DE102018005259A1

DE102018005259A1 - Add pliers

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Publication number: DE102018005259A1
Application number: DE102018005259.2A
Authority: DE
Inventors: Ingo Seitz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fügezange (1) zum Fügen von Bauteilen, mit- einem ersten Wirkende (3) und einem dem ersten Wirkende (3) entlang einer Wirkrichtung gegenüberliegend angeordneten zweiten Wirkende (5), wobei- das erste Wirkende (3) und das zweite Wirkende (5) mechanisch durch einen Bügel (7) miteinander verbunden sind, wobei- der Bügel (7) eine Fachwerkstruktur mit wenigstens zwei Strebenelementen (9) aufweist, von denen im Betrieb der Fügezange (1) wenigstens ein erstes Strebenelement (11) auf Druck und wenigstens ein zweites Strebenelement (13) auf Zug belastet sind.Die Fügezange (1) zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine erste Strebenelement (11) ein erstes Material aufweist, das von einem zweiten Material verschieden ist, welches das wenigstens eine zweite Strebenelement (13) aufweist.The invention relates to a joining pliers (1) for joining components, with a first action end (3) and a second action end (5) arranged opposite the first action end (3) along a direction of action, the first action end (3) and the the second action end (5) is mechanically connected to one another by a bracket (7), the bracket (7) having a truss structure with at least two strut elements (9), of which at least one first strut element (11) during operation of the joining pliers (1) The joining pliers (1) is characterized in that the at least one first strut element (11) comprises a first material which is different from a second material, which at least a second strut element (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Fügezange zum Fügen von Bauteilen.The invention relates to a joining tongs for joining components.

Eine solche Fügezange weist ein erstes Wirkende sowie ein zweites Wirkende auf, wobei das zweite Wirkende dem ersten Wirkende entlang einer Wirkrichtung gegenüberliegend angeordnet ist. Das erste Wirkende und das zweite Wirkende sind mechanisch durch einen Bügel miteinander verbunden, wobei der Bügel insbesondere im Betrieb der Fügezange zwischen den Wirkenden wirkende Druckkräfte aufnimmt und überträgt.Such joining pliers have a first action end and a second action end, wherein the second action end is arranged opposite the first action end along a direction of action. The first end of action and the second end of action are mechanically connected to one another by a bracket, wherein the bracket receives and transmits pressure forces acting between the action ends in particular during operation of the joining tongs.

Solche Bügel sind typischerweise massiv und schwer ausgebildet, um die beim Fügen auftretenden Kräfte möglichst verformungsfrei aufnehmen zu können. Beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 020 167 A1 ist ein Bügel einer solchen Fügezange bekannt, der eine Fachwerkstruktur mit wenigstens zwei Strebenelementen aufweist. Bügel, die eine solche Fachwerkstruktur aufweisen, sind in der Regel deutlich teurer als massiv ausgebildete Bügel, wodurch sich ihr Einsatz nur in besonderen Fällen, insbesondere für sehr große Bügel, wirtschaftlich lohnt. Weiterhin wird das Gewichtspotential des Fachwerkbaus bei bekannten Konstruktionen noch nicht ausgeschöpft.Such brackets are typically solid and heavy trained to absorb the forces occurring during joining as possible deformation. For example, from the German patent application DE 10 2007 020 167 A1 a bracket of such joining pliers is known, which has a truss structure with at least two strut elements. Brackets that have such a truss structure are generally much more expensive than solid trained bracket, which their use only in special cases, especially for very large bracket, economically worthwhile. Furthermore, the weight potential of the framework construction in known constructions is not yet exhausted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fügezange zu schaffen, bei welcher die genannten Nachteile nicht auftreten. Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Fügezange mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention has for its object to provide a joining pliers, in which the disadvantages mentioned do not occur. The object is achieved by a joining tongs with the features of claim 1 is created. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Fügezange der hier angesprochenen Art dadurch weitergebildet wird, dass wenigstens ein erstes, im Betrieb der Fügezange auf Druck belastetes Strebenelement der wenigstens zwei Strebenelemente ein erstes Material aufweist, wobei wenigstens ein zweites, im Betrieb der Fügezange auf Zug belastetes Strebenelement der wenigstens zwei Strebenelemente ein zweites Material aufweist, wobei das erste Material und das zweite Material voneinander verschieden sind. Im Rahmen der Erfindung ist erkannt worden, dass bei einer Fachwerkstruktur im typischen Belastungsfall bestimmte Strebenelemente - zumindest im Wesentlichen - auf Zug und andere Strebenelemente - zumindest im Wesentlichen - auf Druck belastet sind, wobei es vorteilhaft ist, diese in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastungsrichtung aus verschiedenen Materialien herzustellen. Dies ermöglicht es insbesondere, das Material für die verschiedenen Strebenelemente jeweils belastungsgerecht auszuwählen und so die Steifigkeit des Bügels bei gegebener Baugröße und/oder Bauform zu erhöhen, und/oder die Baugröße und/oder Bauform des Bügels bei gegebener Steifigkeit zu verringern. Auch ist es möglich, zugleich die Bauform und/oder Baugröße des Bügels zu verringern und dessen Steifigkeit zu erhöhen, indem die verschiedenen Materialien abhängig von der jeweiligen Belastung der Strebenelemente geeignet gewählt werden. Ein steiferer Bügel ermöglicht dabei verbesserte Fügeergebnisse beim Einsatz der Fügezange. Ein kleinerer Bügel vermeidet Zugänglichkeitsprobleme. Ein leichterer Bügel führt insbesondere zu Energie- und/oder Kostenersparnissen, wobei weniger Kraft/Energie aufgewendet werden muss, um die Fügezange zu verlagern und/oder zu betätigen. Insbesondere kann ein Roboter, der zur Verlagerung/Betätigung einer solchen Fügezange vorgesehen ist, kleiner, mit geringerer Kraft und/oder mit geringerem Energieverbrauch ausgestaltet sein, wenn der Bügel der Fügezange leichter ist. Auch ein Werker, der eine solche Fügezange - beispielsweise auch mittels eines Exoskeletts, beispielsweise im Prototypenbau - bedient, benötigt weniger Kraft. Das Gewichtspotential des Fachwerkbaus wird somit in verbesserter Weise ausgenutzt.The object is achieved in particular by a joining pliers of the type mentioned here is further developed in that at least a first, in operation of the joining pliers pressure-loaded strut element of the at least two strut elements has a first material, wherein at least a second, in operation of the joining pliers to train loaded strut element of the at least two strut elements comprises a second material, wherein the first material and the second material are different from each other. In the context of the invention it has been recognized that in a truss structure in the typical load case certain strut elements - at least substantially - train and other strut elements - at least substantially - are loaded on pressure, it is advantageous, these depending on the respective load direction produce different materials. This makes it possible, in particular, to select the material for the various strut elements in each case in a manner suitable for loading and thus to increase the rigidity of the strap for a given size and / or design, and / or to reduce the size and / or design of the strap for a given rigidity. It is also possible at the same time to reduce the design and / or size of the bracket and to increase its rigidity by the various materials are selected depending on the respective load of the strut elements suitable. A stiffer temple allows improved joining results when using the joining tongs. A smaller strap avoids accessibility problems. A lighter bracket leads in particular to energy and / or cost savings, with less force / energy must be expended to relocate the joining tongs and / or operate. In particular, a robot, which is provided for the displacement / actuation of such a joining tongs, smaller, be designed with less power and / or with less energy consumption when the bracket of the joining tongs is lighter. Even a worker who uses such a joining tongs - for example, by means of an exoskeleton, for example in prototype construction - requires less force. The weight potential of the framework construction is thus utilized in an improved manner.

