DE19929375B4

DE19929375B4 - Verfahren, Vorrichtung und Werkzeugeinheit zum Durchsetzfügen

Info

Publication number: DE19929375B4
Application number: DE1999129375
Authority: DE
Inventors: Eugen Rapp
Original assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2019-06-26
Also published as: WO2001000348A1; DE19929375A1

Abstract

Verfahren zum Durchsetzfügen aufeinanderliegender dünner Platten (5, 6) oder Plattenabschnitte bei dem übereinanderliegende Flächenteile der Platten (5, 6) miteinander in eine Tiefziehöffnung (3) tiefgezogen werden und die tiefgezogenen Flächenteile breitgequetscht werden, unter Begrenzung der Ausdehnung in einander abgewandten Querrichtungen und in Tiefziehrichtung, wobei zum formschlüssigen Verhaken der Platten (5, 6) der tiefgezogene und gequetschte Flächenteil einer zweiten oder darüberliegenden Platte (6) eine erste untere Platte (5) hintergreift und wobei unter plastischer Verformung des Plattenmaterials eine Fügeverbindungsstelle entsteht,
dadurch gekennzeichnet,
– dass beim Quetschvorgang an einer Bodenfläche (7) der Tiefziehöffnung (3) vorhandene und in Richtung Flächenteil (5) weisende Stirnkanten (10, 12) von Vertiefungen (11, 13, 14) in das erste Flächenteil (5) eingreifen und beim radialen Nachaußenfließen in Querrichtung behindern,
– dass in die sich dadurch ergebenden radialen Freiräume verdrängtes Material aus dem zweiten oder darüberliegenden Flächenteil (6) fließt und
– dass die Behinderung des radialen Nachaußenfließens in...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, einer Vorrichtung und einer Werkzeugeinheit zum Durchsetzfügen aufeinanderliegender Platten oder Plattenabschnitte nach der Gattung des Hauptanspruchs, des Nebenanspruchs 8 und des Nebenanspruchs 14.
Bei einem bekannten Verfahren bzw. einer bekannten Vorrichtung oder Werkzeugeinheit der gattungsgemäßen Art ( EP 0 215 449 B1 ) werden beim Durchsetzfügen zuerst die Plattenteile durch den Stempel in die Tiefziehöffnung hineingezogen, wonach das erste Flächenteil auf die Bodenfläche der Tiefziehöffnung stößt, um danach bei fortgesetztem Preßvorgang des Stempels radial verquetscht und entsprechend auch verdünnt zu werden. Entsprechendes geschieht mit dem zweiten bzw. darüberliegenden Flächenteil, wobei auch der radiale Fließvorgang des verquetschten Materials der Flächenteile durch die radiale Begrenzung der Tiefziehöffnung begrenzt wird, mit der Folge, daß eine Durchsetzfügung stattfindet, d. h. dass das oberste Flächenteil in seinem verformten Endzustand die unterste Platte bzw. über die beim Tiefziehvorgang sich ergebende Öffnung hintergreift. Wie dem Stand der Technik entnehmbar ist, entsteht unter plastischer Verformung des Plattenmaterials ein Fügepunkt mit einer zu der Plattenfläche parallelen Grundfläche und mit einer zylindrischen Randfläche. Aufgrund der zylindrischen Randfläche ist zwar das Werkstück problemlos dem Werkzeug entnehmbar, es bestehen aber Bedenken in Bezug des Ineinanderfließens des gequetschten Materials an den zu verbindenden Stellen, weshalb zur Ablagerung von überschüssigem Material im Boden der Tiefziehöffnung eine Ringsicke angeordnet wurde. Ein Verbessern der bei allen Durchsetzfügeverfahren angestrebten Kopfzugqualität oder Scherqualität des Verbindungspunktes konnte dadurch allerdings nicht erzielt werden.
Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Durchsetzfügen bzw. einer entsprechenden Vorrichtung ( GB 2 069 394 A ) ist gegenüber der Stirnseite des Stempels ein die Bodenfläche bildender Ambos angeordnet, die radiale Begrenzung der Tiefziehöffnung wird hingegen durch nachgiebige Matrizenteile gebildet. Sobald die Flächenteile zwischen Stempel und Bodenfläche auseinanderfließen drückt das verdrängte Material die nachgiebigen Matrizenteile auseinander, bei gleichzeitiger Formung des Randbereichs. Der Ambos kann je nach Stand der Technik auch für den ersten Teil des Tiefziehvorganges in Hubrichtung nachgiebig gelagert sein.
Bei wieder einer anderen bekannten Technik für das Durchsetzfügen ( DE 94 10 201 U1 und WO 99/49227 A2 ) wird aufgrund des Einsatzes eines „verlorenen Stempels" angestrebt über das verdrängte Material dieses Stempelteils zwischen den tiefgezogenen und breitquetschten Flächenteilen einen besonders guten Formschluss zu erzielen. Abgesehen davon, dass dieser zusätzliche verlorene Stempelteil schon von der Verarbeitung her einen nicht unerheblichen Zusatzaufwand kostet, bringt diese Technik keine Verbesserung in Bezug auf Kopfzugqualität und Scherqualität des Verbindungspunktes.
Es sind auch schon Techniken zum Durchsetzfügen aufeinanderliegender Platten vorgeschlagen worden, bei denen die in Tiefziehrichtung gezogenen Flächenteile teilgestanzt und danach breitgequetscht werden, um ein Hintergreifen der Flächenteile in Bezug auf die stehen gebliebenen Plattenabschnitte zu erzielen ( DE 35 32 899 A1 ). Im Unterschied zur gattungsgemäßen Technik geht es hier aber nicht um ein formschlüssiges Verhaken von tiefgezogenen und gequetschten Flächenteilen, sondern um ein Verankern zwischen durch Stanzen gebildeten Wandabschnitten bzw. deren Verhaken an den stehen gebliebenen Plattenteilen.
Bei der gattungsgemäßen Technik wird jedenfalls das erste Flächenteil aufgrund seiner unteren Lage beim Tiefziehen am stärksten verdünnt und weil die unmittelbare Angriffsfläche von der Tiefziehöffnung her an der Unterseite des ersten Flächenteils angreift, wird beim darauffolgenden Quetschen der tiefgezogenen Flächenteile dieses unterste Flächenteil nicht nur stark verdünnt, sondern es behindert das beim Quetschen verhältnismäßig früh radial wegfließende Material dieses untersten Flächenteils die radiale Ausdehnung der darüberliegenden Flächenteile. Dies wirkt sich nachteilig auf die "Kopfzugqualität" und die "Scherqualität" des Verbindungspunktes aus. Außerdem kann dadurch die Qualität der einzelnen Verbindungspunkte voneinander abweichen bzw. die Qualität der Verbindung kann von Blechdickenschwankungen bei der Materialqualität der Bleche oder auch bei Schwankungen der Oberflächenqualität der Bleche des Werkzeuges bzw. deren Beölung abhängen.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Werkzeugeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1, Anspruchs 8 oder Anspruchs 14 haben demgegenüber den Vorteil einer erheblichen Verbesserung der Scher- und Kopfzugswerte bis um über 50% gegenüber den bekannten Lösungen und vor allem auch eine wesentliche Verminderung der Qualitätsunterschiede bei der Fertigung und damit eine größere Unabhängigkeit von Schwankungen bei Blechdicken, Materialqualität, Oberflächenbeschichtung und/oder Beölung. Die Grenze der Produkthaftbarkeit kann dadurch wesentlich hochgesetzt werden, wobei insgesamt eine deutlich haltbarere und robustere, produktionssicherere Verbindung entsteht. Dies gilt besonders auch für das Verbinden von Platten unterschiedlicher Härte oder auch unterschiedlicher Materialien. Aufgrund der Erfindung wird vorteilhafterweise beim Quetschvorgang das radiale Fließen des ersten Flächenteils