DE10209769B4

DE10209769B4 - Fastener for workpieces

Info

Publication number: DE10209769B4
Application number: DE2002109769
Authority: DE
Inventors: Jürgen Kerner; Gerhart Dipl.-Ing. Unger; Hans Dipl.-Ing. Ramsperger; Alexander Sitzler
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: DE10209769A1

Abstract

Befestigungselement (1) zum Halten und/oder Unterstützen eines Werkstücks (2) in einer Aufnahmevorrichtung (3), umfassend
– einen mit seinem einen Ende (5) mit einer Aufnahmevorrichtung (3) verbindbaren länglichen Haltestift (4),
– einer an dem freien, werkstückzugewandten Ende (8) des Haltestifts (4) angeordnete Werkstück-Auflagefläche (17),
– ein auf dem Haltestift (4) angeordnetes, von einer Fixierstellung zum Halten des Werkstücks (2) in eine werkstückferne Lösestellung überführbares Ringelement (10), welches einen Ringmagneten (11) umfasst, dessen Innendurchmesser (14) kleiner ist als der Außendurchmesser (15) des freien Endes (8) des Haltestifts (4).Fastening element (1) for holding and / or supporting a workpiece (2) in a receiving device (3), comprising
A longitudinal holding pin (4) which can be connected to a receiving device (3) by one end (5),
A workpiece bearing surface (17) arranged at the free, workpiece-facing end (8) of the retaining pin (4),
A ring element (10) arranged on the holding pin (4) and movable from a fixing position for holding the workpiece (2) into a release position remote from the workpiece, which ring magnet (11) has an inner diameter (14) smaller than the outer diameter (15 ) of the free end (8) of the retaining pin (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zum Halten und/oder Unterstützen eines Werkstücks in einer Werkstück-Aufnahmevorrichtung.The The invention relates to a fastener for holding and / or supporting a workpiece in a workpiece receiving device.

Zur Durchführung von geometrischen Meßaufgaben im Zuge der Fahrzeugentwicklung und der Qualitätssicherung muß das zu untersuchende Bauteil in einer Werkstück-Aufnahmevorrichtung gelagert werden, welche eine reproduzierbare Unterstützung und Ausrichtung des Bauteils gewährleistet. Als Aufnahmevorrichtungen für die zu messenden Fahrzeugteile, insbesondere zur Aufnahme großflächiger und labiler Bauteile, werden herkömmlicherweise Meßaufnahmen verwendet, welche Anschlagpunkte bzw. -flächen aufweisen, auf die das Bauteil in definierter Weise aufgelegt wird. Um das Bauteil zu fixieren, werden Befestigungselemente verwendet, die als Spanner ausgebildet sind und die zu fixierenden Bereiche des Bauteils auf die Anschlagpunkte drücken. Die Spanner müssen dabei bezüglich ihrer Form und Ausrichtung exakt auf den betreffenden Anschlagpunkt angepaßt werden, was mit einem hohen Aufwand verbunden ist. Weiterhin ragen die Spanner in das zu messende Bauteil hinein und behindern daher den Meßvorgang: um Kollisionen des Meßmittels (insbesondere der Meßkopfes einer Koordinatenmeßmaschine) mit den Spannern zu vermeiden, muß die Position der Spanner bei der Meßprogrammerstellung explizit berücksichtigt werden; weiterhin sind aufgrund der Kollisionsproblematik in denjenigen Bereichen, in denen Spanner vorgesehen sind, keine Messungen möglich. In Abhängigkeit von der Meßaufgabe kann die Auswahl und Positionierung der Spanner daher sehr aufwendig sein.to execution of geometric measurement tasks in the course of vehicle development and quality assurance that has to are stored in a workpiece receiving device examining component which a reproducible support and alignment of the component guaranteed. As recording devices for the vehicle parts to be measured, in particular for receiving large-area and unstable components, are conventionally Meßaufnahmen used, which have attachment points or surfaces on which the Component is placed in a defined manner. To fix the component, fasteners are used, which are designed as tensioners are and the areas of the component to be fixed on the attachment points to press. The tensioners must with respect to their shape and orientation exactly on the relevant anchor point customized be, which is associated with a lot of effort. Continue to protrude the tensioner into the component to be measured in and therefore hamper the measuring process: to collisions of the measuring means (in particular the measuring head a coordinate measuring machine) With the tensioners to avoid, the position of the tensioner must be during measurement program creation explicitly considered become; continue to be due to the collision problem in those Areas where tensioners are provided, no measurements possible. In Dependence on the measuring task Therefore, the selection and positioning of the tensioner can be very expensive be.

