DE2140936B2

DE2140936B2 - METHOD OF JOINING PANELS

Info

Publication number: DE2140936B2
Application number: DE19712140936
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 5910 Kreuztal Strohmeier
Original assignee: Siebau Siegener Stahlbauten Gmbh, 5910 Kreuztal
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1971-08-16
Publication date: 1973-08-09
Also published as: DE2140936A1

Description

zustellen.to deliver.

Die gestellte Aufgabe wird durch Anwendung desThe task at hand is achieved by applying the

Verfahrens der Stanzung eines Bleches mittels einesMethod of punching a sheet by means of a

Zur dauernden Verbindung von Blechen unterein- unter hydrostatischen Druck gesetzten, relativ weiander wird unter anderem das konventionelle Niet- x₅ chen Materialstückes und der Bildung einer dichten, verfahren angewendet, bei dem die Nietstelle vorge- gegen Korrosion geschützten Verbindung des Matebohrt und der Niet anschließend unter Bildung min- rialsiückes mit dem Blech auf die Verbindung von destens des einen Nietkopfcs gesetzt wird. Dieses Blechen untereinander gelöst. Überraschend ist hier-Verfahren ist wegen der beiden aufeinanderfolgen- bei, daß Nieten aus weichem, unter hydrostatischen den grundsätzlichen Arbeitsschritte zeitraubend und 20 Druck plastisch verformbarem Material eine ausreibedingt bei automatischer Fertigung einen hohen chend feste Nietverbindung ergeben.
Aufwand zur Durchführung der Ausrichtearbeiten Die Herstellung der Nietverbindung läuft im ein-For permanent joining sheets among each hydrostatically pressurized, relatively weiander among other things the conventional rivet is x ₅ chen piece of material and the formation of dense, applied a method in the manner set the riveting against corrosion protected compound of Mate drilled and the rivet then is placed on the connection of at least one rivet head with the formation of a minimum gap with the sheet metal. This metal sheet solved one another. What is surprising here is because of the two successive processes that rivets made of soft material, which is time-consuming under hydrostatic pressure and plastically deformable under pressure, result in a riveted joint that is extremely strong during automatic production.
Effort for carrying out the alignment work The rivet connection is established in

vor dem Setzen der Niete. zelnen wie folgt ab: Der gegenüber den Blechen alsbefore setting the rivet. are divided as follows: The opposite of the sheets as

Zur Vermeidung dieses Zeitaufwandes ist es be- relativ weiches Materialstück ausgebildete Nietbolkannt, einen Spezialniet unmittelbar an die miteinan- 25 zen vird an die zu verbindenden Bleche angelegt und der zu verbindenden Bleche anzulegen und diese mit- auf hydrostatischen Druck gebracht; die Bleche werteis eines ausgeübten Druckes zu lochen (deutsche den unter dem auftretenden Druck gelocht, wobei Auslegeschrift 1252 615 und britische Patentschrift das Material des Nietbolzens die Lochung ausfüllt 1 007 084). Der Spezialniet ist härter als die Bleche, und die Nietköpfe bildet. Bei der Verbindung von und zur Verankerung des Spezialniets wird Material 30 kunststoffbeschichteten Stahlblechen wird Alumides Bleches in einen reduzierten Abschnitt das Spe- nium als relativ weiches Materialstück bevorzugt,
zialniets gedrückt. Selbst wenn der Spezialniet aus Bei einer Vorrichtung zur Herstellung der Nietver-To avoid this expenditure of time, with a relatively soft piece of material formed rivet studs, a special rivet is placed directly against the metal sheets to be connected and the metal sheets to be connected and these are brought to hydrostatic pressure; to perforate the metal sheets as much as an exerted pressure (German perforated under the pressure occurring, whereby Auslegeschrift 1252 615 and British patent specification the material of the rivet bolt fills the perforation 1 007 084). The special rivet is harder than the metal sheets and forms the rivet heads. When connecting and for anchoring the special rivet, material 30 plastic-coated steel sheets is preferred.
zialniets pressed. Even if the special rivet is made

