DE102015016957A1 - Joining device for joining, in particular clinching, of at least two joining parts - Google Patents

Joining device for joining, in particular clinching, of at least two joining parts Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fügevorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen (10, 12), mit einer Matrize (14), welche wenigstens eine Ausnehmung (16) aufweist, und mit einem Stempel (20), mittels welchem unter Bewegen des Stempels (20) relativ zur Matrize (14) in eine Fügerichtung jeweilige, sich überlappende Teilbereiche (26) der Fügeteile (10, 12) in die Ausnehmung (16) einformbar sind, wobei eine in Fügerichtung verlaufende Tiefe (t) der Ausnehmung (16) variabel einstellbar ist.The invention relates to a joining device for joining at least two overlapping joining parts (10, 12), having a die (14) which has at least one recess (16), and a punch (20), by means of which the stamp is moved (FIG. 20) relative to the die (14) in a joining direction respective, overlapping portions (26) of the joining parts (10, 12) in the recess (16) are formed, wherein a depth in the joining direction depth (t) of the recess (16) variable is adjustable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fügevorrichtung zum Verbinden, insbesondere Clinchen, von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a joining device for joining, in particular clinching, of at least two overlapping joining parts according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Fügevorrichtung zum Verbinden, insbesondere Clinchen, von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen ist beispielsweise bereits aus DE 10 2012 208 165 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Fügevorrichtung umfasst dabei eine Matrize, welche wenigstens eine Ausnehmung aufweist. Ferner umfasst die Fügevorrichtung einen Stempel, mittels welchem unter Bewegen des Stempels relativ zur Matrize in eine Fügerichtung jeweilige, sich überlappende Teilbereiche der Fügeteile in die Ausnehmung einformbar sind. Mit anderen Worten werden die sich gegenseitig überlappenden Teilbereiche der Fügeteile in die Ausnehmung der Matrize eingeformt, indem der Stempel in die Fügerichtung relativ zu der Matrize und relativ zu den Fügeteilen bewegt wird. Durch das Einformen der Teilbereiche in die Matrize werden die Fügeteile über die Teilbereiche durch Clinchen, das heißt durch Durchsetzfügen miteinander verbunden beziehungsweise gefügt, wodurch die Fügeteile ohne zusätzliche Verbindungsmittel fest miteinander verbunden werden können.Such a joining device for joining, in particular clinching, of at least two overlapping arranged joining parts is for example already made DE 10 2012 208 165 A1 to be known as known. The joining device comprises a die, which has at least one recess. Furthermore, the joining device comprises a punch, by means of which, moving the punch relative to the die in a joining direction, respective, overlapping partial regions of the parts to be joined can be formed into the recess. In other words, the mutually overlapping portions of the adherends are molded into the recess of the die by moving the punch in the joining direction relative to the die and relative to the adherends. By molding the subregions into the die, the parts to be joined are joined or joined together by clinching, that is, by clinching, whereby the joining parts can be firmly joined together without additional connecting means.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fügevorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass mittels der Fügevorrichtung Fügeteile besonders flexibel und wirtschaftlich miteinander verbunden werden können.Object of the present invention is to develop a joining device of the type mentioned in such a way that by means of the joining device joining parts can be particularly flexibly and economically interconnected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fügevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a joining device with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Fügevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass mittels der Fügevorrichtung Fügeteile auf flexible und wirtschaftliche Weise miteinander verbunden, das heißt gefügt werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine in Fügerichtung verlaufende Tiefe der Ausnehmung, in welche die Teilbereiche der Fügeteile mittels des Stempels eingeformt werden, variabel einstellbar ist. Beispielsweise kann die Tiefe gesteuert oder geregelt und somit besonders bedarfsgerecht eingestellt werden, wodurch die Matrize, insbesondere die Tiefe der Ausnehmung, bedarfsgerecht an unterschiedliche Wanddicken des jeweiligen Fügeteils angepasst werden kann. Dadurch kann beispielsweise die Komplexität eines Verfahrens zum Verbinden der Fügeteile mittels der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung gering gehalten werden bei gleichzeitiger Realisierung einer besonders hohen Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Insbesondere ist es durch die einstellbare Tiefe möglich, unterschiedliche Tiefen über einen entsprechenden Gegendruck zu realisieren, sodass mittels der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung beispielsweise Fügeteile, welche sich in ihren jeweiligen Wanddicken voneinander unterscheiden, auf einfache und wirtschaftliche Weise gefügt werden können.In order to develop a joining device referred to in the preamble of claim 1 type such that by means of the joining device joining parts in a flexible and economical manner connected to each other, that is joined, it is inventively provided that extending in the joining direction depth of the recess into which the Subareas of the parts to be molded by means of the punch, is variably adjustable. For example, the depth can be controlled or regulated and thus adjusted to meet requirements, whereby the die, in particular the depth of the recess, can be adapted as needed to different wall thicknesses of the respective joining part. As a result, for example, the complexity of a method for connecting the parts to be joined by means of the joining device according to the invention can be kept low while simultaneously achieving a particularly high level of economy of the method. In particular, it is possible by the adjustable depth to realize different depths via a corresponding counter-pressure, so that by means of the joining device according to the invention, for example, joining parts, which differ in their respective wall thicknesses of each other, can be added in a simple and economical manner.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen mittels einer erfindungsgemäßen Fügevorrichtung. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.The invention also includes a method for joining at least two overlapping parts to be joined by means of a joining device according to the invention. Advantageous embodiments of the joining device according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa.