Ein Befestigungselement, das ein Bauteil nur von einer Seite aus fixiert und daher eine gute Zugänglichkeit des Bauteils ermöglicht, ist aus der US 4 838531 bekannt. Das Bauteil wird auf das Befestigungselement aufgelegt und mit Hilfe von Saugnäpfen auf dem Befestigungselement fixiert. Allerdings ist das in der US 4 838 531 gezeigte Befestigungselement ein hochkopmliziertes und komplexes Gebilde, da es – neben der Haltefunktion – mehrere weitere Einstellfunktionen ermöglicht. Ein solches Befestigungselement ist für den Einsatz in Messsystemen viel zu kostspielig und kompliziert. Gleiches gilt auch für ein aus der US 5 590 870 bekanntes Befestigungselement, bei dem das Bauteil mit Hilfe eines frei rotierbaren Saugnapfes fixiert wird.A fastener that fixes a component only from one side and therefore allows good accessibility of the component, is from the US 4,838,531 known. The component is placed on the fastener and fixed by means of suction cups on the fastener. However, that is in the US 4,838,531 fastener shown a hochkopmliziertes and complex structure, since it - in addition to the holding function - allows several other adjustment functions. Such a fastener is much too costly and complicated for use in measuring systems. The same applies to one from the US Pat. No. 5,590,870 known fastening element, in which the component is fixed by means of a freely rotatable suction cup.

Weiterhin ist in der US 2 993 395 ein Befestigungselement gezeigt, das einen auf einem winkelverstellbaren Kugelkopf montierten Schraubstock umfasst; der Kugelkopf kann mit Hilfe einer magnetischen Arretiervorrichtung in beliebigen Winkellagen fixiert werden. Das zu halternde Bauteil wird im Schraubstock eingespannt. Ein solches Einspannen ist zeitaufwendig. Zudem ist der Einsatz dieses Befestigungselements auf solche Anwendungsfälle beschränkt, in denen Bauteilbereiche ohne Beeinträchtigung in einem Schraubstock fixierbar sind. Für großflächige Freiform-Bauteile und/oder Bauteile mit empfindlichen Oberflächen ist eine solche Art der Fixierung nicht geeignet.Furthermore, in the US 2,993,395 a fastener comprising a vise mounted on an angle adjustable ball head; The ball head can be fixed in any angular positions by means of a magnetic locking device. The component to be held is clamped in the vice. Such a clamping is time consuming. In addition, the use of this fastener is limited to those applications in which component areas are fixed without affecting in a vise. For large-area free-form components and / or components with sensitive surfaces such a type of fixation is not suitable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Befestigungselement zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe dessen beliebig geformte Werkstücke schnell in einer Aufnahmevorrichtung fixiert werden können und welches die Zugänglichkeit der Werkstückoberfläche für Meß- oder Bearbeitungsmittel nicht behindert.Of the The invention is therefore based on the object, a cost-effective Fastener available to provide, with the help of arbitrarily shaped workpieces quickly can be fixed in a receiving device and which the accessibility the workpiece surface for measuring or processing means not disabled.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement ist zweiteilig ausgebildet und umfaßt einen Haltestift, der mit einer Aufnahmevor richtung verbunden wird, sowie ein magnetisches Ringelement, das verschieblich auf dem Haltestift angeordnet ist. Das Ringelement kann von einer „Fixierstellung" (zur Fixierung des Werkstücks) in eine werkstückferne „Lösestellung" (zur Entnahme des Werkstücks) überführt werden. Der Innendurchmesser des Ringelements ist kleiner als das von der Aufnahmevorrichtung abragende freie Ende des Haltestifts, so daß das Ringelement nicht über dieses freie Ende hinweg abgestreift werden kann. Auf dem freien Ende des Haltestifts ist eine Werkstück-Auflagefläche vorgesehen, auf der das zu bearbeitende und/oder zu messende Werkstück aufgelegt wird. Dann wird das auf dem Haltestift aufgefädelte Ringelement zum Werkstück hin verschoben. Besteht das Werkstück aus einem ferromagnetischen Werkstoff, so erfährt der Ringmagnet bei Annäherung an das Werkstück eine wachsende Anziehungskraft. Da die Verdickung des freien Endes des Haltestifts ein (Entweichen) des Ringelements verhindert, wird das Werkstück durch die Wirkung der seitens des Ringmagneten auf das Werkstück ausgeübten Magnetkraft zu der Werkstück-Auflagefläche des Haltestifts hin gezogen. Die Fixierung des Werkstücks im Befestigungselement geschieht somit ausschließlich durch die magnetische Anziehungskraft des Ringelements; es sind keine zusätzlichen Spanner etc. vonnöten.The inventive fastener is formed in two parts and includes a retaining pin with a Aufnahmevor direction is connected, and a magnetic Ring element which is arranged displaceably on the retaining pin. The ring element can be moved from a "fixing position" (for fixing the Workpiece) in a workpiece-detached "release position" (for removal of the Workpiece) are transferred. The inner diameter of the ring member is smaller than that of the Cradle projecting free end of the retaining pin, so that the ring element no over this free end can be stripped away. On the free End of the retaining pin is provided a workpiece support surface on which the to be machined and / or measured workpiece is placed. Then it will be the threaded on the retaining pin Ring element towards the workpiece postponed. Does the workpiece exist? made of a ferromagnetic material, so the ring magnet learns when approaching the workpiece a growing attraction. Because the thickening of the free end of the retaining pin prevents (escape) of the ring element is the workpiece by the effect of the magnetic force exerted on the workpiece by the ring magnet to the workpiece support surface of Pulled pen down. The fixation of the workpiece in the fastener thus happens exclusively by the magnetic attraction of the ring element; there are No additional Tensioner, etc. needed.