behindert, wodurch die radialen Freiräume länger offen bleiben und dadurch in diese Freiräume das gequetschte Material des zweiten oder zusätzlichen Flächenteils hineinfließen kann. Hierdurch entsteht eine stärkere Hintergreifung und dadurch eine entsprechend stärkere Verbindung. Die Behinderung des radialen Nachaußenfließens in mindestens zwei zueinander abgewandten Querrichtungen, wodurch wiederum quer zu diesen Behinderungsrichtungen der Nachaußenfluss unbehindert ist, kann bei manchen Verbindungspunkten von Vorteil oder sogar erforderlich sein, beispielsweise wenn es sich um eine balkenförmige Verbindung handelt oder wenn durch den Stempel der Quetschvorgang unsymmetrisch beeinflusst wird, wobei der Grad der Behinderung der Gestaltung des Verbindungspunktes angepasst werden kann. Maßgebend für die Vertiefungen als konzentrische oder zentralsymmetrische Stirnnuten nach Nebenanspruch 8 ist, dass die zur Bodenfläche hin vorhandenen scharfkantigen Stirnkanten in die ihnen zugewandte Fläche des ersten Flächenteils eingreifen können.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt nach dem Quetschvorgang die Oberfläche des Bodenbereichs der Flächenteile außerhalb der Plattenebene, welche durch die Unterseite der aufeinanderliegenden Platten, also der ersten Platte gebildet wird. Hierdurch besteht insbesondere ausreichend Freiraum, der durch fließendes Material gefüllt werden kann. Natürlich würde auch eine Verbindung entstehen, wenn nicht alle Flächenteile bis unterhalb der ersten Platte tiefgezogen würden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Volumen der Tiefziehöffnung in und quer zur Pressrichtung unveränderbar, wobei während des Quetschvorgangs die Längs- sowie Querausdehnung der tiefgezogenen Flächenteile unnachgiebig begrenzt wird und wobei eine in Tiefziehöffnung verlaufende Randfläche entsteht ( EP 0 215 449 B1 ).
Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Volumen der Tiefziehöffnung während des Quetschvorgangs in Längs- und/oder Querrichtung vergrößerbar ( GB 2 069 394 A ).
Maßgebend für die Behinderung des Nachaußenfließens während des Quetschvorgangs ist, daß bei diesem Quetschvorgang der Amboß bzw. die Bodenfläche der Tiefziehöffnung radial unverrückbar steht.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Behinderung in zwei Querrichtungen, die einen Winkel von 90° einschließen. Besonders bei achssymmetrischen Ausbildungen ergibt sich dadurch eine weitgehend gleichmäßige Behinderung des Nachaußenfließens in Bezug auf den Umfang leicht ungleichmäßiger Fließmengen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch keilförmige Gestaltung der Arbeitsfläche des Formstempels das zweite oder zusätzliche Flächenteil an zwei radial einander abgewandten Tiefziehabschnitten stark verdünnt und gegebenenfalls getrennt, ohne Durchtrennen des ersten Flächenteils, wobei durch den Formstempel die zwischen den einander abgewandten Abschnitten gelegenen Tiefziehteile gequetscht oder hintergreifend verformt werden. Während hierdurch bei dem verdünnten Teil eine günstige, weniger Materialspannungen aufweisende Verkrallung für die Plattenverbindung stattfindet, wird in den unverdünnten Bereichen eine Verstärkung des Halses erzielt.
Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung besteht die erste und dritte Platte aus Metall und die dazwischen liegende zweite Platte aus Kunststoff.
Nach einer den Nebenanspruch 8 betreffenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Tiefziehöffnung in der Matrize in radialer und axialer Richtung als Sacköffnung ausgebildet, deren Seitenwände in Bewegungsrichtung des Formstempels verlaufen und wie die Bodenfläche der Tiefziehöffnung unnachgiebig sind ( EP 0 215 449 B1 ).
