DE2153864A1

DE2153864A1 - PROCESS FOR DIRECT MECHANICAL JOINING OF PANEL-READY MATERIALS WITH PRESSED PROFILES

Info

Publication number: DE2153864A1
Application number: DE19712153864
Authority: DE
Inventors: Franz Schoerghuber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1971-10-28
Publication date: 1973-05-10

Description

Verfahren zum unmittelbaren mechanischen Verbinden tafelartiger Werkstoffe mit gepreßten Profilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zuia mechanischen, unmittelbaren, unlösbaren Verbinden von tafelartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen mit stranggepreßten bzw. extrudierten Profilen. Process for the direct mechanical connection of sheet-like materials with pressed profiles The invention relates to a method zuia mechanical, immediate, permanent connection of panel-like workpieces, in particular sheet metal with extruded or extruded profiles.

Ziel der Erfindung ist ein Verbindungsverfahren, das durch seine rationelle Dtirchführbankelt zu neuen Formen im Leichtbau führt durch Anwendung von Mischkonstruktionen aus Halbzeugen.The aim of the invention is a connection method, which by its rational Dtirchführbankelt leads to new forms in lightweight construction through the use of mixed constructions from semi-finished products.

Es sind bereits eine Reihe rationeller Verbindungsarten bekannt zur Verbindung tafelartiger Werkstücke untereinander, wie Falzen, Schweißen, Löten, Kleben und dergleichen. Der Anschluß dieser Werkstuecke an Profile geschieht in der Regel durch Materialschluß wie Löten, Schweißen, Kleben -oder durch plastische und elastische Verformung wie Nieten, Schrauben,Klemmen und dergleichen, Diese Verbindungen sind ohne H sfügemittel nicht durchführbar. Beim Nieten und Schrauben ist nur punktfbrmiger Kraftschluß zu erreichen, Die Qualität thermischer Verbindungen leidet dadurch, daß Materialverzug und Materialspannungen auftreten. Verzichtet man beispielsweise bei der thermischen Verbindung auf das sogenannte Spannungsfreiglühen, so kann vor allem bei langgestreckten Werkstücken nicht von einer homogenen Verbindung gesprochen werden. Die thermischen Verbindungen haben den weiteren Nachteil, daß beim Zusammenfügen von dünnwandigen Werkstücken mit Profilen, also meist dickwandigen Teilen, ein einseitiger Wärmeabfluß stattfindet, der einerseits die Vorbereitungszeit erhöht oder aber die Qualität der Verbindung mindert. Alle diese Verbindungen verlangen eine langwierige Vorbereitung der Verbindungsstellen durch Bohren, Lochen und dergleichen oder eine langwierige Nachbehandlung wie Verschleifen der Schweiß- oder Lötnaht oder das Einhalten der Abbindezeit beim Kleben0 Ein weiterer Nachteil der aufgeführten Verbindungsarten liegt darin, daß nicht ohne weiteres unterschiedliche Werkstoffe miteinander zu verbinden sind oder aber das Verbinden von Werkstücken mit fertig behandelten Oberflächen gänzlich ausscheidet oder mindestens die Oberflächenqualität herabmindert.There are already a number of efficient connection types known for Connection of sheet-like workpieces to one another, such as folding, welding, soldering, Gluing and the like. These workpieces are connected to profiles in the rule by material closure such as soldering, welding, gluing -or through plastic and elastic deformation such as rivets, screws, clamps and the like, These connections cannot be made without attachments. When riveting and screwing only punctiform frictional connection can be achieved, the quality of thermal connections suffers from the fact that material distortion and material tension occur. Waived so-called stress relief annealing is used, for example, for the thermal connection, a homogeneous connection is not possible, especially with elongated workpieces be spoken. The thermal connections have the further disadvantage that when joining thin-walled workpieces with profiles, i.e. mostly thick-walled ones Divide, a one-sided heat dissipation takes place, the one hand the preparation time increases or reduces the quality of the connection. All of these connections require a lengthy preparation of the connection points by drilling, punching and the like or a lengthy follow-up treatment such as sanding down the weld or solder seam or adhering to the setting time when gluing0 Another disadvantage of the ones listed Types of connection is that not readily different materials are to be connected to each other or the connection of workpieces with finished treated surfaces completely or at least the surface quality diminishes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe eines neuen Verfahrens die Nachteile der bekannten Verbindungsarten zu umgehen und eine rationelle Verbindung zwischen vorzugsweise tafelartigen Werkstücken und gepreßten Profilen herbeizuführen.The invention is based on the object with the aid of a new method to avoid the disadvantages of the known connection types and a rational connection between preferably panel-like workpieces and pressed profiles.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß im Falle Bleche mit Profilen zu verbinden sind, die Bleche an der# Verbindungsstelle abgekantet werden und der abgekantete Teil in eine gekrümmte Längsnute des Profils gepreßt wird und während des Yerbindungsvorganges der einzupressende Teil der Abkantung plastisch geformt wird.The object according to the invention is essentially achieved by that in the case of sheets to be connected to profiles, the sheets at the # connection point be folded and the folded part in a curved longitudinal groove of the profile is pressed and during the Yerbindungsvorganges the part of the fold to be pressed in is plastically formed.

