DE2140930A1 - Verfahren und Vorrichtung zum gegenseitigen Befestigen übereinanderliegender Bleche - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum gegenseitigen Befestigen übereinanderliegender Bleche

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Description

DIPL-ING. H. FINK PATENTANWALT · 7300 ESSLINGEN{NECKAR)'· HINDENBURGSTRASSE
. Potenlanwolt FlNK · D7300 Enlmgen (Neckar), Hindenburgstraßa 44 ·
12. August 1971 Be P 5930
DELTA TOOL AND DIE CO., 127.4 Virginia Ave., Eddington, Penna, Mercury 9-1225 (USA)
"Verfahren und Vorrichtung zum gegenseitigen Befestigen übereinanderliegender Bleche"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gegenseitigen Befestigen übereinanderliegender Bleche, Metallplatten oder dgl. unter Verwendung eines Stempel- und Gesenksatzes in einer doppeltwirkenden Presse mit zwei unabhängig voneinander betätigbaren Stösseln.
Üblicherweise werden übereinanderliegende Bleche c ch Stanzen und Verformen von Teilen von Ausschnitten der Bleche gegenseitig befestigt. Eine solche ?4aßnahme macht den Gebrauch eines getrennten Befestigungselements überflüssig und entspricht einer Verbindung von Blechen, wie sie beim Herstellen von Rohren -aer dgl. gebraucht wird. Diese integrale Verbindung ist so einfach herzustellen, daß viele solcher Verbindungen verwendet werden können, um eine Verbindungsstelle entsprechender Stärke gegen Spannung und Torsion zu erreichen.
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Bei der Herstellung dieser integralen Verbindung werden übereinanderliegende Ausschnitte aufeinanderliegender Bleche aus der Ebene der Bleche verschoben, indem ein Teil des Umfanges der Ausschnitte durchschnitten und dessen restlicher Teil gebogen oder geformt wird. Die Lageveränderung ist derart, daß die untere Seite des verschobenen Ausschnittes mit der Oberseite des oberen Bleches eben ist. Durch Einziehen und/oder Abflachen des verschobenen Ausschnittes bewirkt die sich daraus ergebende seitliche Vergrößerung des Ausschnittes ein Aufliegen ihrer geschnittenen Ränder auf den Rändern, von denen der Ausschnitt ™ abgetrennt wurde.
üblicherweise wird diese Art von Verbindung durch einen Vorgang erreicht, der zwei Arbeitsgänge erfordert, einer, zum Schneiden und Verschieben des Ausschnittes und einen zum Einziehen des verschobenen Ausschnittes. Es ist jedoch eine Vorrichtung bekannt, bei welcher jeder dieser Schritte an einer Arbeitsstelle stattfindet. Diese Vorrichtung, hat einen Stempel- und Gesenksatz, worin während eines einzigen Hubes die Anfangsbewegung das Stanzen und Verschieben des Ausschnittes und die Endbewegung das Einziehen erreicht. Zur Anpassung der sich daraus ergebenden seit-' liehen Vergrößerung des Ausschnittes muß das Gesenk mit einem ausziehbaren Teil versehen sein, der zunächst so eingestellt
wird, daß für den. Schneidvorgang genügend Spiel vorhanden ist. Beim Beginn des Einziehvorgangs zwingt die Vergrößerung des Ausschnittes den beweglichen Teil des Gesenks sich gegen eine Federkraft auszudehnen. Ein'Beispiel dieser Anordnung ist in der am 5. November 1957 veröffentlichten US-PS 2 811 880 dargestellt.
Während die übliche Vorrichtung vielen Zwecken entspricht, ist die Dehnfähigkeit des Gesenks eine mögliche Quelle von Insrandhaltungsproblemen, wenn eine Massenfertigung erforderlich ist. Somit besteht das erste Problem der vorliegenden Erfindung
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darin, ein Befestigungselement der beschriebenen Art an einer Arbeitsstelle ohne ein Gesenk zu schaffen a das einen beweglichen Teil erfordert, der durch die seitliche Vergrößerung des Ausschnitts des Befestigungselementes betätigt wird, wenn dieser Ausschnitt eingezogen oder abgeflacht wird.