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Randbereich der Bodenfläche der Tiefziehöffnung eine umlaufende Sicke vorhanden, die einen sich nach oben erweiternden Querschnitt aufweist. Diese Sicke ist geeignet, verquetschtes Material aufzunehmen, jedoch nicht das radiale Fließen zu verhindern.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Formstempel eine rechteckige Arbeitsfläche auf. Wird von einem runden Querschnitt des Formstempels im übrigen ausgegangen, so ergibt sich die rechteckige Form durch keilartiges Abflachen auf der Arbeitsseite des Formstempels. Die rechteckige Stirnfläche kann sich jedoch auch durch leistenförmige Ausbildung des Formstempels ergeben.
Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung wird die Stirnfläche durch erste Kanten an zwei einander abgewandten Enden der in Tiefziehrichtung verlaufenden Mantelfläche und durch zwei rechtwinklig dazu verlaufenden aber schräg zur Tiefziehrichtung verlaufenden Flächen gebildet.
Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Kanten als Tiefziehkanten ausgebildet.
Nach einer die Werkzeugeinheit nach Nebenanspruch 14 betreffenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Formstempel nur tiefziehende und um 90° gegenüber diesen versetzt radial verdrängende sowie tiefziehende Abschnitte auf, wodurch eine weitgehend rechteckige, der Bodenfläche der Matrize zugewandte Arbeitsfläche entsteht, von der ein Arbeitszapfen des Formstempels auf zwei einander abgewandten Seiten der Begrenzungsflächen zur Stempelstirnseite hin sich verjüngend abgeschrägt ist und wobei die sich dabei bildenden Schrägflächen materialverdrängend wirken.
Nach einer anderen die Werkzeugeinheit nach Nebenanspruch 14 betreffenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verhindert der Abstand zwischen Mantelfläche des Stempels und Wand der Tiefziehöffnung, sowohl in Tiefziehrichtung als auch in Querrichtung, während des Tiefzieh- und Quetschvorgangs ein Durchtrennen des ersten untersten Flächenteils, was für die Qualität der Verbindung von entsprechender Bedeutung ist.
Zeichnung
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1–3 Stempel und Matrize des ersten Ausführungsbeispiels in Ansicht, Teilschnitt und Draufsicht,
4–6 das zweite Ausführungsbeispiel anhand der Matrize entsprechend dargestellt,
7–9 das dritte Ausführungsbeispiel anhand der Matrize entsprechend dargestellt und
10 u. 11 das vierte Ausführungsbeispiel anhand des Formstempels in der Seitenansicht.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist die erfindungsgemäße Werkzeugeinheit für das Durchsetzfügen zum Verbinden dünner Platten dargestellt mit einem zylindrischen Formstempel 1 in Seitenansicht, an dem ein ebenfalls zylindrischer Arbeitszapfen 2 kleineren Durchmessers angeordnet ist und der mit einer im Schnitt dargestellten Tiefziehöffnung 3 zusammenwirkt, welche in einer Matrize 4 angeordnet ist. Diese Werkzeugeinheit ist in einer nicht dargestellten Presse angeordnet, wobei der Formstempel 1 entsprechend dem Doppelpfeil I hin- und herbewegt wird und bei einem Abwärtsweg Flächenteile von einer ersten Platte 5 und einer zweiten darüberliegenden Platte 6 – Platten 5 und 6 nur gestrichelt angedeutet – in die Tiefziehöffnung 3 zuerst hineinzieht und danach diese Flächenteile, nach Aufliegen der entsprechenden Abschnitte der ersten Platte 5 auf der Bodenfläche 7 der Tiefziehöffnung 3, quetscht, wodurch das gequetschte Material radial nach außen bis an die zylindrische Wand 8 der Tiefziehöffnung 3 verdrängt wird. Sowohl die Bodenfläche als auch die Wand 8 sind unnachgiebig gestaltet, so dass das verdrängte Material der tiefgezogenen Flächenteile eine hintergreifende nietartige Verbindung miteinander eingehen. Am Übergang zwischen Bodenfläche 7 und Wand 8 ist eine Ringsicke 9 angeordnet.