Bevorzugt ist die Fügezange eingerichtet zum maschinellen Fügen. Dies bedeutet insbesondere, dass der Fügevorgang selbst maschinell erfolgt. Eine Verlagerung der Fügezange kann maschinell oder manuell erfolgen. Unter einem maschinellen Fügen ist insbesondere ein Fügen zu verstehen, welches nicht oder zumindest im Wesentlichen nicht von Hand durchgeführt wird, sondern vielmehr mittels einer maschinellen Einrichtung. Insbesondere wird eine zum Fügen nötige Fügekraft nicht manuell, sondern vielmehr maschinell, insbesondere durch die Fügezange selbst und/oder durch einen die Fügezange aufweisenden Roboter aufgebracht.Preferably, the joining tongs is set up for mechanical joining. This means in particular that the joining process itself is done by machine. A shift of the joining tongs can be done mechanically or manually. By mechanical joining is meant, in particular, a joining which is not or at least substantially not performed by hand, but rather by means of a mechanical device. In particular, a joining force necessary for joining is not applied manually, but rather mechanically, in particular by the joining tongs themselves and / or by a robot having the joining tongs.

Besonders bevorzugt ist die Fügezange eingerichtet zum Fügen von Karosserieteilen. Unter einem Fügen von Karosserieteilen wird insbesondere ein Fügen von Bauteilen für den Karosserie-Rohbau, insbesondere von Blechen für den Karosserie-Rohbau, verstanden. Die Fügezange kann aber auch eingerichtet sein zum Fügen von Teilen in der Luft- und Raumfahrt, insbesondere im Flugzeugbau, für Haushaltsgeräte, und vielem mehr.Particularly preferably, the joining tongs is set up for joining body parts. A joining of body parts is in particular a joining of components for the body shell, in particular of sheets for the body shell, understood. But the joining pliers can also be set up for joining parts in the aerospace industry, in particular in aircraft construction, for household appliances, and much more.

Die Wirkenden weisen vorzugsweise jeweils Werkzeugteile eines Fügewerkzeugs auf, wobei die Werkzeugteile im Betrieb der Fügezange zusammenwirken, um einen Fügeschritt zu verwirklichen. Vorzugsweise ist zumindest ein Wirkende, ausgewählt aus dem ersten Wirkende und dem zweiten Wirkende, oder zumindest ein Werkzeugteil, ausgewählt aus den an dem ersten Wirkende und dem zweiten Wirkende vorgesehenen Werkzeugteilen des Werkzeugs, entlang der Wirkrichtung relativ zu dem anderen Wirkende oder Werkzeugteil verlagerbar, um einen Fügeschritt durchzuführen. Es ist auch möglich, dass beide Wirkenden und/oder Werkzeugteile relativ zueinander entlang der Wirkrichtung verlagerbar sind.The activators preferably each have tool parts of a joining tool, wherein the tool parts cooperate during operation of the joining pliers in order to realize a joining step. Preferably, at least one operative end, selected from the first operative end and the second operative end, or at least one tool part, selected from the tool parts of the tool provided on the first operative end and the second operative end, is displaceable along the direction of action relative to the other operative end or tool part to perform a joining step. It is also possible, that both action ends and / or tool parts are displaceable relative to one another along the direction of action.