Kurss gesagt werden diese und snüere Ziele der Erfindung durch die Anwendung einer doppe Itwirkendigsi Presse mit sw©i unabhängig voneinander betätigbaren Stösseln erreicht= An der Basis der Presse ist ein Stanz- und Formstempel mit freier Endseite befestigt. Ein Schneid- und Formgesenk ist an einem der Stössel befestigt und hat eine Ausnehmung für den Stempels in.welcher der Stans" und Formstempel aufnehmbar ist,, wenn der eine Stössel betätigt wird.
Die Aussenf lache des Stanz-= und Formstempelss welche seine freie Endseite umgibt, hat einen ersten Teils der mit einem entsprechenden Teil der den Stempel aufnehmenden Ausnehmung άβά Gesenks genau zusammenpasst;, um im festliegenden Gesenk ein Spiel vorzusehens wodurch ein Durchschneiden eines Teils des Umfanges des Ausschnittes erreicht wird., welcher aus der Ebene der Bleche beim Betätigen des ersten Stössels verschoben wird! Ein zweiter Teil der Außenfläche des Stanz- und Formstempels hat eine Ausnehmung und ist weit entfernt von einem entsprechenden eine Ausnehmung aufweisenden Teils der den Stempel aufnehmenden Ausnehmung- des Gesenks. Dieser zweite Teil bewirkt das Biegen und Dehnen des Teils des ümfangs des verschobenen Ausschnitts, welcher nicht geschnitten ist» Die Ausbildung ist derart, daß der Ausschnitt über die Ebene der Bleche hinaus verschoben und dort durch den Stanz- und Formstempel gehalten wird. Die Kraft© irs dem gebogenen und gedehnten Teil des verschobenen Ausschnittes zwingen den verschobenen Ausschnitt nachgiebig in Richtung zu den Blechen«
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Am andern Stössel ist ein Planierstempel befestigt, welcher in der den Stempel aufnehmenden Ausnehmung des Gesenks verschiebbar aufgenommen wird. Nachdem der erste Stössel zum gewünschten Schneiden und Verschieben eines Ausschnitts der übereinanderliegenden Bleche betätigt ist, ist dessen Betätigung zu Ende oder diese wird zur Freigabe des Gesenks von der den Stempel aufnehmenden Ausnehmung und zur Freigabe des verschobenen Ausschnitts für eine seitliche Dehnung bewegt. Eine solche Dehnung wird durch die Betätigung des zweiten Stössels erreicht, welcher den Ausschnitt zwischen dem Planierstempel und der Endseite des Stanz- und Form» stempeis einzieht und abflacht. Zusätzlich erlaubt die Freigabe des verschobenen Ausschnitts durch den Stanz- und Formstempel den verbleibenden Kräften in dem. gebogenen und gedehnten Teil des verschobenen Ausschnitts den seitlich gedehnten Ausschnitt zur Bildung einer sicheren Verbindung nachgiebig gegsn die Bleohs au zwingen. Diese Anordnung erzeugt auf diese Weise ia einer Arbeitsstelle die gewünschte integrale Verbindung durch ein Verfahren in zwei Schritten, das dia besondere für die frühem Anordnung gebrauchte Art des Gesenks tiberflüssig macht»
Die Merkmale dieser Erfindung, für die Schutz nachgesucht fc wird, befinden sich im einzelnen in den beiliegenden Ansprüchen» Die Erfindung selbst, ihre Bauform und das mit dieser Bauform durchführbare Verfahren zusammen mit zusätzlichen Problemen und■Vorteilen werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit der zügehörigen Zeichnung besser verständlich, worin gleiche Teile in jeder der verschiedenen Figuren durch das gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind und worin zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Paares über-
einanderliegender Bleche mit einer entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellten integralen
Verbindung,
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Pig. .2 einen Ausschnitt längs Linie 2-2 in Pig» 1, Pig. 3 einen Ausschnitt längs Linie 5-3 in Pig«, 19 .