In der Bodenfläche 7 ist erfindungsgemäß eine Längsnut 11 angeordnet, welche zur Bodenfläche 7 hin Stirnkanten 12 aufweist, die verhältnismäßig scharf sind, so daß beim Tiefziehvorgang und bereits zu Beginn des Quetschvorgangs die dieser Längsnut 11 zugewandte Seite der ersten Platte 5 bzw. des tiefgezogenen Flächenteils derselben mindestens teilweise in die Längsnut 11 hereingedrängt wird, so dass beim fortgesetzten Quetschvorgang das radiale Auseinanderfließen des gequetschten Materials im Bereich quer zu dieser Längsnut 11 behindert wird. Aufgrund dieser Behinderung bilden sich im Randbereich der Tiefziehöffnung 3 vom verdrängten Material der ersten Platte 5 nicht gefüllte Freiräume, die dann durch das verdrängte Material der zweiten oberen Platte 6 ausgefüllt werden. Aufgrund dieser Behinderung des radialen Auseinanderfließens der ersten Platte 5 während des Quetschvorgangs und damit jedoch erreichen der Verbesserung des Fließens der gequetschten Flächenteile der zweiten Platte 6, ist der hintergreifende nietartige Materialfluß und damit die Festigkeit des sich daraus ergebenden Verbindungspunktes besonders günstig.
In 2 ist die Matrize 4 wie in 1 im Längsschnitt aber um 90° verdreht dargestellt. In Längsrichtung der Längsnut 11 erfolgt entsprechend keine Behinderung des radialen Auseinanderfließens beim Quetschvorgang.
In 3 ist die Matrize 4 in der Draufsicht dargestellt, nämlich aus Sicht des Formstempels 1.
In 4, 5 und 6 ist das zweite Ausführungsbeispiel diesmal nur anhand der Matrize 4 dargestellt, wobei in der Bodenfläche 7 der Tiefziehöffnung 3 zwei sich kreuzende Längsnuten 13 und 14 vorgesehen sind. Entsprechend wird das radiale Fließen des gequetschten Materials nunmehr in zwei einen rechten Winkel einschließenden Querrichtungen beeinflusst.
Bei dem in 7, 8 und 9 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel wird die Behinderung des radialen Auseinanderfließens des gequetschten Materials durch eine zentrale Sacköffnung 15 erreicht, mit einer kreisförmigen Stirnkante 10, die beim Quetschen entsprechend in das Plattenmaterial eingreift. Statt nur einer Sacköffnung mit kreisförmiger Stirnkante könnten erfindungsgemäß allerdings auch mehrere Ringnuten vorgesehen sein.
In den 10 und 11 ist als viertes Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht ein Formstempel 16 dargestellt, der an sich zylindrisch ist, aber dessen Arbeitszapfen 17 sich in seinem unteren Abschnitt keilartig verjüngt. Hierdurch wird auf der unteren Stirnseite eine rechteckige Arbeitsfläche 18 gebildet. Diese Arbeitsfläche 18 schließt auf zwei Seiten an Schrägflächen 19 an und auf den anderen beiden einander abgewandten Seiten an die Mantelfläche 21 des Arbeitszapfens 17 wodurch Tiefziehkanten 22 entstehen.
Für das Bilden von den Verbindungspunkten ist der Weg des Formstempels und die Plattendicken bzw. die Tiefziehöffnung so aufeinander abgestimmt, dass aufgrund der Tiefziehkanten 22 zwar in dem Bereich, in dem diese wirken, die Flächenteile der zweiten Platte oder darüberliegenden Platte stark verdünnt oder getrennt werden, hingegen die Flächenteile, die durch die Schrägflächen 19 und insbesondere die Rechteckfläche 18 gequetscht werden, ein radiales Nachaußenfließen des Materials bewirken. Dieser Formstempel kann erfindungsgemäß kombiniert werden mit den oben beschriebenen, das radial Außeinanderfließen des Materials behindernden, Matrizen.