Die Fügezange ist bevorzugt insbesondere eingerichtet zum Clinchen, Stanznieten, Halbhohlstanznieten, Schweißen, insbesondere Widerstandspunktschweißen, Prägen, Schrauben, und/oder Einpressen. Bei jedem dieser Vorgänge werden Druckkräfte in die Wirkenden eingeleitet, welche diese tendenziell entlang der Wirkrichtung auseinander drängen, wobei die entsprechenden Druckkräfte durch den Bügel aufgenommen werden. Der Bügel stellt dabei eine im Rahmen vorbestimmter Qualitätskriterien zulässige Fügeoperation sicher, indem er aufgrund seiner Steifigkeit eine unzulässig große Abweichung der Relativlage der Wirkenden von deren bestimmungsgemäßer Soll-Relativlage verhindert, oder zumindest gewährleistet, dass die vorgesehene Fluchtung der Wirkenden entlang der Wirkrichtung in einem zulässigen Bereich liegt, sodass eine eventuelle Verformung des Bügels im Betrieb der Fügezange höchstens einen geringen Einfluss auf das Fügeergebnis hat.The joining tongs are preferably designed in particular for clinching, stamped riveting, semi-hollow punching rivets, welding, in particular resistance spot welding, embossing, screwing, and / or press-fitting. In each of these processes compressive forces are introduced into the action ends, which tend to force them apart along the effective direction, wherein the corresponding pressure forces are absorbed by the bracket. The bracket ensures a permissible under predetermined quality criteria joining operation by preventing an inadmissibly large deviation of the relative position of the action of their intended target relative position due to its rigidity, or at least ensures that the intended alignment of the action along the effective direction in a permissible Range is so that a possible deformation of the bracket during operation of the joining tongs has at most a small effect on the joining result.

Der Bügel ist vorzugsweise - senkrecht zur Wirkrichtung gesehen - einseitig offen ausgebildet und stellt somit einseitig einen Einführbereich bereit, in welchem zu fügende Bauteile zwischen die Wirkenden eingeführt werden können. Auf der gegenüberliegenden Seite - wiederum senkrecht zu Wirkrichtung - ist der Bügel geschlossen. Aufgrund dieser Form wird ein solcher Bügel auch als C-Bügel bezeichnet, wobei das erste Wirkende und das zweite Wirkende quasi jeweils an den gegenüberliegenden Enden des C angeordnet sind.The bracket is preferably - seen perpendicular to the direction of action - open on one side and thus unilaterally provides an insertion, in which components to be joined between the action ends can be introduced. On the opposite side - again perpendicular to the effective direction - the bar is closed. Due to this shape, such a bracket is also referred to as a C-bracket, wherein the first operative end and the second operative end are arranged quasi each at the opposite ends of the C.

Unter einer Fachwerkstruktur wird insbesondere eine geometrische Fachwerkstruktur verstanden.A truss structure is understood in particular to be a geometric truss structure.

Die Fachwerkstruktur umfasst insbesondere die wenigstens zwei Strebenelemente, die sich entlang von Belastungspfaden des Bügels erstrecken, wobei sich die Belastungspfade im Betrieb der Fügezange ergeben. Zwischen den Strebenelementen - und damit insbesondere auch zwischen den Belastungspfaden - ist der Bügel vorzugsweise ausgespart.In particular, the truss structure comprises the at least two strut elements which extend along loading paths of the stirrup, the loading paths resulting during operation of the joining pliers. Between the strut elements - and thus in particular between the load paths - the bracket is preferably recessed.

Unter einem Betrieb der Fügezange ist deren Einsatz zum Fügen, insbesondere also eine Fügeoperation, d. h. die Durchführung einer Fügeoperation, gemeint. „Im Betrieb der Fügezange“ bedeutet demnach „beim Fügen mittels der Fügezange“.Under an operation of the joining tongs is their use for joining, ie in particular a joining operation, d. H. the execution of a joining operation, meant. "During operation of the joining tongs" therefore means "when joining using the joining tongs".

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Material und das zweite Material jeweils ein im Hinblick auf die jeweilige Belastung - Zugbelastung oder Druckbelastung - relativ zueinander günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Dichte aufweisen. Für die Strebenelemente wird also insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastungsrichtung dasjenige Material ausgewählt, welches ein möglichst günstiges Festigkeits/Dichte-Verhältnis in Bezug auf die jeweilige Belastung aufweist. Dies verleiht den Materialien eine Leichtbaueigenschaft. So kann der Bügel besonders steif und zugleich leicht ausgebildet sein.According to one embodiment of the invention, it is provided that the first material and the second material each have a relation between strength and density which is favorable relative to one another with regard to the respective load-tensile load or compressive load. For the strut elements that particular material is selected in particular as a function of the respective load direction, which has the best possible strength / density ratio with respect to the respective load. This gives the materials a lightweight property. Thus, the bracket can be particularly stiff and lightweight at the same time.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Material, ausgewählt aus dem ersten Material und dem zweiten Material, ein Leichtbaumaterial ist. Besonders bevorzugt sind sowohl das erste Material als auch das zweite Material ein Leichtbaumaterial. Auf diese Weise kann der Bügel besonders leicht und zugleich steif ausgebildet sein.According to one embodiment of the invention, it is provided that at least one material selected from the first material and the second material is a lightweight material. Particularly preferably, both the first material and the second material are a lightweight material. In this way, the bracket can be particularly light and stiff at the same time.