Beide Teile des Befestigungselements – Haltestift und Ringelement – greifen gemeinsam auf der der Werkstückaufnahme zugewandten Unterseite des Werkstücks an; die Werkstückoberseite ist daher dem Meß- bzw. Bearbeitungsprozeß ohne Beeinträchtigungen zugänglich. Somit brauchen die Befestigungselemente bei einer Erstellung des Meß- bzw. Bearbeitungsprogramms nicht berücksichtigt zu werden.Both parts of the fastener - holding pin and ring element - engage together on the workpiece receiving bottom side of the workpiece; the workpiece top side is therefore the measurement or processing process accessible without interference. Thus, the Befes need tigungselemente not be considered in a preparation of the measurement or machining program.

Aufgrund der geometrischen Gestaltung des Ringelements, dessen Innendurchmessers geringer ist als der Außendurchmesser der Haltestift-Spitze, ist das Ringelement unlösbar mit dem Haltestift verbunden, sobald dieser in die Werkstück-Aufnahmevorrichtung eingeschraubt worden ist; dies hat den Vorteil, daß das Ringelement beim Entnehmen des Werkstücks aus der Aufnahmevorrichtung nicht abfallen und nicht verloren gehen kann. Weiterhin gestaltet sich das Einspannen eines Werkstücks in die Aufnahmevorrichtung sehr einfach, weil lediglich die auf den Haltestiften aufgefädelten Ringelemente zur auf den Haltestiften aufliegenden Unterseite des Werkstücks hinbewegt werden müssen, um das Werkstück zu fixieren.by virtue of the geometric design of the ring member whose inner diameter is less than the outer diameter the retaining pin tip, the ring element is permanently connected to the retaining pin, as soon as this enters the workpiece holder has been screwed; This has the advantage that the ring element when removing the workpiece Do not fall off the cradle and not get lost can. Furthermore, the clamping of a workpiece designed in the receiving device very simple, because only the threaded on the retaining pins ring elements moved towards the resting on the retaining pins underside of the workpiece Need to become, around the workpiece to fix.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement besteht aus wenigen Einzelteilen und ist preiswert zu fertigen. Haltestifte mit einem Kugelkopf sind kommerziell verfügbar. Zur Herstellung des Ringelements kann ein kommerziell erhältlicher Ringmagnet zum Einsatz kommen, so daß die einzige Komponente des Befestigungselements, die gesondert angefertigt werden muß, die den Ringmagnet umgebende Hülse ist.The inventive fastener consists of few individual parts and is inexpensive to manufacture. Retaining pins with a ball head are commercially available. to Production of the ring member may be commercially available Ring magnet are used, so that the only component of Fastener, which must be made separately, the Ring magnet surrounding sleeve is.

Neben den oben erwähnten Werkstücken aus ferromagnetischen Werkstoffen können auch Werkstücke aus nicht-ferromagnetischen Werkstoffen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Befestigungselement fixiert werden, wenn auf die dem Befestigungselement abgewändete Oberseite des Werkstücks – gegenüber dem magnetischen Ringelement – ein ferromagnetisches Gegenstück aufgelegt wird; das zu fixierende Werkstück wird in diesem Fall zwischen Ringelement und Gegenstück eingespannt. Das Gegenstück kann bezüglich seiner Geometrie so gestaltet werden, daß es den Meß- bzw. Bearbeitungsvorgang unwesentlich beeinträchtigt.Next the above mentioned Workpieces off ferromagnetic materials can also workpieces made of non-ferromagnetic materials using the fastener of the invention be fixed when on the fastener, the upper side of the workpiece - opposite to the magnetic ring element - a ferromagnetic counterpart is launched; the workpiece to be fixed in this case between Ring element and counterpart clamped. The counterpart can respect Its geometry can be designed so that it is the measuring or machining process insignificantly impaired.