1: Formstempel
2: Arbeitszapfen
3: Tiefziehöffnung
4: Matrize
5: erste Platte
6: zweite Platte
7: Bodenfläche
8: Wand
9: Ringsicke
10: kreisförmige Stirnkante
11: Längsnut
12: Stirnkanten
13: Längsnuten
14: Längsnuten
15: Sacköffnung
16: Formstempel
17: Arbeitszapfen
18: Arbeitsfläche
19: Schrägflächen
20
21: Mantelfläche
22: Tiefziehkanten

Claims

Verfahren zum Durchsetzfügen aufeinanderliegender dünner Platten (5, 6) oder Plattenabschnitte bei dem übereinanderliegende Flächenteile der Platten (5, 6) miteinander in eine Tiefziehöffnung (3) tiefgezogen werden und die tiefgezogenen Flächenteile breitgequetscht werden, unter Begrenzung der Ausdehnung in einander abgewandten Querrichtungen und in Tiefziehrichtung, wobei zum formschlüssigen Verhaken der Platten (5, 6) der tiefgezogene und gequetschte Flächenteil einer zweiten oder darüberliegenden Platte (6) eine erste untere Platte (5) hintergreift und wobei unter plastischer Verformung des Plattenmaterials eine Fügeverbindungsstelle entsteht, dadurch gekennzeichnet, – dass beim Quetschvorgang an einer Bodenfläche (7) der Tiefziehöffnung (3) vorhandene und in Richtung Flächenteil (5) weisende Stirnkanten (10, 12) von Vertiefungen (11, 13, 14) in das erste Flächenteil (5) eingreifen und beim radialen Nachaußenfließen in Querrichtung behindern, – dass in die sich dadurch ergebenden radialen Freiräume verdrängtes Material aus dem zweiten oder darüberliegenden Flächenteil (6) fließt und – dass die Behinderung des radialen Nachaußenfließens in mindestens zwei einander abgewandte Querrichtungen erfolgt (1 bis 6, 10 und 11), oder mittels durchgehenden oder abgesetzten konzentrischen Kreisen, oder zentralsymmetrischen Ovalen erfolgt (7 bis 9).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Quetschvorgang die Oberfläche (7) des Bodenbereichs der Flächenteile außerhalb der Plattenebene liegt, die durch die Unterseite der aufeinanderliegenden Platten (5, 6) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Tiefziehöffnung (3) in und quer zur Preßrichtung unveränderbar ist, so daß während des Quetschvorgangs die Längs- sowie Querausdehnung der tiefgezogenen Flächenteile unnachgiebig begrenzt wird und eine in Tiefziehrichtung verlaufende Randfläche entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Tiefziehöffnung (3) während des Quetschvorgangs in Längs- und/oder Querrichtung vergrößerbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behinderung in zwei Querrichtungen erfolgt, die einen Winkel von 90° einschließen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass durch keilförmige Gestaltung (19) der Arbeitsfläche (18) eines Formstempels (16) das zweite oder zusätzliche Flächenteil (6) an zwei radial einander abgewandten Abschnitten verdünnt und gegebenenfalls getrennt wird, ohne Durchtrennen des ersten Flächenteils (5) und – dass durch den Formstempel (16) die zwischen den einander abgewandten Abschnitten gelegenen Tiefziehteile gequetscht oder hintergreifend geformt werden (10 und 11).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (5) und dritte (6) Platte aus Metall und die dazwischenliegende zweite Platte aus Kunststoff besteht.
Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verbinden aufeinanderliegender Platten (5, 6) oder Plattenabschnitte, mit einem an einer Krafterzeugungsvorrichtung angeordneten, eine Tiefziehöffnung (3) aufweisenden Matrize (4) und mit einem in Richtung Matrize (4), quer zu den zu verbindenden Platten (5, 6) oder Plattenabschnitten, angetriebenen Formstempel (1, 16), wobei die Seitenwände (8) der Tiefziehöffnung (3) einen radialen Abstand zu den Mantelflächen (2, 18, 19, 21) des Formstempels (1, 16) aufweisen und wobei in der Bodenfläche (7) der Tiefziehöffnung (3), zum tiefgezogenen Material hin, Vertiefungen (11, 13, 14, 15) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (11, 13, 14, 15) zur Bodenfläche (7) hin, in das Flächenteil nach dem Tiefziehvorgang eingreifende, Stirnkanten (12, 10) aufweisen, die ein Nachaußenfließen des tiefgezogenen Materials behindern, wobei die Vertiefungen als konzentrische oder zentralsymmetrische Stirnnuten (11, 13, 14, 15) ausgebildet sind, die durchgehend und/oder versetzt zueinander angeordnet sind und/oder wobei die Vertiefungen als Längsnuten (11, 13, 14) ausgebildet sind, mit parallelen oder sich kreuzenden Stirnkanten (12, 10).
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefziehöffnung (3) in der Matrize (4) in radialer und axialer Richtung als Sacköffnung (3) ausgebildet ist, deren Seitenwände (8) in Bewegungsrichtung des Formstempels (16) verlaufen und wie die Bodenfläche (7) der Tiefziehöffnung (3) unnachgiebig sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich der Bodenfläche (7) der Tiefziehöffnung (3) eine umlaufende Sicke (9) vorhanden ist, mit einem sich nach oben erweiternden Querschnitt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formstempel (16) eine rechteckige Arbeitsfläche (18) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche (18) durch erste Kanten (22) von zwei einander abgewandten Enden der in Tiefziehrichtung verlaufenden Mantelfläche (21) sowie durch zwei rechtwinklig dazu, aber schräg zur Tiefziehrichtung verlaufenden Flächen (19) gebildet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kanten (22) als Tiefziehkanten ausgebildet sind.
Werkzeugeinheit für das Durchsetzfügen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7 und/oder für den Einsatz in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bestehend aus einem Formstempel (1, 16) und einer Matrize (4), mit und ohne radialen Spreizteilen und mit und ohne nachgiebigem Boden (7) der Matrize (4), aber mit Begrenzung des Hubes des Formstempels (1, 16), dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (7) in dem dem Formstempel (1, 16) gegenüberliegenden Bereich der Tiefziehöffnung (3) den Materialfluß hindernde, quer zur Materialflußrichtung verlaufende Vertiefungen aufweist, die in Verbindung mit der Gestaltung der der Bodenfläche (7) zugewandten Arbeitsfläche (18, 19) den radialen Materialfluß behindern und die sich daraus ergebenden Freiräume durch radial fließendes Material füllen.
Werkzeugeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Formstempel (16) nur tiefziehende und um 90° gegenüber diesen versetzt radial verdrängende sowie tiefziehende Abschnitte aufweist, wodurch eine weitgehend rechteckige, der Bodenfläche der Matrize (4) zugewandte Arbeitsfläche (18) entsteht, von der ein Arbeitszapfen (17) des Formstempels (16) auf zwei einander abgewandten Seiten der Begrenzungsflächen zur Stempelstirnseite (18) hin sich verjüngend abgeschrägt ist und wobei die sich dabei bildenden Schrägflächen (19) materialverdrängend wirken (10 und 11).
Werkzeugeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Mantelfläche des Stempels (2, 17, 19) und Wand der Tiefziehöffnung (3) sowohl in Tiefziehrichtung als auch Querrichtung während des Tiefzieh- und des Quetschvorgangs ein Durchtrennen des ersten untersten Flächenteils (5) verhindert.