nichtrostendem Material hergestellt ist, wird das Ro- bindung dient zur Erzeugung des Lochungsdruckes sten im Falle von Stahlblechen nicht verhindert, weil ein Stempel und ein Niederhalter, die zusammen mit der Lochungsrand nicht abgedeckt ist. Um die Niet- 35 den zu verbindenden Blechen den Nietbolzen am verbindung korrosionsfest zu machen, muß demnach Anfang des Verbindungsvorgangs völlig umgeben, mindestens ein weiterer Arbeitsgang angeschlossen Die Vorrichtung enthält noch einen Gegenhalter, der werden. gegen die zu verbindenden Bleche preßbar ist und anis made of stainless material, the binding is used to generate the perforation pressure most not prevented in the case of sheet steel, because a punch and a hold-down device that go together with the edge of the perforation is not covered. To the rivet 35 the sheets to be connected the rivet bolt on To make the connection corrosion-resistant must therefore completely surround the beginning of the connection process, at least one further operation connected. The device also contains a counter holder, the will. can be pressed against the sheets to be connected and on

Es ist auch bereits bekannt, zwei Bleche dadurch der dem Stempel gegenüberstehenden Stelle eine miteinander zu verbinden, daß durch Einwirkung 40 Aussparung aufweist, welche eine Scherkante dareines Stempels auf das eine Blech ein Scherbutzen stellt. Die Aussparung dient außerdem zur Aufzum Fließen gebracht wird, der ein Loch in dem nähme von abgetrennten Blechteilen und einem Teil zweiten Blech stanzt und sich darin verankert (deut- des Nietbolzen-Materialstückes zur Bildung eines sehe Offenlegungsschrift 2 014 250). Nachteilig bei Kopfes. Die Weite bzw. der Durchmesser der Ausdiesem Verfahren ist der Umstand, daß bei kunst- 45 sparung übersteigt die Weite bzw. den Durchmesser stoffbeschichteten Blechen eine unverletzte oder ab- des Stempels ein wenig.It is also already known to have two metal sheets at the point opposite the punch to connect with each other that by action 40 has a recess which has a shear edge therein Stamp on which a sheet metal is sheared. The recess is also used for opening Flow is brought, which would take a hole in the separated sheet metal parts and a part second sheet metal and anchored in it (meaning the rivet bolt material piece to form a see Offenlegungsschrift 2 014 250). Disadvantage with the head. The width or the diameter of the ausdiesem The process is the fact that in the case of art saving it exceeds the width or diameter fabric-coated sheet metal an undamaged or off the stamp a little.

gedeckte korrosionsfeste Oberfläche nicht gewährlei- Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sichCovered corrosion-resistant surface not guaranteed. Further details of the invention result

stet wird. aus dem im folgenden beschriebenen und in dersteadily. from the one described below and in the

Beim Befestigen eines mehrteiligen Einsatzes in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Dabei einer ursprünglich ungelochten Platte, bei dem der 50 zeigtWhen attaching a multi-part insert embodiment shown in the drawing. Included an originally unperforated plate, in which the 50 shows

Einsatz innerhalb einer Hülse zwischen dem Loch- F i g. 1 die erste Phase des VerbindungsvorgangesUse within a sleeve between the hole F i g. 1 the first phase of the connection process

stempel einer Presse und der Platte einem mechani- und
sehen Druck durch den Lochstempel ausgesetzt und F i g. 2 die letzte Phase.stamp a press and the plate a mechanical and
see pressure exposed by the punch and F i g. 2 the last phase.

ein Teil der Platte in die Matrizenöffnung ausge- Eine Presse weist einen Preßstempel 1 auf, der ina part of the plate is drawn into the die opening

stanzt wird, worauf der Einsatz an dessen Stelle tritt, 55 einer Führung 2 geführt ist. Das vordere Ende der ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1452 698 Führung 2 arbeitet mit einem Niederhalter 3 zusam- und britische Patentschrift 955 179), daß durch die men. Zur Vorrichtung gehört noch ein Gegenhai-Bewegung des Stempels zur Matrize hin ein erstes ter4, der, fluchtend zu dem Stempel 1, eine Ausspa-Einsatzteil mit einem zweiten Einsatzteil zur Bildung rung 5 aufweist. Der Gegenhalter 4 kann Teil eines des fertigen Einsatzes verbunden wird und daß das 60 Tisches der Presse sein.is punched, whereupon the insert takes its place, 55 a guide 2 is guided. The front end of the it is known (German Auslegeschrift 1452 698 guide 2 works with a hold-down 3 together and British Patent 955 179) that by the men. The device also includes a counter-shark movement of the punch towards the die a first ter4, which, in alignment with the punch 1, is a recess insert having a second insert part for formation 5 tion. The counter holder 4 can be part of a of the finished insert is connected and that the 60 table of the press will be.