Insbesondere ist es mittels der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung und somit im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die Fügeteile mittels Clinchen, das heißt mittels Durchsetzfügen zu verbinden. Insbesondere ist es denkbar, dass mittels der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung ein so genanntes Schneidclinchen durchführbar ist. Dabei ist die Matrize beispielsweise als Schneidmatrize zum Stanzen des der Schneidmatrize beim Verbinden zugewandten Fügeteils ausgebildet. Dies bedeutet, dass beispielsweise der Teilbereich des der Matrize zugewandten Fügeteils mittels der als Schneidmatrize ausgebildeten Matrize ausgestanzt wird, wodurch eine Durchgangsöffnung des der Matrize zugewandten Fügeteils ausgebildet wird. Durch diese Durchgangsöffnung wird beispielsweise das der Matrize beim Verbinden abgewandte Fügeteil mittels des Stempels hindurchgeformt, insbesondere hindurchgedrückt, wodurch die Fügeteile schließlich miteinander verbunden werden.In particular, it is possible by means of the joining device according to the invention and thus within the scope of the method according to the invention to connect the joining parts by means of clinching, that is to say by means of clinching. In particular, it is conceivable that a so-called cutting clinch can be performed by means of the joining device according to the invention. In this case, for example, the die is designed as a cutting die for punching the joining die facing the cutting die. This means that, for example, the subregion of the joining part facing the die is punched out by means of the die designed as a cutting die, whereby a passage opening of the joining part facing the die is formed. Through this passage opening, for example, the joining part facing away from the female mold during the joining is formed by means of the stamp, in particular pushed through, whereby the joining parts are finally joined together.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in der einzigen Figur eine schematische und geschnittene Seitenansicht auf eine Fügevorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing; this shows in the single figure a schematic and sectional side view of a joining device for connecting at least two overlapping arranged joining parts.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine Fügevorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen 10 und 12. Die Fügeteile 10 und 12 sind beispielsweise Bauteile, welche zum Herstellen wenigstens eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, genutzt werden. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, werden die Fügeteile 10 und 12 mittels der Fügevorrichtung beispielsweise durch Clinchen, insbesondere Schneidclinchen, miteinander verbunden, wobei das Clinchen auch als Durchsetzfügen bezeichnet wird. Dabei umfasst die Fügevorrichtung eine Matrize 14, welche eine Ausnehmung 16 aufweist. Die Ausnehmung 16 wird auch als Aussparung bezeichnet. Dabei umfasst die Matrize 14 beispielsweise einen im Ganzen mit 18 bezeichneten Amboss, durch welchen die Ausnehmung 16 begrenzt ist.The single FIGURE shows a schematic and sectional side view of a joining device for connecting at least two overlapping arranged joining parts 10 and 12 , The parts to be joined 10 and 12 are, for example, components which are used for producing at least one motor vehicle, in particular a motor vehicle. As will be explained in more detail below, the joining parts 10 and 12 by means of the joining device, for example, by clinching, in particular cutting clinch, connected to each other, wherein the clinching is also referred to as clinching. In this case, the joining device comprises a die 14 which a recess 16 having. The recess 16 is also referred to as a recess. This includes the die 14 for example, a whole with 18 designated anvil, through which the recess 16 is limited.