Pig. 4 eine Teilansicht einer doppeltwirkenden Presse mit einem neuen Stempel- und Gesenksatz nach, der vorliegenden Erfindungj wobei die Teile dieser Vorrichtung ihre Lage vor dem stanzenden und verschiebenden Arbeitsgang beim Herstellen einer integralen Verbindung nach Pig, 1 einnehmen,
Pig. 5 eine Teilansicht gemäß Pig* 4 aber mit der Lage von Teilen nach dem Betätigen eines ersten Stössels und der Ausführung des stanzenden und verschiebenden Arbeitsgangs,
Pig. 6 eine Teilansicht gemäß Pig0 4 aber mit der Lage von Teilen am Ende der Betätigung des ersten Stössels und nachdem das Gesenk daran ist, sich vom stanzenden und formenden Stempel zu lösen,
Pig. 7 eine Teilansicht gemäß Pigo 4 aber mit der Lage von Teilen, nachdem der zweite Stössel betätigt wurde,
Pig«, 8 eise perspektivische Ansicht des freiea Endes des stanzenden und formenden Stempels und
Pigc 9 eine perspektivische Ansicht des schneidendes urad formenden Gesenks mit Einzelheiten einer üea Stempel aufnehmenden Ausnehmung.
In den Pig. 1 bis 3 ist eine integrale Verbindung 10 von übereinanderliegenden Blechen 11 und 12 dargestellte Die Ver= bindung 10 weist ein Paar übereinanderliegender Ausschnitte 13 auf, die außerhalb der Ebene jeder der beiden Bleche liegen. Diese Ausbildung wird durch Stanzen gegenüberliegender Teile 14 und 15 des die Ausschnitte begrenzenden Umrisses und durch Biegen der beiden stehen gebliebenen gegen= überliegenden Teile 17 und 18 des Umrisses erreichte Die Lagi veränderung der Ausschnitte 13 ist derart, daß die untere Seite 19 der Ausschnitte 13 über der oberen Seite 20 -der1 ^eren Platte 11 entgegen den Kräften gehalten x^erdan muß, 3 durch-die Dehnung der Teile 17 aaä 18 eatstehenp
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welche die Ausschnitte mit den Platten 11 und 12 verbunden bleiben.
Nach dieser Verschiebung werden die Ausschnitte 13 abgeflacht und eingezogen, um eine seitliche Vergrößerung der Ausschnitte in einer Richtung zu erreichen, die durch die gestanzten Teile 14 und 15 bestimmt ist. Eine solche seitliche Vergrößerung genügt, um die gestanzten Ränder 21 zur Überlagerung der Ränder 22 zu bringen, von denen die Ausschnitte abgeschniirten wurden. Nach dem Entspannen der Ausschnitte 13 zwingen die in den Teilen 17 und 18 verbleibenden Kräfte die seitlich erweiterten gestanzten Ränder 21 in eine nachgiebige Verbindung mit der Oberseite des Bleches 11 neben den Rändern 22. Auf Grund dieser Ausbildung wird eine integrale Verbindung erreicht, weil die Ränder 21 in Verbindung mit den Rändern 22 ein Trennen der Bleche 11 und 12 verhindern.