Das freie Ende des Haltestifts ist vorzugsweise als Kugel ausgeformt (siehe Anspruch 2). Dies hat den Vorteil, daß für das zu haltende Werkstück – unabhängig von den genauen Werkstückmaßen bzw. von Toleranzen – ein wohldefinierter Anschlagpunkt zur Verfügung steht. Weiterhin hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß sich der Anschlagpunkt – unabhängig von der Winkellage des Haltestifts gegenüber der Aufnahmevorrichtung und dem Werkstück – an einem festen Ort befindet, da der Anlagepunkt des Werkstück an der Kugelfläche – unabhängig von der Winkellage – immer in einem festen Abstand zum Kugelmittelpunkt liegt.The free end of the retaining pin is preferably formed as a ball (see claim 2). This has the advantage that for the workpiece to be held - regardless of the exact workpiece dimensions or of Tolerances - a well-defined anchor point is available. Furthermore, this one has Design the advantage that the anchor point - independent of the angular position of the retaining pin relative to the receiving device and the workpiece - on one fixed location, since the contact point of the workpiece at the Spherical surface - independent of the angular position - always is at a fixed distance to the ball center.

Der ringförmige Magnet ist zweckmäßigerweise ein Permanentmagnet (siehe Anspruch 3); im Unterschied zu einem Elektromagneten braucht hier keine Stromversorgung bereitgestellt zu werden. Um eine besonders hohe Haltekraft des Befestigungselements zu bewirken, besteht der Ringmagnet vorzugsweise aus einem Seltenerden-Magnetwerkstoff, insbesondere aus Neodymeisen.Of the annular Magnet is appropriate a permanent magnet (see claim 3); unlike one Electromagnet needs no power supply provided here to become. To a particularly high holding force of the fastener To effect, the ring magnet is preferably made of a rare earth magnet material, in particular from neodymium.

Vorteilhafterweise ist der Ringmagnet des Ringelements zumindest abschnittsweise von einer Hülse aus einem elastischen Kunststoff umgeben (siehe Anspruch 4). Durch diese (teilweise) Einbettung des Magneten in Kunststoff kann erreicht werden, daß das zu fixierende Werkstück nur mit dem – vergleichsweise weichen – Kunststoff in Berührung kommt und somit nicht verkratzt wird. Weiterhin ist Kunststoff wesentlich leichter zu bearbeiten als magnetische Werkstoff; somit kann zur Herstellung des Ringelements einen kommerziell verfügbarer „Standard"-Ringmagnet zum Einsatz kommen, während die detaillierte geometrische Formgebung des Ringelements durch die Gestaltung der Hülse erfolgt. Insbesondere kann der dem Haltestift zugewandte Innenbereich der Hülse so gestaltet sein, daß die dem Werkstück zugewandte kugelförmige Spitze des Haltestifts immer um einen geringen Abstand (zwischen 0,5 und 1,5 mm) aus dem Ringelement herausragt (siehe Anspruch 5). Dies hat den Vorteil, daß das durch das Befestigungselement fixierte Werkstück einerseits immer auf dem Haltestift aufliegt (und somit immer eine reproduzierbaren Abstand zum Kugelmittelpunkt hat) und daß das Ringelement andererseits dem Werkstück sehr weit angenähert werden kann (und somit eine starke magnetische Haltekraft auf das Werkstück ausübt). Weiterhin ist es vorteilhaft, den Innendurchmesser des Ringelements so groß zu wählen, daß das Ringelement gegenüber dem Haltestift gekippt werden kann; so kann sich das Ringelement – unabhängig von der Winkellage des Haltestifts gegenüber dem aufliegenden Werkstück – immer näherungsweise parallel zu dem auf der Kugel des Haltestifts aufliegenden Werkstück ausrichten.advantageously, is the ring magnet of the ring element at least partially from a sleeve surrounded by an elastic plastic (see claim 4). By this (partial) embedding of the magnet in plastic can be achieved be that workpiece to be fixed only with the - comparatively soft - plastic comes into contact and thus not scratched. Furthermore, plastic is essential easier to machine than magnetic material; thus can to Production of the ring element is a commercially available "standard" ring magnet used come while the detailed geometric shape of the ring member by the Design of the sleeve he follows. In particular, the interior of the retaining pin facing the interior the sleeve be designed so that the the workpiece facing spherical Tip of the retaining pin always at a small distance (between 0.5 and 1.5 mm) protrudes from the ring element (see claim 5). This has the advantage that through the fastener fixed workpiece on the one hand always on the Holding pin rests (and thus always a reproducible distance to the ball center) and that the ring member on the other hand the workpiece very approximate can be (and thus exerts a strong magnetic holding force on the workpiece). Farther it is advantageous to choose the inner diameter of the ring member so large that the ring element across from the retaining pin can be tilted; so can the ring element - regardless of the angular position of the retaining pin against the resting workpiece - always approximately align parallel to the workpiece resting on the ball of the retaining pin.