Ferner umfasst die Fügevorrichtung einen Stempel 20, welcher relativ zur Matrize 14, insbesondere relativ zum Amboss 18, translatorisch bewegbar ist. Diese translatorische Bewegbarkeit des Stempels 20 relativ zur Matrize 14 ist in der Fig. durch einen Doppelpfeil 22 veranschaulicht. Das beim Verbinden der Fügeteile 10 und 12 dem Stempel 20 zugewandte Fügeteil 10 ist der Matrize 14 und somit dem Amboss 18 abgewandt, wobei das beim Verbinden der Fügeteile 10 und 12 der Matrize 14 und somit dem Amboss 18 zugewandte Fügeteil 12 dem Stempel 20 abgewandt ist.Furthermore, the joining device comprises a stamp 20 which is relative to the die 14 , in particular relative to the anvil 18 , is translationally movable. This translational mobility of the punch 20 relative to the matrix 14 is in the figure by a double arrow 22 illustrated. This when connecting the parts to be joined 10 and 12 the stamp 20 facing joining part 10 is the matrix 14 and thus the anvil 18 turned away, with the joining of the joining parts 10 and 12 the matrix 14 and thus the anvil 18 facing joining part 12 the stamp 20 turned away.

Um die Fügeteile 10 und 12 schließlich miteinander zu verbinden, wird der Stempel 20 relativ zur Matrize 14 translatorisch in eine Fügerichtung bewegt, welche in der Fig. durch einen Pfeil 24 veranschaulicht ist. Dabei kommt der Stempel 20 in Stützanlage mit dem dem Stempel 20 zugewandten Fügeteil 10. Wie aus der Fig. erkennbar ist, sind die Fügeteile 10 und 12 zumindest in jeweiligen Teilbereichen 26 in gegenseitiger Überdeckung angeordnet, sodass sich zumindest die Teilbereiche 26 der Fügeteile 10 und 12 gegenseitig überlappen. Ferner sind die Teilbereiche 26 in Überdeckung mit der Ausnehmung 16 angeordnet. Durch das beschriebene Bewegen des Stempels 20 in die Fügerichtung relativ zu den Fügeteilen 10 und 12 und relativ zur Matrize 14 werden die Teilbereiche 26 der Fügeteile 10 und 12 in die Ausnehmung 16 mittels des Stempels eingeformt, wodurch die Fügeteile 10 und 12 miteinander verbunden werden. Durch dieses Einformen der Teilbereiche 26 werden die Fügeteile 10 und 12 in den Teilbereichen 26 umgeformt und dabei miteinander verbunden. Um nun mittels der Fügevorrichtung Fügeteile besonders flexibel und mit einer hohen Wirtschaftlichkeit fügen zu können, ist es vorgesehen, dass eine in Fügerichtung verlaufende Tiefe t der Ausnehmung 16 variabel einstellbar ist. Hierzu umfasst die Matrize 14, insbesondere der Amboss 18, ein erstes Matrizenelement 28, durch welches ein die Ausnehmung 16 in Fügerichtung begrenzender Boden 30 der Ausnehmung 16 gebildet ist. Ferner umfasst die Matrize 14, insbesondere der Amboss 18, ein zweites Matrizenelement 32, durch welches eine die Ausnehmung 16 senkrecht zur Fügerichtung begrenzende Seitenwand 34 gebildet ist. Dabei ist das erste Matrizenelement 28 translatorisch relativ zum zweiten Matrizenelement 32 entlang der Fügerichtung bewegbar, wobei diese Bewegbarkeit des Matrizenelements 28 relativ zum Matrizenelement 32 durch den Doppelpfeil 22 veranschaulicht ist. Durch translatorisches Bewegen des Matrizenelements 28 relativ zum Matrizenelement 32 kann die Tiefe t der Ausnehmung 16 eingestellt werden.To the parts to be joined 10 and 12 finally connecting with each other becomes the stamp 20 relative to the matrix 14 moved translationally in a joining direction, which in the figure by an arrow 24 is illustrated. Here comes the stamp 20 in support system with the stamp 20 facing joining part 10 , As can be seen from the figure, the joining parts 10 and 12 at least in respective subareas 26 arranged in mutual overlap, so that at least the subregions 26 the parts to be joined 10 and 12 overlap each other. Furthermore, the subareas 26 in overlap with the recess 16 arranged. By the described moving the stamp 20 in the joining direction relative to the joining parts 10 and 12 and relative to the matrix 14 become the subareas 26 the parts to be joined 10 and 12 into the recess 16 formed by means of the punch, whereby the joining parts 10 and 12 be connected to each other. By this shaping of the subregions 26 become the joining parts 10 and 12 in the subareas 26 transformed and connected with each other. In order to be able to attach joining parts by means of the joining device in a particularly flexible and cost-effective manner, it is provided that a depth t of the recess extending in the joining direction 16 is variably adjustable. For this includes the die 14 , especially the anvil 18 , a first die element 28 through which the recess 16 in joining direction limiting ground 30 the recess 16 is formed. Further, the die includes 14 , especially the anvil 18 , a second die element 32 through which one the recess 16 perpendicular to the joining direction limiting side wall 34 is formed. Here is the first template element 28 translational relative to the second die element 32 movable along the joining direction, wherein this mobility of the die element 28 relative to the die element 32 through the double arrow 22 is illustrated. By translational movement of the die element 28 relative to the die element 32 can the depth t of the recess 16 be set.

