DE102010006401B4 - Method of making a draft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Durchzugs mittels eines Durchzugsformers durch wenigstens zwei in einem Fügebereich übereinander angeordneten Bauteilen zwecks Einbringung eines Fügehilfsteils. Erfindungsgemäß wird der Durchzugsformer mit einer Zentrierspitze ausgebildet und durch eine schlagartige Bewegung aus einer Anfangsstellung mit hoher Geschwindigkeit im Fügebereich in die Bauteile drehungsfrei axial bis in eine Endstellung eingetrieben, so dass die Zentrierspitze beide Bauteile vollständig durchdringend über das dem Durchzugsformer abgewandte Bauteil hinaus austritt. Anschließend wird der Durchzugsformer wieder in seine Anfangsstellung bewegt.The invention relates to a method for producing a passage by means of a passage former through at least two components arranged one above the other in a joining area for the purpose of introducing a joining part. According to the invention, the pull-through former is designed with a centering point and is driven axially through a sudden movement from an initial position at high speed in the joining area into the components, free of rotation, into an end position, so that the centering point exits through the component facing away from the pull-through former, completely penetrating both components. Then the pull-through former is moved back to its starting position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Durchzugs mittels eines Durchzugsformers gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a passage by means of a passage former according to the preamble of
Als Thermofließlochformen ist ein spanloses Verfahren zur Herstellung von Durchzügen in Blechen und Rohren bekannt, bei dem ein konisch angespitzter, zylindrischer Hartmetalldorn als Durchzugsformer in Rotation versetzt und mit einer Kraft auf das umzuformende Werkstück derart gepresst wird, dass durch die dabei entstehende Reibung zwischen dem Blech und dem Dorn die erforderliche Wärme zur Reduzierung des Widerstandes und zur Erhöhung der Plastizität des Werkstoffes des Bleches erzeugt und das Material hierdurch umformbar wird. Hierbei entsteht in Vorschubrichtung des Dorns auf der Unterseite des Bleches ein Durchzug, in den bspw. ein Gewinde gefurcht werden kann. Bei diesem bekannten Thermofließlochformen stellt die Rotationsbewegung des Dorns bzw. des Durchzugsformers die Hauptbewegung dar, während in Achsrichtung der Dorn lediglich einen Bewegungsvorschub erfährt. Ein entsprechendes Werkzeug mit einem Fließlochdorn zur Herstellung von Durchzügen ist bspw. aus der
Der Nachteil dieses bekannten Thermofließlochformen liegt in der erforderlichen hohen Prozesszeit zur Herstellung eines Durchzugs.The disadvantage of this known Thermofließlochformen is the required high process time for the production of a passage.
Um in der Automobilindustrie Gewichtsreduzierungen zu realisieren, kommen immer dünnere Bauteile aus hochfesten oder höchstfesten Stählen zum Einsatz, deren Umformverhalten nicht den bisher eingesetzten Stählen entspricht. Es hat sich gezeigt, dass das oben beschriebene Thermofließlochformen mit ungelochten Bauteilen nicht in allen Anwendungsfällen mit Bauteilen aus hoch- oder höchstfesten Stählen durchgeführt werden kann. In nachteiliger Weise müssen die Bauteile vorgelocht werden, wodurch die Prozesszeiten verlängert werden und dadurch auch die Herstellungskosten ansteigen. Außerdem wurde festgestellt, dass es bei Bauteilen aus Aluminium zu Anlegierungen am Dorn bzw. Durchzugsformer kommt.In order to realize weight reductions in the automotive industry, ever thinner components made of high-strength or ultrahigh-strength steels are used whose forming behavior does not correspond to the steels used hitherto. It has been found that the above-described Thermofließlochformen with unperforated components can not be performed in all applications with components made of high or high strength steels. Disadvantageously, the components must be pre-punched, whereby the process times are extended and thereby increase the manufacturing cost. In addition, it has been found that components made of aluminum come to alloys on the mandrel or Durchzugsformer.
So beschreibt die
Neben dem Nachteil der Vorlochung ist mit diesem Verfahren auch keine kontinuierliche Herstellung von Durchzügen mittels des Stanzwerkzeugs möglich, da die Bewegung des Werkstücks oder die Bewegung des Stanzwerkzeugs zum Anfahren der zur Herstellung eines Durchzuges vorgesehenen Stelle nicht kontinuierlich erfolgen kann, sondern zuerst eine abbremsende Bewegung und nach der Herstellung des Durchzugs eine beschleunigende Bewegung zum Anfahren der nächsten Stelle erforderlich ist. Die Vorlochung mit anschließender Herstellung des Durchzugs führt zu einer langen Prozessdauer.In addition to the disadvantage of pre-punching, this method also makes it impossible to continuously produce passages by means of the punching tool, since the movement of the workpiece or the movement of the punching tool for starting the passage provided for producing a passage can not be continuous, but first a deceleration movement and after the passage has been made, an accelerating movement to start the next location is required. The pre-punching with subsequent production of the passage leads to a long process duration.
Ein ähnliches Verfahren ist aus der
Auch bei diesem zuletzt beschriebenen Verfahren ist eine Vorlochung erforderlich, so dass ebenfalls eine lange Prozessdauer zur Vorlochung und anschließendem Herstellen des Durchzugs erforderlich ist. Außerdem ist eine Matrize vorgesehen, so dass eine beidseitige Zugänglichkeit der Werkstücke erforderlich ist.Also in this method last described a pre-punching is required, so that also a long process time for pre-punching and subsequent production of the passage is required. In addition, a die is provided, so that a two-sided accessibility of the workpieces is required.