Vorteilhafterweise besteht der Haltestift aus einem nicht-ferromagnetischen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium (siehe Anspruch 6). Dadurch wird sichergestellt, daß zwischen Haltestift und Ringelement keine magnetischen Kräfte wirken, welche die auf das zu fixierende Werkstück ausgeübte Haltekraft beeinträchtigen. Alternativ können auch Haltestifte aus Stahl verwendet werden.advantageously, the retaining pin consists of a non-ferromagnetic material, in particular made of aluminum (see claim 6). This will ensure that between Holding pin and ring element no magnetic forces acting on which the workpiece to be fixed practiced Holding force impair. Alternatively you can Also steel retaining pins are used.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigen:in the The following will be the invention with reference to an illustrated in the drawings embodiment explained in more detail; there demonstrate:

1 eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselements mit einem näherungsweise senkrecht auf dem Haltestift aufliegenden Werkstück; 1 a side sectional view of a fastener according to the invention with an approximately perpendicular auflie on the retaining pin auflie ing workpiece;

2 eine seitliche Schnittansicht gemäß 1 mit einem gekippt gegenüber dem Haltestift aufliegenden Werkstück; 2 a side sectional view according to 1 with a tilted against the retaining pin resting workpiece;

3 eine Schnittansicht III-III nach 2. 3 a sectional view III-III after 2 ,

1 zeigt ein Befestigungselement 1, mit Hilfe dessen ein ferromagnetisches Werkstück 2 gegenüber einer Werkstück-Aufnahmevorrichtung 3 gehalten wird. Das Befestigungselement 1 umfaßt zwei Einzelteile, einen Haltestift 4 und ein auf diesen Haltestift 4 aufgefädeltes Ringelement 10. Der Haltestift 4 besteht aus einem nicht-ferromagnetischen Werkstoff und weist an seinem werkstückabgewandten Ende 5 ein Gewinde 6 auf, mit dem er in ein Gewindeloch der Aufnahmevorrichtung 3 eingeschraubt ist. Zur Fixierung der Einschraubtiefe des Haltestifts 4 in die Werkstückaufnahme 3 ist eine Mutter/Kontermutter 7 vorgesehen. Das werkstückzugewandte Ende 8 des Haltestifts 4 ist in Form einer Kugel 9 gestaltet. 1 shows a fastener 1 , with the help of which a ferromagnetic workpiece 2 opposite a workpiece receiving device 3 is held. The fastener 1 includes two items, a retaining pin 4 and one on this holding pin 4 threaded ring element 10 , The retaining pin 4 consists of a non-ferromagnetic material and has at its end facing away from the workpiece 5 a thread 6 on, with which he enters a threaded hole of the cradle 3 is screwed. For fixing the screw-in depth of the retaining pin 4 into the workpiece holder 3 is a mother / counter nut 7 intended. The workpiece-facing end 8th of the retaining pin 4 is in the form of a sphere 9 designed.

Das Ringelement 10 wird durch einen ringförmigen Permanentmagneten 11 aus Neodymeisen gebildet, der teilweise von einer Hülse 12 aus einem elastischen Kunststoff, z.B. aus Teflon, gebildet ist. Der dem Haltestift 4 zugewandte Innenbereich des Ringelements 10 weist einen ringförmig umlaufender Wulst 13 mit einem Innendurchmesser 14 auf, der kleiner ist als der Durchmesser 15 der Kugel 9 des Haltestifts 4; dieser Wulst 13 verhindert somit, daß das Ringelement 10 über das werkstückzugewandte Ende 8 des Haltestifts 4 gestreift werden kann.The ring element 10 is through an annular permanent magnet 11 made of neodymium, partly of a sleeve 12 made of an elastic plastic, eg Teflon. The holding pen 4 facing interior of the ring member 10 has an annular circumferential bead 13 with an inner diameter 14 which is smaller than the diameter 15 the ball 9 of the retaining pin 4 ; this bead 13 thus prevents the ring element 10 over the workpiece-facing end 8th of the retaining pin 4 can be striped.