Mittels des Stempels 20 werden die Teilbereiche 26 beispielsweise derart in die Ausnehmung 16 eingeformt, dass das der Matrize 14 zugewandte Fügeteil 12, insbesondere dessen Teilbereich 26, in Stützanlage mit dem Boden 30 kommen. Somit stellt der Boden 30 einen Gegendruck für den Teilbereich 26 des Fügeteils 12 dar. Dabei können unterschiedliche Tiefen über den entsprechenden Gegendruck realisiert werden, indem das Matrizenelement 28 relativ zum Matrizenelement 32 bewegt, insbesondere verfahren, wird. Hierdurch ist es möglich, die Tiefe t der Ausnehmung 16 und somit die Matrize 14 beziehungsweise den Amboss 18 spezifisch auf jeweilige Wanddicken, insbesondere Bleckdicken, von bei jeweiligen Fügeprozessen dem Amboss 18 zugewandten Fügeteilen anzupassen, sodass mittels der Fügevorrichtung Fügeteile unterschiedlicher Wanddicke flexibel und wirtschaftlich gefügt werden können. Insbesondere kann die Tiefe t gesteuert oder geregelt eingestellt werden, sodass der Amboss 18 als steuerbarer oder regelbarer Amboss der Matrize 14 ausgebildet ist. Dadurch kann ein besonders flexibles und wirtschaftliches Fügeverfahren realisiert werden, in dessen Rahmen mittels der Fügevorrichtung Fügeteile gefügt werden.By means of the stamp 20 become the subareas 26 for example, in the recess 16 molded that of the die 14 facing joining part 12 , in particular its subarea 26 , in support system with the ground 30 come. Thus, the floor represents 30 a back pressure for the subarea 26 of the joining part 12 In this case, different depths can be realized via the corresponding back pressure, by the die element 28 relative to the die element 32 moved, in particular proceedings, is. This makes it possible, the depth t of the recess 16 and thus the matrix 14 or the anvil 18 specifically to respective wall thicknesses, in particular sheet thicknesses, of the anvil during respective joining processes 18 adapted to be joined parts, so that by means of the joining device joining parts of different wall thickness can be flexibly and economically joined. In particular, the depth t can be controlled or regulated so that the anvil 18 as controllable or controllable anvil of the matrix 14 is trained. As a result, a particularly flexible and economical joining method can be realized, in the framework of which joining parts are joined by means of the joining device.