Auch ein aus der
Aus der
Der Vollständigkeit halber wird auf die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem Durchzüge in aufeinanderliegenden Bauteilen aus Koch- oder höchstfesten Stahlwerkstoffen mit kurzer Prozesszeit herstellbar sind, so dass mehrere solcher Durchzüge kontinuierlich herstellbar sind. Solche Durchzüge sollen geeignet sein, Fügehilfsteile, wie bspw. Blind- oder Hohlnieten aufzunehmen.The object of the invention is to provide a method of the type mentioned above, with the passages in superimposed components of cooking or ultrahigh-strength steel materials can be produced with a short process time, so that several such passages are continuously produced. Such passages should be suitable to receive joining auxiliary parts, such as blind or tubular rivets.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of
Bei einem solchen Verfahren wird der Durchzugsformer erfindungsgemäß mit einer Zentrierspitze ausgebildet und durch eine schlagartige Bewegung aus einer Anfangsstellung mit hoher Geschwindigkeit im Fügebereich in die Bauteile drehungsfrei axial bis in eine Endstellung eingetrieben, so dass die Zentrierspitze beide Bauteile vollständig durchdringend über das dem Durchzugsformer abgewandte Bauteil hinaus austritt; anschließend wird der Durchzugsformer wieder in seine Anfangsstellung zurückbewegt.In such a method, the passage shaper is formed according to the invention with a centering and driven by an abrupt movement from an initial position at high speed in the joining area in the components rotation axially into an end position, so that the centering both components completely penetrating over the the die former facing away from the component exit; then the passage former is moved back to its initial position.
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren steht ein Hochgeschwindigkeits-Durchzugsformen bereit, mit dem Durchzüge in höchstfesten Stahlwerkstoffen äußerst schnell herstellbar sind, vorzugsweise werden Eintreib-Geschwindigkeit von mehr als 10 m/s verwendet. Insbesondere bietet es die Möglichkeit, einen Durchzug zu formen, der anschließend für eine fügetechnische Anbindung mittels Fügehilfsteile, wie bspw. Blindnieten oder Hohlnieten genutzt werden kann.With this method according to the invention is a high-speed drafting available, can be produced extremely quickly with the passages in ultrahigh-strength steel materials, preferably take-in speed of more than 10 m / s are used. In particular, it offers the possibility of forming a draft, which can then be used for joining technology by means of joining auxiliary parts, such as blind rivets or hollow rivets.
Durch das schlagartige Eintreiben des Durchzugsformers mit hoher Geschwindigkeit wird der Stahlwerkstoff der Bauteile im Fügebereich erweicht, so dass der Durchzugsformer ohne große Belastung für die zu fügenden Bauteile als auch für das Werkzeug durch die Bauteile getrieben wird und sich dabei der Durchzug auf den erforderlichen Durchmesser aufweitet.Due to the sudden driving of the pass-through former at high speed, the steel material of the components is softened in the joint area, so that the pass-through former is driven through the components without great stress for the components to be joined as well as for the tool, thereby widening the passage to the required diameter ,
Auch kann es aufgrund des schlagartigen Eintreibens des Durchzugsformers zu keinen Anlegierungen, insbesondere bei Verwendung von Aluminium kommen, so dass neben höchstfesten Stahlwerkstoffen auch Aluminium für die zu fügenden Bauteile einsetzbar ist.Also, it can not come to any alloys, in particular when using aluminum due to the sudden driving of the passage shaper, so that in addition to ultra high strength steel materials and aluminum for the components to be joined is used.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Durchzugsformer mit einem Schubkolben durch Bildung einer Stufe verbunden, wobei die Stufe durch Anliegen auf dem Durchzugsformer zugewandten Bauteil die Endstellung definiert.In an advantageous development of the invention, the passage shaper is connected to a thrust piston by forming a step, wherein the step defines the end position by abutment on the passage shaper facing component.
Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, wenn die Zentrierspitze des Durchzugsformers in einen konischen Teil und anschließend in einen zylindrischen Teil übergeht. Vorzugsweise weist der Durchzugsformer einen kreisförmigen Querschnitt auf.It is particularly advantageous according to a development of the invention, when the centering tip of the passage former merges into a conical part and then into a cylindrical part. Preferably, the passage former has a circular cross-section.
Die Bauteile sind im Fügebereich plattenförmig ausgebildet und können nicht nur aus hoch- oder höchstfesten Stahlwerkstoffen oder Aluminium bestehen, sondern auch aus Magnesium oder Kunststoff mit oder ohne Faseranteil.The components are plate-shaped in the joining area and can not only consist of high-strength or ultra-high-strength steel materials or aluminum, but also of magnesium or plastic with or without fiber content.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist als Fügehilfsteil bspw. ein Blindniet oder ein Hohlniet vorgesehen.According to one embodiment of the invention, a blind rivet or a rivet is provided as a joining auxiliary part, for example.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described in detail by means of an embodiment with reference to the accompanying figures. Show it:
Die
Das Eintreibgerät
Im nächsten Prozessschritt gemäß
Anschließend wird das Eintreibgerät
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Bauteilcomponent
- 22
- Bauteilcomponent
- 33
- Fügebereichjoining area
- 44
- Durchzugsformerformer passage
- 4a4a
-
Spitze des Durchzugsformers
4 Tip of the drafting former4 - 4b4b
-
konischer Teil des Durchzugsformers
4 conical part of the passage former4 - 4c4c
-
zylindrischer Teil des Durchzugsformers
4 cylindrical part of the passage former4 - 55
- Eintreibgerättacker
- 66
- Schubkolbenthrust piston
- 77
- Mundstückmouthpiece
- 88th
- DurchzugDraft
- 99
-
Stufe im Übergang des Durchzugsformer
4 zum Schubkolben6 Stage in the transition of the passage former4 to thethrust piston 6
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130301 |
|
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