Zur Herstellung dieser in den Pig. I bis 3 dargestellten Verbindung wird eine doppeltwirkende Presse 30 (in den Pig. 4 bis 7 schematisch dargestellt) in Verbindung mit einem Stempel-und Gesenksatz 31 nach der vorliegenden Erfindung benutzt. Die Presse 30 hat eine feste Basis 32, einen ersten und einen zweiten Stössel 33, 34, die mittels einer Steuereinrichtung 35 für die Längsbewegung gegenüber der Basis unabhängig voneinander betätigbar sind, sowie einen Abstreifertisch 36, der auf der Basis 32 nachgiebig angebracht ist. Der Stempel- und Gesenksatz weist drei Elemente auf: einen Stanz- und Formstempel 37, ein. Schneid- und Formgesenk 38 und einen Planierstempel 39. '
Der Abstreiftisch 36 hat eine ebene Stützplatte 40 als waagerechte Stütze der aneinander zu befestigenden Bleche und eine Vielzahl von senkrechten runden Bolzen 41, die an der Unterseite der Stützplatte nahe deren Rand befestigt sind. Die Bolzen 41 sind in reibungsarme Lager 42 eingesetzt, die mittels Blöcken 43 an der Basis 32 befestigt sind. Die Lager
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"beschränken als Bewegung der Stütsplatte 40 in senkrechter oder Längsrichtunga In der Mitte der Stützplatte 40 liegt eine öffnung 4-4-f welche der Formstempel 37 mit Spiel durchsetzt«
Der Stempel 57 erstreckt sich von der Basis 32 aus in Längsrichtung nach orfeen und ist an dieser mittels eines Halters 45 befestigt, der aus einem an der Basis 32 angebrachten Block 469 eiaem Stempelhalter 47 und einer Stellschraube 48 gebildet isι ο B®£ Stempelhalter -47 ist mit einer Lähgsöffnung versehen 9 die eia Bnäe 49 des Stempels 37 aufnimmt9 das mit einer Quer= ausnehmung zxre Aufnahme einer Feststellschraube 50 versehen ist ρ welche den Stempel festlegt und ausrichtete Die Stellschraube 48 kaaa so eingestellt weröen, daß sie die notwendige senkrechte Lage der Endseite 51 des Stempels 37 vorsieht„ die am dem Ende 49 äes Stempels entgegengesetzten Ende 52 liegte Wie 5"igo 4 zeigt umgibt eine Schraubenfeder 53 den Stempel 37 '•und steht mit eia@m Ende am Haltes? 45 «ad mit dem andern Ende an der Uotsrseit© der Stützplatte 40 an0 Durch diese Anordnung" wird di® Oberseite der Stütsplatte 40 elastisch über der Endsaite 51 des Stempels 37 gehalten, der von der Öffnung 44 auf= genommen wird unä dies ermöglicht,, daß dia übereinanderliegend den Bleche 11 und 12 auf die Stützplatte 40 gelegt werden kön~ daß sie der Stempel daran hindert'»
Das Formgesenk 38 ist auf dem ersten Stössel 34 zur Bewegung mit diesem befestigte Im einseinen hat das Gesenk 38%eine zylindrische Form und einen Flansch 54 an einem Ende, der in eine Ausnehmung an der Unterseite des Stössels 34 hineinragt und dort durch einen Block 55 gehalten wird, der an der unteren Seite des Stössels mittels eines Bolsens befestigt sein kann»
Das Formgesenk 38 hat eine in Längsrichtung verlaufendes, den Stempel aufnehmende Ausnehmung 56, die sur Aufnahme des verschobenen Ausschnitts 13 und des ober^a Seiles des Stempels 37 dientg wenn der erste Stössel betätigt wird«, Der Stempel 37 ist im wesentlichen zylindrisch und seine Endseite 51 ist im
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^esentlislten gewölbt mit einem flachen Abschnitt in der Mitte {Hg* 8) und einem Paar gegenüberliegender ausgesparter Bereiche 5Bo die durch, ein Paar gegenüberliegender längsseitiger Juasnahmungsa 59 -bestimmt sind, weiohe sicn iß 5er Äassenflache