Wird ein Werkstück 2 aus einem ferromagnetischen Werkstoff dem Befestigungselement 1 angenähert, so wirkt zwischen dem Magneten 11 des Ringelements 10 und dem Werkstück 2 eine Anziehungskraft, die umso größer ist, je geringer der Abstand zwischen Werkstück 2 und Magnet 11 ist. Die größte Annäherung zwischen Werkstück 2 und Magnet 11 – und somit die höchste Anziehungskraft – wird erreicht, wenn das Ringelement 10 so weit wie möglich in Richtung des bauteilzugewandten Endes 8 des Haltestifts 4 verschoben ist, während das Werkstück 2 auf der Kugel 9 des Haltestifts 4 aufliegt. Die hierbei eingenommene Relativlage des Ringelements 10 gegenüber dem Haltestift 4 definiert die sogenannte „Fixierstellung" des Befestigungselements 1 und ist in 1 und 2 in durchgehenden Linien dargestellt. In dieser „Fixierstellung" liegt die Innenkante 16 des Wulstes 13 auf der Kugel 9 an und verhindert eine weitere Annäherung des Ringelements 10 an das Werkstück 2. Der Wulst 13 des Ringelements ist so bemessen, daß in dieser „Fixierstellung" die werkstückzugewandte Spitze 17 der Kugel 9 im einen gewissen Betrag aus dem Ringelement 10 herausragt, so daß die Spitze 17 der Kugel 9 um die Höhe 18 (etwa 0,5 bis 1,5 mm) gegenüber der werkstückzugewandten Stirnfläche 19 des Ringelements 10 hervorsteht.Becomes a workpiece 2 made of a ferromagnetic material the fastener 1 approximated, so acts between the magnet 11 of the ring element 10 and the workpiece 2 an attraction, the greater the smaller the distance between the workpiece 2 and magnet 11 is. The biggest approach between workpiece 2 and magnet 11 - And thus the highest attraction - is achieved when the ring element 10 as far as possible towards the component-facing end 8th of the retaining pin 4 is shifted while the workpiece 2 on the ball 9 of the retaining pin 4 rests. The case taken relative position of the ring element 10 opposite the retaining pin 4 defines the so-called "fixing position" of the fastener 1 and is in 1 and 2 shown in solid lines. In this "Fixierstellung" lies the inner edge 16 of the bead 13 on the ball 9 and prevents further approximation of the ring member 10 to the workpiece 2 , The bead 13 the ring element is dimensioned so that in this "fixing position" the workpiece facing tip 17 the ball 9 in a certain amount from the ring element 10 sticking out so that the top 17 the ball 9 around the height 18 (about 0.5 to 1.5 mm) with respect to the workpiece-facing end face 19 of the ring element 10 protrudes.

In der „Fixierstellung" des Befestigungselements 1 liegt das Werkstück 2 daher auf der aus dem Ringelement 10 herausragenden Kugelspitze 17 des Haltestifts 4 auf und nimmt in dieser Lage einen festen Abstand zum Kugelmittelpunkt 20 ein, welcher sich seinerseits in einem festen (durch die Einschraubtiefe des Haltestifts 4 in der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 3 bestimmten) Abstand zur Werkstückaufnahme 3 befindet. Somit ist durch die Ausgestaltung des Befestigungselements 1 eine definierte Raumlage des Werkstücks 2 gegenüber der Aufnahmevorrichtung 3 gegeben. Die magnetische Anziehungskraft zwischen Ringmagnet 11 und ferromagnetischem Werkstück 2 bewirkt eine Fixierung des Werkstücks 2 in dieser Raumlage. Da das Ringelement 10 im Bereich der das Werkstück 2 berührenden Stirnfläche 19 das elastische Hülsenmaterial aufweist, besteht keine Gefahr einer Verkratzung der Werkstückunterseite durch das Ringelement 10; daher können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1 auch Werkstücke 2 mit empfindlicher Oberfläche fixiert werden, ohne Schaden zu nehmen.In the "Fixierstellung" of the fastener 1 is the workpiece 2 therefore on the from the ring element 10 outstanding ball point 17 of the retaining pin 4 on and takes in this position a fixed distance to the ball center 20 which, in turn, in a fixed (by the depth of engagement of the retaining pin 4 in the workpiece receiving device 3 certain) distance to the workpiece holder 3 located. Thus, by the configuration of the fastener 1 a defined spatial position of the workpiece 2 opposite the receiving device 3 given. The magnetic attraction between ring magnet 11 and ferromagnetic workpiece 2 causes a fixation of the workpiece 2 in this spatial position. Because the ring element 10 in the area of the workpiece 2 touching face 19 has the elastic sleeve material, there is no risk of scratching the workpiece bottom by the ring member 10 ; therefore, with the aid of the fastening element according to the invention 1 also workpieces 2 be fixed with a sensitive surface without being damaged.