Es ist möglich, dass wenigstens eines der Strebenelemente aus dem ersten Material oder dem zweiten Material besteht. Es ist aber auch möglich, dass wenigstens ein Strebenelement der wenigstens zwei Strebenelemente neben dem ersten Material oder dem zweiten Material mindestens ein weiteres Material aufweist.It is possible that at least one of the strut elements consists of the first material or the second material. However, it is also possible for at least one strut element of the at least two strut elements to have at least one further material in addition to the first material or the second material.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Material Beton ist. Dieses Material ist besonders stabil gegenüber Belastung auf Druck, und weist insbesondere in Bezug auf Druckbelastungen ein sehr günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Dichte auf.According to one embodiment of the invention, it is provided that the first material is concrete. This material is particularly stable to stress on pressure, and has a very favorable strength to density ratio especially with respect to compressive loads.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Material ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Fasermaterial, insbesondere mit oder ohne Matrix, einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, Spinnenfäden, einem Litzenmaterial, einem Seilmaterial, und Holz. Fasermaterialien weisen eine besonders hohe Zugfestigkeit auf, die insbesondere umso größer ist, je kleiner der Faserquerschnitt, also je dünner die einzelne Faser ist. Eine Matrix kann dem Material zusätzlich eine gewisse Drucksteifigkeit vermitteln und/oder als Stützmaterial dienen. Faserverstärkte Kunststoffe weisen eine besonders hohe Belastbarkeit auf Zug auf. Insbesondere weisen sie im Hinblick auf eine Zugbelastung ein besonders günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Dichte auf. Spinnenfäden können auf natürliche Weise gewonnen, aber auch industriell, insbesondere durch bakterielle Erzeugung, hergestellt werden. Sie weisen eine sehr hohe Belastbarkeit auf Zug bei gleichzeitig geringer Dichte auf.Alternatively or additionally, it is preferably provided that the second material is selected from a group consisting of a fiber material, in particular with or without matrix, a fiber-reinforced plastic, in particular a carbon fiber reinforced plastic, spider yarns, a strand material, a rope material, and wood. Fiber materials have a particularly high tensile strength, which in particular is the greater the smaller the fiber cross-section, ie the thinner the individual fiber. A matrix can additionally impart a certain compressive rigidity to the material and / or serve as a support material. Fiber-reinforced plastics have a particularly high tensile strength. In particular, they have a particularly favorable ratio of strength to density with regard to a tensile load. Spider threads can be obtained naturally but also industrially, in particular by bacterial production. They have a very high load capacity on train with low density at the same time.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine erste Strebenelement massiv ausgebildet ist, insbesondere als Stange. Solche Massivelemente können in einfacher Weise abgelängt werden, sodass bedarfsgerecht verschiedene Längen bereitgestellt werden können. Besonders bevorzugt ist das wenigstens eine erste Strebenelement ein Massivelement, insbesondere eine Stange, aus Beton. Es ist aber auch möglich, dass das wenigstens eine erste Strebenelement hohl ausgebildet ist, insbesondere als Rohr.According to one embodiment of the invention it is provided that the at least one first strut element is solid, in particular as a rod. Such solid elements can in be easily cut so that different lengths can be provided as needed. Particularly preferably, the at least one first strut element is a solid element, in particular a bar, made of concrete. But it is also possible that the at least one first strut element is hollow, in particular as a tube.

Alternativ oder zusätzlich ist das wenigstens eine zweite Strebenelement bevorzugt hohl ausgebildet, insbesondere als Rohr. Auf diese Weise kann das zweite Strebenelement bei gleicher oder nur wenig geminderter Festigkeit besonders leicht ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das zweite Strebenelement als Hohlelement, insbesondere als Rohrelement, aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärktem Kunststoff, ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass das wenigstens eine zweite Strebenelement massiv ausgebildet ist.Alternatively or additionally, the at least one second strut element is preferably hollow, in particular as a tube. In this way, the second strut element with the same or only slightly reduced strength can be particularly easily formed. Particularly preferably, the second strut element is designed as a hollow element, in particular as a tube element, made of fiber-reinforced plastic, in particular carbon fiber reinforced plastic. But it is also possible that the at least one second strut element is solid.

Unter einem Rohr wird ein länglicher Hohlkörper verstanden, der nicht zwingend einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Das Rohr kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, aber auch andere Querschnittsformen, insbesondere einen polygonalen, insbesondere drei-, vier- sechs- oder achteckigen Querschnitt.A tube is understood to mean an elongated hollow body which does not necessarily have a circular cross-section. The tube may have a circular cross-section, but also other cross-sectional shapes, in particular a polygonal, in particular three, four, six or octagonal cross section.

Es ist auch möglich, dass zumindest ein Strebenelement, ausgewählt aus dem ersten Strebenelement und dem zweiten Strebenelement, bereichsweise hohl, im Übrigen aber massiv ausgebildet ist. Insbesondere kann ein solches Strebenelement zumindest an einer Stirnseite eine Bohrung oder Aussparung aufweisen, in die zum Beispiel ein Innendorn zur Befestigung eingreifen kann.It is also possible for at least one strut element, selected from the first strut element and the second strut element, to be hollow in regions, but otherwise solid. In particular, such a strut element at least on one end face have a bore or recess into which, for example, an internal mandrel can engage for attachment.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bügel wenigstens ein Knotenelement aufweist, über welche die wenigstens zwei Strebenelemente miteinander verbunden sind. Insbesondere sind die Strebenelemente über jeweils ein Knotenelement paarweise miteinander verbunden. Es ist aber auch möglich, dass über eines der Knotenelemente mehr als zwei Strebenelemente miteinander verbunden sind.According to one embodiment of the invention it is provided that the bracket has at least one node element, via which the at least two strut elements are interconnected. In particular, the strut elements are connected in pairs via a respective node element. But it is also possible that more than two strut elements are connected to each other via one of the node elements.