£•£3 ündes 52 -aess Stempels befisäsüü line ^.usnsiiiaung 5β im 38 satsprleiit gsnau aar Ausbildung fl^r Sndseite ~1 Stempels 31 ■> Sie Ausnehmung 56 ist deshalb im wesentlichen üdrisolij ^at aber ein Paar gegenüberliegender ausgesparter
βθ3 üi@ durch längsseitigs ISiaöuolituagen 61 bestismii :3i2iL Mittels- passender Soialüssel y^r^en -31-s ausgesparten 3e~ ^1SiJlLe 3S auf äsm Stempel 37 aait ζψΰ. aiisgaspartsti B fO la der AösaeäJiQüg 5β Ü3s isssaks 38 in
■^Stm ier Stössel 34 äuroh' ais 3t3i2S2?9iii2?iuituisg 35 betätigt :s?i3?G: senkt sioli das G-essnlc ?S uni äss.sea Siussits 51 "riff
4@ΐ Blsojj.^ 11 j 12 ulna 5sr -Sinitzplatte 40 entgegen dsm
i-/lä3r3t-£,&4 0®Ξτ BlSCllS SSgQiZ ^"12?ί!ΐ:31-.':"--^ϊίΏβη Ίΐ1& Bieget! Und 'Jtlt— gegaiHi äsr alas'sisoaea Xrsft i^v r^c^r 53. -üb ZSn de des Hubes 5es Stössöls 54 ^ird dsr verschobene Aaascänitt 13 in äer Äusüehmung 5© öes Stsiapels 38 bewegbar aufgenommen. Während -5s2? Südbe'fjsgang des Stössels 34 arbeiten die zylindrischen Seile des Stssapels 37 zwischea dan ausgesparten Bereichen mit den syliadrischen Seilen des Gesenks 58 zwischen den ausgesparten Bereichen 60 susammen und bewirken das gewünschte Biegen unü Strecken der Bleche, wie durch die Bezugszeichen 17 und-, 18 in Pig. 1 angegeben ist. Sie unteren Ränder der verschobenen Ausschnitte 13 sind in der Zeichnung in diesem Stadium mit der Oberseite des Blechs 11 ausgerichtet dargestellt. Tatsächlich liegen die unteren Ränder der verschobenen Ausschnitte 13 geringfügig über der Oberseite und werden entgegen den verbleibenden Kräften in den Teilen 17 und Ί8 durch den Stempel 37 gehalten.
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Nachdem der Stössel 34 seinen Hub vollendet hat, wird der Stössel 33 durch die Steuereinrichtung 35 betätigt und der Stössel 34 bleibt untätig. Am Stössel 33 ist der Planierstempel 39 befestigt, der zur Bewegung gegenüber dem Gesenk
38 in der Ausnehmung 56 gleitend aufgenommen ist. Der Stempel
39 ist mit einer längsseitigen Nut 62 an der Aussenfläche versehen, in welche ein Sicherungsstift 63 zur Aufrechterhaltung der Ausrichtung des Gesenks 38 hineinragt.
Die Zeitfolge der Betätigung des Stössels 33 und der Nichtbetätigung des Stössels 34 durch die Steuereinrichtung 35 ist so gewählt, daß die Endseite 61 des Gesenks 38 gerade von dem oberen Blech 11 abhebt, wenn die konkave Seite 64 des Stempels 39 gerade beginnt, den Ausschnitt 13 einzuschneiden, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Durch diese Anordnung bleibt die Stützplatte 40 niedergehalten und der Ausschnitt 13 bleibt in Verbindung mit der Endseite 51 des Stempels 37.
Wenn der Stössel 33, wie in Fig. 7 dargestellt, das Ende seines Hubes erreicht, tritt der Ausschnitt 13 oberhalb der Endseite 51 aus der Ausnehmung 56 im Gesenk heraus. Der Ausschnitt 30 wird dann zwischen der konkaven Oberseite 64 des Stempels 39 und der Endseite 51 des Stempels 37 eingezogen, während der Stössel 33 das Ende seines Hubs erreicht. Die Krümmung der Endseite 51 ist etwas geringer als die Krümmung der Oberseite 64 und das Abflachen und Einziehen des Ausschnitts 30 erzeugt eine seitliche Vergrößerung, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, bis die geschnittenen Ränder des Ausschnitts.die Ränder der Bleche überdecken, von denen der Ausschnitt ausgeschnitten wurde.