während des Stanzvorganges innerhalb der Hülse Wenn mehrere Verbindungsstellen zwischen BIe-during the punching process inside the sleeve If there are several connection points between

kaltverformte zweite Einsatzteil die Hülse ganz aus- chen 11, 12 geschaffen werden sollen, wird der füllt, so daß es einen hydrostatischen Druck auf die Niederhalter 3 als Matrize ausgebildet, deren Boh-Platte ausübt, wodurch ein Materialstück aus dieser rungen mit entsprechenden Aussparungen des Geausgestanzt wird. Das erste eigentliche Einsatzteil be- 65 genhalters 4 fluchten. Auf diesen Gegenhalter 4 aufsteht aus hartem Material und soll durch den Ein- gelegt werden die zu verbindenden Bleche 11 und 12, setzvorgang nicht verformt werden, während das und in jede Bohrung des Niederhalters 3 wird ein zweite Einsatzteil aus einem relativ weichen Mate- Bolzen 13 eingelegt. Im Falle von Kunststoff be-If the cold-formed second insert part is to completely remove the sleeve 11, 12, the fills, so that there is a hydrostatic pressure on the hold-down device 3 designed as a die, the Boh plate exercises, whereby a piece of material from this stanchions with corresponding recesses of the punched out will. The first actual insert part is in alignment with the holder 4. On this counter holder 4 stands up made of hard material and should be inserted through the sheets to be connected 11 and 12, setting process are not deformed, while and in each hole of the hold-down device 3 is a second insert part made of a relatively soft mate bolt 13 inserted. In the case of plastic