Soll das Werkstück 2 aus der Aufnahmevorrichtung 3 entnommen werden, so wird das Ringelement 10 manuell – entgegen der magnetischen Haltekraft zwischen Werkstück 2 und Ringmagnet 11 – in eine werkstückferne, in 1 gestrichelt angedeutete Lage überführt, welche der sogenannten „Lösestellung" des Befestigungselements 1 entspricht. In dieser „Lösestellung" ist die magnetische Anziehungskraft zwischen Werkstück 2 und Ringmagnet 11 zu gering, um das Ringelement 10 – entgegen der Schwerkraft – in die „Fixierstellung" zu überführen; befindet sich das Befestigungselement 1 in der „Lösestellung", so kann das Werkstück 2 somit aus der Aufnahmevorrichtung 3 entnommen werden, ohne große Leistung gegen die magnetischen Anziehungskräfte leisten zu müssen.Should the workpiece 2 from the recording device 3 are removed, then the ring element 10 manually - against the magnetic holding force between the workpiece 2 and ring magnet 11 - in a workpiece distant, in 1 dashed line indicated position transferred, which the so-called "release position" of the fastener 1 equivalent. In this "release position" is the magnetic attraction between the workpiece 2 and ring magnet 11 too small to the ring element 10 - contrary to gravity - to transfer into the "fixing position" is the fastener 1 in the "release position", so can the workpiece 2 thus from the recording device 3 be removed without having to perform much against the magnetic forces of attraction.

Alternativ kann das Werkstück 2 aus einem in der „Fixierstellung" befindlichen Befestigungselement 1 entnommen werden, wenn das Werkstück – unter Überwindung der magnetischen Anziehungs kräfte zwischen Werkstück 2 und Ringmagnet 11 – manuell von der Kugel 9 des Haltestifts 4 entfernt wird; das Ringelement 10 fällt dann unter der Wirkung der Schwerkraft in die „Lösestellung" zurück.Alternatively, the workpiece 2 from a fixing element located in the "fixing position" 1 are removed when the workpiece - overcoming the magnetic attraction forces between the workpiece 2 and ring magnet 11 - manually from the ball 9 of the retaining pin 4 Will get removed; the ring element 10 then falls under the effect of gravity in the "release position" back.

Selbstverständlich braucht das Ringelement 10 in seiner „Lösestellung" nicht – wie in 1 gezeigt – auf der Mutter/Kontermutter 7 aufliegen, sondern kann sich – je nach Winkellage des Haltestifts 4 – in einer beliebigen Position auf dem Haltestift 4 befinden.Of course, the ring element needs 10 in its "release position" not - as in 1 shown - on the nut / locknut 7 rest, but can - depending on the angular position of the retaining pin 4 - in any position on the retaining pin 4 are located.