Die Zeitfolge der Betätigung des Stössels 33 und des Stillstandes des Stössels 34 ist deshalb wichtig, weil der Abtreiftisch die Bleche nicht vom Stempel 37 lösen darf, bis ? Eiaziehvorgang abgeschlossen und der Stössel 33 untätig
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ist. Die Steuereinrichtung 35 führt in üblicher Weise die notwendige dynamische Steuerung der Stössel 33 und 34 aus.
Nachdem der Einziehvorgang beendet ist, wird der Stössel untätig und die Stössel kehren dann in eine solche Stellung zurück, in welcher die nachgiebige Anbringung des Abstreiftisches das Entfernen des Stempels 37 vom Aasschnitt 30 bewirkt. Auf diese Weise löst sich wie oben beschrieben der Stempel 37 vom Ausschnitt 13 und die Bleche können eingerichtet werden, um einen anderen Teil zur Vorbereitung für die Herstellung einer anderen integralen Verbindung über den Stempel 37 zu bringen.
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Claims (1)

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    4. Stempel- und Gesenksatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Stanz- und Formstempel (37) eine Aussenflache hat, welche einen stanzenden und einen biegenden Rand aufweist, wodurch die Betätigung des ersten Stössels (34) bewirkt, daß das Gesenk (38) die Bleche (11, 13) am Tisch (36) festhält und der Stanz- und Formstempel (37) durch die Öffnung (44) im Tisch hindurchtritt und einen Ausschnitt der Bleche aus deren Ebene in die Ausnehmung (56) für den Stempel durch
    k Schneiden eines Teils (14».15) des Umrisses des Ausschnitts (13) und durch Biegen des stehen gebliebenen Teiles (17» 18) verschiebt,
    5. Stempsl- und Gesenksatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,, daß das Ende der Betätigung des ersten Stössels (34) das Zurückziehen des Gesenks (38) bewirkt, bis eier verschobene Aussoimitt (13) der Bleche (11 j 12) die ö<3ä Stempel aufnehmende Ausnehmung (56) ge-
    6, Stempel- und Gesenksatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigung des zweiten Stössels (35) das Einziehen des verschobenen Ausschnitts (13) der Bleche (11, 12) zwischen dem Planierstempel (39) und der freien Endseite des Stanz- und Formstempels (37) bewirkt, wodurch der gestanzte Teil (14, 15) des Ausschnittes (13) seitlich bewegt und zur Auflage auf den Rand der Bleche (11, 13) gezwungen wird, von welchen der gestanzte Teil (14, 15) abgetrennt wurde.
    7. Stempel- und Gesenksatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das freie Ende dee Stanz- und Formstempels (37) gekrümmt ist und daß das freie Ende des Planierstempels (39) etwas weniger gekrümmt ist als die freie Endseite des Formsterapels.·
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    8. Stempel- und Gesenksatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Betätigung des zweiten Stössels (33) den eingezogenen Ausschnitt (13J freigibt, um das Entfernen der Bleche (11, 12) zu ermöglichen.
    9. Verfahren zum.Befestigen übereinanderliegender Bleche, gekennzeichnet durch
    a) Verschieben eines Ausschnitts (13) der Bleche aus deren Ebene durch Trennen eines Teils (14, 15) des Umrisses des Ausschnittes und Biegen des stehen gebliebenen Teils (17, 18), .
    b) elastisches Halten des geschnittenen Teils (14, 15) über der Ebene der Bleche (11, 12; entgegen den Kräften in dem gebogenen Teil (17, 18) des Umrisses des Ausschnitts (13),
    c) Einziehen und Abflachen des Ausschnittes (13) zur Verringerung von dessen Dicke in der Mitte und zum Verbreitern des am Umriss geschnittenen Teils (14, 15) bis dieser die Ränder der Bleche übergreift, von denen der geschnittene Teil abgetrennt wurde,
    d) Freigeben des Ausschnittes (13), damit die Kräfte in dem gebogenen Teil (17, 18) den am Umfang geschnittenen Teil (14, 15) in eine elastische Verbindung mit den Blechen bringt.
    1O. Verbindung für Bleche, hergestellt mit dem Verfahren naoh Anspruch 9.
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