamen, zur Längsachse 10 koaxialen und bevorzugt zylindrischen Mantelfläche.As indicated by dashed line 22, the pins 14 initially protrude a slightly larger distance beyond the outer surface 12 after being inserted into the receptacles 18. In particular, by mechanical processing, such as cylindrical grinding, the outer areas of the pins 14 have been brought exactly to the hole diameter 24 of the holes in the components or sheet metal parts, which are aligned or centered by means of the receiving element. In the receiving element manufactured in this way, the surface parts of the pins 14 that project radially furthest beyond the outer surface 12 lie on a common, preferably cylindrical surface that is coaxial to the longitudinal axis 10.
Fig. 3 bzw. 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufnahmeelements in einer seitlichen bzw. axialen Ansicht. Das Aufnahmeelement enthält vier Sinter- oder Keramikstifte 14, welche im Bereich der Außenfläche des Bolzens 2 bezüglich der Längsachse 10 jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. Die Stifte 14 enden im Bereich der Spitze, wobei die Endflächen 26 der Stifte 14 die gleiche Außenkontur wie die Spitze 8 aufweisen, und zwar aufgrund der gemeinsamen Endbearbeitung nach dem Einsetzen der Stifte 14 in den Bolzen 2.Fig. 3 and 4 show a further embodiment of the receiving element in a lateral and axial view, respectively. The receiving element contains four sintered or ceramic pins 14, which are arranged in the area of the outer surface of the bolt 2, each offset by 90° relative to one another with respect to the longitudinal axis 10. The pins 14 end in the area of the tip, with the end surfaces 26 of the pins 14 having the same outer contour as the tip 8, due to the common final machining after the pins 14 are inserted into the bolt 2.
2 Bolzen2 bolts
4 Flansch4 Flange
6 Endteil6 End part
8 Spitze von 28 top of 2
10 Längsachse10 Longitudinal axis
12 Außenfläche von 212 Outside area of 2
14 Stift14 pin
16 Überstand16 Overhang
18 Aufnahme in 218 Recording in 2
20 Tiefe20 Depth
22 gestrichelte Linie22 dashed line
24 Lochdurchmesser24 hole diameter
26 Endfläche von 1426 End face of 14
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