Der Aufbau des Bügels aus Knotenelementen einerseits und Strebenelementen andererseits ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung des Bügels, sodass dieser insbesondere auch selbst von Anwendern der Fügezange - abgestimmt auf deren Anforderungen, insbesondere auch modular oder nach dem Baukastenprinzip - gefertigt werden kann. Hierdurch werden Anwender der Fügezange unabhängig von vorgegebenen Bauweisen von Fügezangen, die von herkömmlichen Fügezangen-Herstellern angeboten werden. Aufgrund der günstigen Fertigung rentiert sich der Einsatz eines solchen Bügels dann auch bei kleineren Ausgestaltungen.The structure of the bracket knot elements on the one hand and strut elements on the other hand allows a particularly simple and cost-effective production of the bracket so that this particular even by users of the joining pliers - matched to their requirements, in particular modular or modular principle - can be made. As a result, users of the joining pliers are independent of predetermined designs of joining pliers, which are offered by conventional joining pliers manufacturers. Due to the low production, the use of such a bracket then pays off even with smaller designs.

Vorzugsweise sind die Strebenelemente in Aussparungen der Knotenelemente eingesteckt. Insbesondere weist jedes Knotenelement bevorzugt mindestens zwei Aussparungen auf, wobei in jede der Aussparungen ein Strebenelement mit einem Ende eingesteckt werden kann. Auf diese Weise können die Strebenelemente sehr einfach mit den Knotenelementen verbunden werden.Preferably, the strut elements are inserted in recesses of the node elements. In particular, each node element preferably has at least two recesses, wherein in each of the recesses a strut element can be inserted with one end. In this way, the strut elements can be very easily connected to the node elements.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Strebenelemente mit den Knotenelementen formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt und/oder verklebt sind. Auf diese Weise können die Strebenelemente mit den Knotenelementen sicher, einfach und stabil verbunden werden.Alternatively or additionally, it is provided that the strut elements with the node elements positively, non-positively and / or materially connected, in particular screwed and / or glued. In this way, the strut elements can be securely, easily and stably connected to the node elements.

Insbesondere ist es möglich, dass ein Strebenelement mit einem Ende in eine Aussparung eines Knotenelements eingesteckt und in der Aussparung mit dem Knotenelement formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt und/oder verklebt ist.In particular, it is possible that a strut element is inserted with one end into a recess of a node element and in the recess with the node element positively, positively and / or materially connected, in particular screwed and / or glued.

Die Aussparungen der Knotenelemente sind bevorzugt als Vertiefungen, Sacklöcher, Hülsen, oder Durchgangsöffnungen ausgebildet.The recesses of the node elements are preferably formed as depressions, blind holes, sleeves, or through holes.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Knotenelemente wenigstens ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen. Vorzugsweise bestehen die Knotenelemente aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Besonders bevorzugt weisen die Knotenelemente Stahl auf oder bestehen aus Stahl. Auf diese Weise können die Knotenelemente sehr stabil gefertigt sein.According to one embodiment of the invention, it is provided that the node elements have at least one metal or a metal alloy. Preferably, the node elements are made of a metal or a metal alloy. Particularly preferably, the node elements comprise steel or consist of steel. In this way, the node elements can be made very stable.

Es ist möglich, dass die Knotenelemente aus Vollmaterial, insbesondere durch Zerspanen, gearbeitet sind. Insbesondere können die Knotenelemente aus Vollmaterial gefräst sein. Es ist auch möglich, dass die Knotenelemente durch ein generatives Verfahren, insbesondere ein 3D-Druckverfahren, hergestellt sind.It is possible that the node elements made of solid material, in particular by machining, are worked. In particular, the node elements may be milled from solid material. It is also possible for the node elements to be produced by a generative method, in particular a 3D printing method.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Knotenelemente einstückig ausgebildet oder aus miteinander gefügten Schalen gebildet sind. Sind die Knotenelemente einstückig ausgebildet, können sie eine besonders hohe Stabilität aufweisen. Sind sie aus miteinander gefügten Schalen gebildet, können sie in besonders einfacher Weise gefertigt werden.According to one embodiment of the invention it is provided that the node elements are integrally formed or formed from shells which are joined together. If the node elements are integrally formed, they can have a particularly high stability. If they are formed from shells which are joined together, they can be manufactured in a particularly simple manner.