ι ^{3 4} ι ^{3 4}

schichteten Stahlblechen besteht der Bolzen 13 vor- ser jedenfalls die Fließgrenze übersteigt und im Sinne zugsweise aus Aluminium. Der Durchmesser der des hydrostatischen Druckes seitlich auf die Blech-Aussparung 5 ist etwas größer nls der Durchmesser wände im Bereich der Lochung drückt,
des Stempels 1. Die Tiefe der Aussparung 5 wird so F i g. 2 zeigt die Endphase des neuen Verbindungsgewählt, daß abgetrennte Blechstücke 11a, 12 a 5 Vorganges. Die abgetrennten Blechstucke lla, l-a darin Platz finden und außerdem noch ein wenig haben sich am Boden der Aussparung 5 des <->egen-Raum zur Bildung eines Kopfes verbleibt. Die halters 4 angesammelt, der Bolzen 13 bildet im Be-Wände der Aussparung 5 sind etwas konisch ausge- reich des Gegenhalters 4 einen Kopf 13 a und_ weist bildet, um die Blechstücke lla, 12a leichter heraus- unterhalb des Stempels 1 Ausbuchtungen ijo aui, lösen zu können. Falls dieses Herauslösen nicht auf io durch welche ein sicherer Halt des »c.^lzens ^lo. ^m ^αξ^τ Grund der Haftung am Bolzen 13 automatisch er- Lochung der Bleche 11, 12 gewährleistet wira. ts folgt, kann es beispielsweise mittels eines nicht dar- versteht sich außerdem, daß alle Kauigneiten in acr gestellten Auswerfers bewirkt werden. Lochung der Stahlbleche gut umschlossen werden Wie aus Fi g. 1 ersichtlich, ist der Bolzen 13 rund- was der Verankerung des Bolzens ebenfalls dienlich herum von Wänden umgeben, die härter sind als er 15 ist. . . , , , _R ,
selbst. Sobald durch den Stempel 1 ein entsprechen- Wenn ein Bolzen 13 gesetzt ist wird ; durch κtü der Druck ausgeübt wird, wird sich dieser Druck auf tiwerschiebung der Teile 1,2 zu den ifuen *°*
die Blechwände auswirken, selbst wenn der Bolzen der nächste Bolzen 13 aufgesucht ^ ?S,n«r^5~ 13 bis oder über die Fließgrenze seines Materials be- fahren des Stempels 1 die nächste Verbindung zwilastet wird (hydrostatischer Druck). Sobald der auf- 20 sehen den Blechen 11,12 hergestellt. _anopwJ,_nrite aebaute Druck die Scherfestigkeit des Stahlbleches Dieses zur Verbindung von Blechen angewandte 11, 12 überschreitet, reißt dieses am Rande der Boh- Verfahren hat den Vorteil, daß beim beizen der^01-rung des Niederhalters3 bzw. der AussparungS ein zen 13 durch jeweils einerι Schlag des ££jgj» und der Bolzen 13 dringt in die so gebildete Lochung eine gute, insbesondere ^^'^^V^f _e"_nf ein. Am Ende des Schubes durch den Stempel 1 er- 25 und Ausfüllung der Scherstelle ^d%.^B/_t ^e*^e™^d _k^ⁿ _n ^e höht sich der Druck im Bolzen 13 erneut, so daß die- sichere Verbindung von Blechen erzielt werden kann.In the case of laminated steel sheets, the bolt 13 in any case exceeds the flow limit and, in the sense, is preferably made of aluminum. The diameter of the hydrostatic pressure on the side of the sheet metal recess 5 is slightly larger than the diameter of the walls in the area of the perforation,
of the stamp 1. The depth of the recess 5 is thus F i g. 2 shows the final phase of the new connection selected that separated sheet metal pieces 11a, 12a 5 process. The separated pieces of sheet metal lla, la can be accommodated in it and, moreover, a little have remained on the bottom of the recess 5 of the <-> egen-space to form a head. The holder 4 accumulates, the bolt 13 forms in the Be-Walls of the recess 5 are somewhat conical enough, the counter-holder 4 has a head 13 a and has to make the sheet metal pieces 11a, 12a easier to get out- below the stamp 1 bulges ijo aui, to be able to solve. If this detachment does not work, which means that the »c. ^lzen s ^lo . ^m ^α ξ ^τ Because of the adhesion to the bolt 13 automatically perforation of the sheets 11, 12 is guaranteed. ts follows, it can for example by means of a not shown also, of course, that all chewing times are effected in acr placed ejector. Perforation of the steel sheets are well enclosed As shown in Fi g. 1, the bolt 13 is round - which is also useful for anchoring the bolt - surrounded by walls that are harder than it is 15. . . _{,,, R} ,
itself. As soon as a corresponding through the punch 1- When a bolt 13 is set; the pressure is exerted by κ tü, this pressure will result in the displacement of the parts 1,2 to the ifuen * ° *
affect the sheet metal walls, even if the bolt the next bolt 13 is sought ^? S, n «r ^ 5 ~ 13 up to or above the flow limit of its material, the punch 1 is pushed to the next connection (hydrostatic pressure). As soon as the up-20 see the metal sheets 11, 12 made. _anopwJ, _nrite aebaute pressure, the shear strength of the steel sheet This applied for joining sheets 11, exceeds 12, pulls this on the edge of the borings method has the advantage that during the pickling of ^ 01-rung of Niederhalters3 or recess a zen 13 by In each case one stroke of the ££ jgj »and the bolt 13 penetrates the hole formed in this way a good, in particular ^^ '^^ V ^ f _e " _n f. At the end of the thrust through the punch 1 er 25 and filling of the Shear point ^d %. ^B / _t ^e * ^e ™ ^d _k ^ ⁿ _n ^e the pressure in the bolt 13 increases again so that the secure connection of metal sheets can be achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

rial piece, the first insert piece in the lo-

Claim: chung holds, the edge of the perforation is covered and a

tight connection protected against corrosion with

Applying the process of punching one of the sheet metal effects. The procedure does not serve to Sheet metal by means of a hydrostatic pressure 5 connection of two sheets to each other, but rather set, relatively soft piece of material and for fastening the first actual use m the formation of a dense sheet metal plate against corrosion.

protect connection of the piece of material with the invention is based on the object to a

the sheet metal on the connection of sheet metal un- known rivet connection through a time-saving one another. 10 self-cutting piece of material is corrosion-resistant