Der Innendurchmesser 14 und die Form des Wulstes 13 sind so auf den Durchmesser 15 der Kugel 9 abgestimmt, daß der Wulst 13 einerseits das Abstreifen das Ringelement 10 vom Haltestift 4 verhindert, andererseits aber ein Kippen des Ringelements 10 gegenüber dem Haltestift 4 gestattet. Während der Haltestift 4 der 1 näherungsweise parallel zur (lokalen) Flächennormale 21 des Werkstücks 2 angeordnet ist, zeigt 2 ein Befestigungselement 1, dessen Haltestift 4 gegenüber der (lokalen) Flächennormalen 21 des Werkstücks 2 gekippt ist. Aufgrund des gegenüber dem Durchmesser des Haltestifts 4 vergrößerten Innendurchmesser 14 des Ringelement-Wulstes 13 kann das Ringelement 10 die Kippung zwischen Werkstück 2 und Haltestift 4 kompensieren und richtet sich in der „Fixierstellung" – ebenso wie in 1 – näherungsweise parallel zur Werkstückoberfläche aus, so daß eine unverändert hohe Magnetkraft zwischen Werkstück 2 und Ringelement 10 vorliegt.The inner diameter 14 and the shape of the bead 13 are so on the diameter 15 the ball 9 matched that the bead 13 on the one hand, the stripping the ring element 10 from the retaining pin 4 prevents, on the other hand, but a tilting of the ring element 10 opposite the retaining pin 4 allowed. While the retaining pin 4 of the 1 approximately parallel to the (local) surface normal 21 of the workpiece 2 is arranged, shows 2 a fastener 1 , its retaining pin 4 towards the (local) surface normal 21 of the workpiece 2 is tilted. Due to the diameter of the retaining pin 4 enlarged inside diameter 14 of the ring element bead 13 can the ring element 10 the tilt between workpiece 2 and holding pin 4 compensate and is directed in the "fixation position" - as well as in 1 - Approximately parallel to the workpiece surface, so that an unchanged high magnetic force between the workpiece 2 and ring element 10 is present.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement 1 kann auch zur Fixierung von nicht-ferromagnetischen Werkstücken 2 (z.B. Werkstücken aus Glas, Kunststoff, Aluminium etc.) verwendet werden. In diesem Fall wird – wie in 1 strichpunktiert angedeutet – ein Permanentmagnet als Gegenstück 22 verwendet, das im Bereich des Befestigungselements 1 auf die der Kugel 9 abgewandte Oberseite 23 des Werkstücks 2 aufgelegt wird. Wird nun das Ringelement 10 von der „Lösestellung" in die „Fixierstellung" verschoben, so wirkt zwischen Ringmagnet 11 und magnetischem Gegen stück 2 eine Magnetkraft, durch welche das Werkstück 2 zwischen Ringelement 10 und Gegenstück 22 fixiert wird.The fastening element according to the invention 1 can also be used to fix non-ferromagnetic workpieces 2 (eg workpieces made of glass, plastic, aluminum, etc.) can be used. In this case - as in 1 indicated by dotted lines - a permanent magnet as a counterpart 22 used in the area of the fastener 1 on the ball 9 opposite top 23 of the workpiece 2 is hung up. Will now be the ring element 10 moved from the "release position" in the "Fixierstellung", so acts between ring magnet 11 and magnetic counterpart 2 a magnetic force through which the workpiece 2 between ring element 10 and counterpart 22 is fixed.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement eignet sich zum Halten und Fixieren von Werkstücken während der Durchführung von Meßaufgaben sowie während der Durchführung von kräftearmen Bearbeitungsverfahren (wie z.B. Laserschneiden).The inventive fastener is suitable for holding and fixing workpieces while performing measuring tasks as well as during the implementation of poor strength Processing methods (such as laser cutting).

Claims

Fastening element ( 1 ) for holding and / or supporting a workpiece ( 2 ) in a receiving device ( 3 ), comprising - one with its one end ( 5 ) with a receiving device ( 3 ) connectable elongated retaining pin ( 4 ), - one at the free, workpiece-facing end ( 8th ) of the retaining pin ( 4 ) arranged workpiece support surface ( 17 ), - one on the retaining pin ( 4 ), from a fixing position for holding the workpiece ( 2 ) in a workpiece remotely detachable position ring element ( 10 ), which is a ring magnet ( 11 ) whose inner diameter ( 14 ) is smaller than the outer diameter ( 15 ) of the free end ( 8th ) of the retaining pin ( 4 ).

Fastening element according to claim 1, characterized in that the free end ( 8th ) of the retaining pin ( 4 ) in the form of a sphere ( 9 ) is configured, wherein the workpiece facing part as a workpiece support surface ( 17 ) serves.

Fastening element according to claim 1 or 2, characterized in that the annular magnet ( 11 ) is a permanent magnet made of a rare earth magnet material, in particular of neodymium iron.

Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the ring magnet ( 11 ) of the ring element ( 10 ) at least in sections of a sleeve ( 12 ) is surrounded by an elastic plastic.

Fastening element according to one of claims 2 to 4, characterized in that thickness and inner diameter ( 14 ) of the ring element ( 10 ) so on the diameter ( 15 ) the ball ( 9 ) of the retaining pin ( 4 ) that the workpiece ( 2 ) facing part ( 17 ) the ball ( 9 ) at least between 0.5 mm and 1.5 mm above the workpiece ( 2 ) facing end face ( 19 ) of the ring element ( 10 protrudes).

Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the retaining pin ( 4 ) consists of a non-ferromagnetic material, in particular of aluminum.