Insbesondere ein einstückig ausgebildetes Knotenelement kann spanabhebend gebildet sein, insbesondere durch Fräsen, besonders bevorzugt mittels einer 5-Achs-Fräsmaschine. Es ist aber auch möglich, insbesondere ein solches einstückiges Knotenelement oder aber eine Schale für ein Knotenelement generativ, insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens, zu fertigen. Selbstverständlich kann auch eine solche Schale spanabhebend, insbesondere durch Fräsen, gefertigt werden.In particular, an integrally formed node element may be formed by machining, in particular by milling, particularly preferably by means of a 5-axis milling machine. But it is also possible, in particular, such a one-piece node element or a shell for a node element generative, in particular by means of a 3D printing process to manufacture. Of course, such a shell can be machined, in particular by milling.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Knotenelement der wenigstens zwei Knotenelemente eine Aufnahmeaussparung aufweist, die eingerichtet ist zur Aufnahme eines zumindest bereichsweise hohlen Strebenelements, wobei in der Aufnahmeaussparung ein Innendorn angeordnet ist, sodass zwischen einer Innenwandung der Aufnahmeaussparung und einer Außenwandung des Innendorns ein Ringraum zur Aufnahme des zumindest bereichsweise hohlen Strebenelements gebildet ist. Auf diese Weise kann das zumindest bereichsweise hohle Strebenelement sehr sicher und stabil, insbesondere formschlüssig, in dem Ringraum angeordnet werden.According to one embodiment of the invention, it is provided that at least one node element of the at least two node elements has a receiving recess which is adapted to receive an at least partially hollow strut element, wherein in the receiving recess an internal mandrel is arranged so that between an inner wall of the receiving recess and an outer wall of the Innendorns an annular space for receiving the at least partially hollow strut element is formed. In this way, the at least partially hollow strut element can be arranged very securely and stably, in particular form-fitting manner, in the annular space.

Das zumindest bereichsweise hohle Strebenelement kann insbesondere rohrförmig ausgebildet sein, oder eine stirnseitige Aussparung oder Bohrung aufweisen, in die der Innendorn eingreift.The at least partially hollow strut element may in particular be tubular, or have an end-side recess or bore into which the inner mandrel engages.

Vorzugsweise ist der Innendorn in die Aufnahmeaussparung einsetzbar. Es ist dann möglich, Knotenelemente bereitzustellen, deren Aufnahmeaussparungen - ohne einen solchen Innendorn - zur Aufnahme massiver Strebenelemente eingerichtet sind, wobei in den Aufnahmeaussparungen bedarfsweise ein solcher Innendorn angeordnet werden kann, wodurch die Aufnahmeaussparungen eingerichtet werden, um ein zumindest bereichsweise hohles Strebenelement aufzunehmen. Somit müssen die Knotenelemente und insbesondere deren Aufnahmeaussparungen nicht vorab auf bestimmte Strebenelemente eingerichtet werden, sondern können vielmehr bedarfsgerecht durch Anordnen oder Weglassen des Innendorns im Hinblick auf die Anordnung verschiedener Strebenelemente flexibel ertüchtigt werden.Preferably, the inner mandrel is insertable into the receiving recess. It is then possible to provide node elements, the receiving recesses - are set up to accommodate massive strut elements, wherein in the receiving recesses, if necessary, such an inner mandrel can be arranged, whereby the receiving recesses are arranged to receive an at least partially hollow strut element. Thus, the node elements and in particular their receiving recesses need not be set up in advance to certain strut elements, but rather can be flexibly upgraded as needed by arranging or omitting the inner mandrel in view of the arrangement of different strut elements.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zumindest bereichsweise hohle Strebenelement mit der Aufnahmeaussparung, insbesondere mit deren Innenwandung, und/oder mit dem Innendorn, insbesondere mit dessen Außenwandung, formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt ist. Auf diese Weise kann eine besonders stabile Verbindung des zumindest bereichsweise hohlen Strebenelements mit dem Knotenelement bewirkt werden. Besonders bevorzugt ist das zumindest bereichsweise hohle Strebenelement mit der Außenwandung des Innendorns verklebt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das zumindest bereichsweise hohle Strebenelement mit der Außenwandung des Innendorns und mit der Innenwandung der Aufnahmeaussparung verklebt.According to one embodiment of the invention it is provided that the at least partially hollow strut element with the receiving recess, in particular with the inner wall, and / or with the inner mandrel, in particular with its outer wall, positively, positively and / or materially connected, in particular glued. In this way, a particularly stable connection of the at least partially hollow strut element can be effected with the node element. Particularly preferably, the at least partially hollow strut element is glued to the outer wall of the inner mandrel. According to a further preferred embodiment, the at least partially hollow strut element is glued to the outer wall of the inner mandrel and with the inner wall of the receiving recess.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.

Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fügezange, und
2 eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels der Fügezange.

Showing:

1 a schematic representation of an embodiment of a joining tongs, and
2 a schematic detail of an embodiment of the joining pliers.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fügezange 1 zum insbesondere maschinellen Fügen von Bauteilen, insbesondere Karosserieteilen, insbesondere im Karosserie-Rohbau. Die Fügezange 1 ist insbesondere zum Clinchen, Stanznieten, Halbhohlstanznieten, Schweißen, insbesondere Widerstandspunktschweißen, Prägen, Schrauben, und/oder Einpressen ausgebildet. Sie kann insbesondere durch einen Roboter geführt, betätigt und/oder verlagert werden. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a joining tongs 1 for the particular mechanical joining of components, in particular body parts, in particular in the body shell. The joining tongs 1 is in particular for clinching, punch riveting, semi-hollow punching, welding, in particular resistance spot welding, embossing, screwing, and / or press-fitting formed. In particular, it can be guided, actuated and / or relocated by a robot.