Aus der Fig. ist ferner erkennbar, dass die Fügevorrichtung stempelseitige Niederhalter 36 aufweist, mittels welchen die Fügeteile 10 und 12 niedergehalten werden, sodass die Fügeteile 10 und 12 nicht übermäßig in die Ausnehmung 16 hineinbewegt werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Matrize 14 als Schneidmatrize ausgebildet ist, mittels welcher beim Fügen der Fügeteile 10 und 12 das der Schneidmatrize zugewandte Fügeteil 12, insbesondere in dessen Teilbereich 26, gestanzt wird. Dies bedeutet beispielsweise, dass mittels der als Schneidmatrize ausgebildeten Matrize 14 der Teilbereich 26 des Fügeteils 12 ausgestanzt und somit vom übrigen Fügeteil 12 getrennt wird, wenn die Teilbereiche 26 in die Ausnehmung 16 mittels des Stempels 20 eingeformt werden. Hierdurch können die Fügeteile 10 und 12 mittels Schneidclinchen gefügt werden.From the Fig. It is further seen that the joining device punch-side down device 36 has, by means of which the joining parts 10 and 12 be held down so that the joining parts 10 and 12 not overly into the recess 16 be moved in. In particular, it is possible that the die 14 is designed as a cutting die, by means of which when joining the parts to be joined 10 and 12 the joining die facing the cutting die 12 , in particular in its subarea 26 , is punched. This means, for example, that by means of the template designed as a cutting die 14 the subarea 26 of the joining part 12 punched out and thus from the remaining joining part 12 is separated when the subregions 26 into the recess 16 by means of the stamp 20 be formed. This allows the joining parts 10 and 12 be joined by means of cutting clinches.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012208165 A1 [0002] DE 102012208165 A1 [0002]

Claims (6)

Fügevorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen (10, 12), mit einer Matrize (14), welche wenigstens eine Ausnehmung (16) aufweist, und mit einem Stempel (20), mittels welchem unter Bewegen des Stempels (20) relativ zur Matrize (14) in eine Fügerichtung jeweilige, sich überlappende Teilbereiche (26) der Fügeteile (10, 12) in die Ausnehmung (16) einformbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Fügerichtung verlaufende Tiefe (t) der Ausnehmung (16) variabel einstellbar ist.Joining device for connecting at least two overlapping parts to be joined ( 10 . 12 ), with a die ( 14 ), which at least one recess ( 16 ), and with a stamp ( 20 ), by means of which by moving the stamp ( 20 ) relative to the die ( 14 ) in a joining direction respective, overlapping subregions ( 26 ) of the joining parts ( 10 . 12 ) in the recess ( 16 ) can be formed, characterized in that a depth (t) of the recess extending in the joining direction ( 16 ) is variably adjustable. Fügevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (14) ein erstes Matrizenelement (28), durch welches ein die Ausnehmung (16) in Fügerichtung begrenzender Boden (30) der Ausnehmung (16) gebildet ist, und ein zweites Matrizenelement (30) aufweist, durch welches wenigstens eine die Ausnehmung (16) senkrecht zur Fügerichtung begrenzende Seitenwand (32) der Ausnehmung (16) gebildet ist, wobei das erste Matrizenelement (28) relativ zum zweiten Matrizenelement (32) bewegbar ist.Joining device according to claim 1, characterized in that the die ( 14 ) a first die element ( 28 ), through which a recess ( 16 ) in joining direction limiting ground ( 30 ) of the recess ( 16 ), and a second die element ( 30 ), through which at least one of the recess ( 16 ) perpendicular to the joining direction limiting side wall ( 32 ) of the recess ( 16 ) is formed, wherein the first die element ( 28 ) relative to the second die element ( 32 ) is movable. Fügevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Matrizenelement (28) translatorisch relativ zum zweiten Matrizenelement (32) bewegbar ist.Joining device according to claim 2, characterized in that the first die element ( 28 ) translationally relative to the second die element ( 32 ) is movable. Fügevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen unterschiedlicher Tiefen (t) das erste Matrizenelement (28) relativ zum zweiten Matrizenelement (32) mittels einer Bewegungseinrichtung in unterschiedliche Positionen bewegbar und in den unterschiedlichen Positionen relativ zum zweiten Matrizenelement (32) fixierbar ist.Joining device according to claim 2 or 3, characterized in that for setting different depths (t) the first die element ( 28 ) relative to the second die element ( 32 ) by means of a movement device in different positions and in the different positions relative to the second die element ( 32 ) is fixable. Fügevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (14) als Schneidmatrize zum Stanzen des der Schneidmatrize (14) beim Verbinden zugewandten Fügeteils (12) ausgebildet ist.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the die ( 14 ) as a cutting die for punching the cutting die ( 14 ) when joining facing joining part ( 12 ) is trained. Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei überlappend angeordneten Fügeteilen (10, 12) mittels einer Fügevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Method for joining at least two overlapping parts ( 10 . 12 ) by means of a joining device according to one of the preceding claims.
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