Die Fügezange 1 weist ein erstes Wirkende 3 und ein dem ersten Wirkende 3 entlang einer in 1 vertikalen Wirkrichtung gegenüberliegend angeordnetes zweites Wirkende 5 auf, wobei das erste Wirkende 3 und das zweite Wirkende 5 mechanisch durch einen Bügel 7 miteinander verbunden sind. Der Bügel 7 weist eine geometrische Fachwerkstruktur mit wenigstens zwei Strebenelementen 9 auf, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen hier nur zwei mit dem entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Wenigstens ein erstes Strebenelement 11 der Strebenelemente 9 ist im Betrieb der Fügezange 1 auf Druck belastet, und wenigstens ein zweites Strebenelement 13 der Strebenelemente 9 ist im Betrieb der Fügezange 1 auf Zug belastet.The joining tongs 1 has a first effect 3 and the first one 3 along an in 1 vertical acting direction opposite arranged second effect end 5 on, with the first one acting 3 and the second knower 5 mechanically by a strap 7 connected to each other. The coat hanger 7 has a geometric truss structure with at least two strut elements 9 on, of which the sake of clarity, only two are marked with the corresponding reference number. At least one first strut element 11 the strut elements 9 is in operation of the joining tongs 1 loaded under pressure, and at least one second strut element 13 the strut elements 9 is in operation of the joining tongs 1 loaded on train.

Dabei ist hier vorgesehen, dass auf Druck belastete Strebenelemente 11 jeweils ein erstes Material aufweisen, wobei auf Zug belastete Strebenelemente 13 jeweils ein zweites Material aufweisen, wobei das zweite Material von dem ersten Material verschieden ist. Auf diese Weise können die verschiedenen Materialien für die Strebenelemente 9 insbesondere im Hinblick auf ihr Verhältnis von Festigkeit zu Dichte auf die jeweilige Belastungsart der Strebenelemente 9 abgestimmt werden, wodurch der Bügel 7 besonders leicht und zugleich steif ausgestaltet werden kann.It is provided here that pressure-loaded strut elements 11 each having a first material, wherein on train loaded strut elements 13 each having a second material, wherein the second material is different from the first material. In this way, the different materials for the strut elements 9 in particular with regard to their ratio of strength to density on the respective load type of the strut elements 9 be tuned, eliminating the hanger 7 particularly light and stiff at the same time can be configured.

Insbesondere weisen das erste Material und das zweite Material jeweils ein im Hinblick auf die jeweilige Belastung relativ zueinander günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Dichte auf.In particular, the first material and the second material each have a relation between strength and density which is favorable relative to one another with regard to the respective load.

Wenigstens ein Material, ausgewählt aus dem ersten Material und dem zweiten Material, ist bevorzugt ein Leichtbaumaterial. Besonders bevorzugt sind beide Materialien Leichtbaumaterialien.At least one material selected from the first material and the second material is preferably a lightweight material. Particularly preferred are both materials lightweight materials.

Besonders bevorzugt ist das erste Material Beton. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Material ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Fasermaterial, insbesondere mit oder ohne Matrix, einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, Spinnenfäden, einem Litzenmaterial, einem Seilmaterial, und Holz.Particularly preferably, the first material is concrete. Alternatively or additionally, the second material is selected from a group consisting of a fiber material, in particular with or without matrix, a fiber-reinforced plastic, in particular a carbon fiber reinforced plastic, spider yarns, a strand material, a rope material, and wood.

Das wenigstens eine erste Strebenelement 11 ist bevorzugt massiv ausgebildet, insbesondere als Stange. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Strebenelement 13 bevorzugt hohl ausgebildet, insbesondere als Rohr. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest eines der Strebenelemente 11, 13 zumindest bereichsweise hohl, insbesondere mit einer stirnseitigen Aussparung versehen.The at least one first strut element 11 is preferably solid, in particular as a rod. Alternatively or additionally, the second strut element 13 preferably hollow, in particular as a tube. Alternatively or additionally, at least one of the strut elements 11 . 13 at least partially hollow, in particular provided with an end-side recess.

Der Bügel 7 weist wenigstens zwei Knotenelemente 15 auf, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen hier ebenfalls nur zwei mit dem entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Über die Knotenelemente 15 sind jeweils wenigstens zwei Strebenelemente 9 miteinander verbunden. Dabei sind die Strebenelemente 9 bevorzugt in Aussparungen 17 der Knotenelemente 15 eingesteckt und/oder mit den Knotenelementen 15 formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt und/oder verklebt. Insbesondere sind die Strebenelemente 9 vorzugsweise in den Aussparungen 17 mit den Knotenelementen 15 formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt und/oder verklebt.The coat hanger 7 has at least two node elements 15 of which, for the sake of clarity, here too only two are marked with the corresponding reference numeral. About the node elements 15 each are at least two strut elements 9 connected with each other. Here are the strut elements 9 preferably in recesses 17 the node elements 15 inserted and / or with the node elements 15 positively, positively and / or materially connected, in particular screwed and / or glued. In particular, the strut elements 9 preferably in the recesses 17 with the node elements 15 positively, positively and / or materially connected, in particular screwed and / or glued.

Die Knotenelemente 15 weisen bevorzugt wenigstens ein Metall oder eine Metalllegierung, insbesondere Stahl, auf, oder sie bestehen aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus Stahl.The node elements 15 preferably have at least one metal or a metal alloy, in particular steel, or they consist of a metal or a metal alloy, in particular of steel.

Es ist möglich, dass die Knotenelemente 15 einstückig ausgebildet sind. Alternativ ist es möglich, dass die Knotenelemente 15 aus miteinander gefügten Schalen gebildet sind. Es ist auch möglich, dass eines der Knotenelemente 15 einstückig ausgebildet ist, wobei ein anderes Knotenelement 15 der Knotenelemente 15 aus miteinander gefügten Schalen gebildet ist.It is possible that the node elements 15 are integrally formed. Alternatively, it is possible that the node elements 15 are formed from interconnected shells. It is also possible that one of the node elements 15 is integrally formed, with another node element 15 the node elements 15 is formed from interconnected shells.

2 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels der Fügezange 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichem Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist insbesondere ein Abschnitt eines Knotenelements 15 sowie ein Abschnitt eines zweiten, rohrförmigen Strebenelements 13 dargestellt. Statt eines rohrförmigen Knotenelements kann hier auch ein bereichsweise hohles Knotenelement, insbesondere mit einer stirnseitigen Aussparung, zum Einsatz kommen. Dabei kann insbesondere der Innendorn 21 in die stirnseitige Aussparung eingreifen. Das Knotenelement 15 weist hier eine Aufnahmeaussparung 19 auf, die eingerichtet ist zur Aufnahme des rohrförmigen Strebenelements 13. In der Aufnahmeaussparung ist ein Innendorn 21 angeordnet, derart, dass zwischen einer Innenwandung 23 der Aufnahmeaussparung 19 und einer Außenwandung 25 des Innendorns 21 ein Ringraum 27 zur Aufnahme des rohrförmigen Strebenelements 13 gebildet ist. Dabei ist das rohrförmige Strebenelement 13 in den Ringraum 27 eingesteckt und mit der Aufnahmeaussparung 19 und/oder dem Innendorn 21 formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Besonders bevorzugt ist das zweite, rohrförmige Strebenelement 13 mit der Innenwandung 23 und/oder mit der Außenwandung 25 verklebt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist es sowohl mit der Innenwandung 23 als auch mit der Außenwandung 25 verklebt, wobei hier schematisch entsprechende Klebstoffschichten 29 angedeutet sind. 2 shows a schematic detail of an embodiment of the joining tongs 1 , The same and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. In this case, in particular, a section of a node element 15 and a portion of a second tubular strut member 13 shown. Instead of a tubular node element can here also a partially hollow node element, in particular come with a frontal recess used. In particular, the inner mandrel 21 engage in the frontal recess. The node element 15 here has a recording recess 19 which is adapted to receive the tubular strut element 13 , In the receiving recess is an internal mandrel 21 arranged, such that between an inner wall 23 the recording opening 19 and an outer wall 25 of the inner spine 21 an annulus 27 for receiving the tubular strut element 13 is formed. In this case, the tubular strut element 13 in the annulus 27 plugged in and with the recording recess 19 and / or the inner spine 21 positively, positively and / or materially connected. Particularly preferred is the second, tubular strut element 13 with the inner wall 23 and / or with the outer wall 25 bonded. In the embodiment shown here, it is both with the inner wall 23 as well as with the outer wall 25 glued, here schematically corresponding adhesive layers 29 are indicated.

Insgesamt kann mit der hier vorgeschlagenen Fügezange 1 eine zugleich leichte, bauraumsparende und stabile Ausgestaltung in einfacher Weise bereitgestellt werden.Overall, with the joining tongs proposed here 1 a lightweight, space-saving and stable design can be provided in a simple manner.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007020167 A1 [0003]

Claims

Joining pliers (1) for joining components, having a first action end (3) and a second action end (5) arranged opposite the first action end (3) along a direction of action, wherein - the first action end (3) and the second action end (5 ) are mechanically interconnected by a bracket (7), wherein - the bracket (7) has a truss structure with at least two strut elements (9), of which in operation of the joining pliers (1) at least one first strut element (11) on pressure and at least a second strut element (13) are subjected to tension, characterized in that the at least one first strut element (11) comprises a first material different from a second material having the at least one second strut element (13).

Joining pliers (1) Claim 1 , characterized in that the first material and the second material each have a relative to each other in relation to each other favorable ratio of strength to density.

Joining pliers (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one material selected from the first material and the second material is a lightweight material.

Joining pliers (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) the first material is concrete, and / or b) the second material is selected from a group consisting of a fiber material, in particular with or without matrix, a fiber-reinforced plastic , Spider threads, a strand material, a rope material, and wood.

Joining pliers (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) the first strut element (11) is solid, in particular as a rod, and / or b) the second strut element (13) is hollow, in particular as a tube.

Joining pliers (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bracket (7) has at least one node element (15), via which the at least two strut elements (9) are interconnected, wherein preferably the strut elements (9) a) in Recesses (17) of the at least one node element (15) inserted, and / or b) with the at least one node element (15) positively, positively and / or materially connected, in particular glued.

Joining pliers (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one node element (15) comprises at least one metal or a metal alloy, preferably consists of a metal or a metal alloy.

Joining pliers (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one node element (15) is integrally formed or formed from shells which are joined together.

Joining pliers (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one node element (15) having a receiving recess (19) designed to receive an at least partially hollow strut element (13) has an internal mandrel (21) in the receiving recess (19), an annular space (27) for receiving the at least partially hollow strut element (13) is formed between an inner wall (23) of the receiving recess (19) and an outer wall (25) of the inner mandrel (21).

Joining pliers (1) Claim 9 , characterized in that the at least partially hollow strut element (13) with the receiving recess (19) and / or the inner mandrel (21) positively, positively and / or materially connected, in particular glued.