Der Vorteil des Verfahrens liegt zunächst einmal darin, daß ohne aufwendige Vorbereitung der Verbindungsstellen durch einfaches Zusammenpressen und durch das dadurch erzielte Kippen des abgekanteten Teiles ein Formschluß erzielt wird, wobei das Einpressen sowohl durch einfache Abkant- und Plattenpressen oder aber kontinuierlich durch Walzenpressung geschehen kann. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß ohne erheblichen Mehraufwand in der Vor#bereitung durch gleichen Arbeitsgang die Qualität der Verbindung bis zum Kraftschluß durch Verzahnen, Stauchen, Klemmen und Bördeln gesteigert werden kann.The advantage of the method is first of all that without laborious Preparation of the connection points by simply pressing them together and using the thereby achieved tilting of the folded part a positive fit is achieved, wherein pressing in either by simple folding and plate pressing or continuously can be done by roller pressing. Another major advantage of the process lies in the fact that without considerable additional effort in the preparation by the same Operation the quality of the connection up to the frictional connection by interlocking, upsetting, Clamping and flanging can be increased.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden -Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.Details of the invention emerge from the following description of embodiments shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Verbindung vor dem Einpressen.Fig. 1 shows in section a connection before pressing.

Fig. 2 zeigt die Verbindung gemäß Fig. 1 im eingepreßten Zustand.Fig. 2 shows the connection according to FIG. 1 in the pressed-in state.

Fig. 3 zeigt eine grundsätzlich gleiche Verbindung, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, jedoch mit dem Unterschied, daß beim Profil je ein #ördel-u. Stauchwulst vorhanden ist.Fig. 3 shows a basically the same connection as in the 1 and 2 are shown, but with the difference that the profile is one # ördel-u. Compression bulge is present.

Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Ausführung, jedoch im eingepreßten Zustand. Sichtbarer Unterschied zu Fig. 2 ist die am Außenradius der hbkantmlg dargestellte gebördelte Wulst.Fig. 4 shows the embodiment shown in Fig. 3, but pressed in State. The visible difference to FIG. 2 is that shown on the outer radius of the hbkantmlg beaded bead.

Fig. 5 zeigt die Abkantung eines tafelartigen Teils mit innen gerandelter Oberfläche.Fig. 5 shows the folding of a panel-like part with internally knurled Surface.

Fig. 6 zeigt die Abkantung mit zusätzlicher äußerer gerändelter Oberfläche.Fig. 6 shows the fold with an additional external knurled surface.

Fig. 7 zeigt die Rändelung in Einpreßrichtung gemäß einer der beiden Fig. 5 und 6.Fig. 7 shows the knurling in the press-fit direction according to one of the two Figures 5 and 6.

Fig. 8 zeigt eine Rändelung gemäß einer der beiden Fig. 5 und 6, jedoch mit einem Rännelzahnverlauf, der krümmungsgemäß der Flanke eines Zaliniades entspricht.Fig. 8 shows a knurling according to one of the two FIGS. 5 and 6, however with a serpentine course, the curvature of which corresponds to the flank of a Zaliniades.

Fig. 9 zeigt eine abrollende Einpressung des Bleches mit einer Rändelung gemäß Ziff.8. Fig. 9 shows a rolling press-in of the sheet with a knurling according to Clause 8.

Fig. 10 zeigt zwei abgehende Blechanschlüsse an einem Profil mit nach der abgekehrten Blechseite hin gekippter Abkaiftung. Fig. 10 shows two outgoing sheet metal connections on a profile with kaiftung tilted towards the opposite side of the sheet metal.

Fig. 11 zeigt zwei abgehende Blechanschlüsse, obei die Außenseiten der Abkantungen sich in einem senkrechten Teilbereich gegenseitig abstützen. Fig. 11 shows two outgoing sheet metal connections, with the outsides of the folds support each other in a vertical section.

Fig. 12 zeigt eine Verbindung gemäß Fig. 2 mit angekanteter und gepreßter Abkantung. Fig. 12 shows a connection according to FIG. 2 with a canted and pressed Chamfer.

Fig. 13 zeigt Fig. 12, jedoch mit dem Unterschied, daß die Ankantung fortgesetzt wird und zu einer Verdoppelung im waagrechten Bereich führt. Fig. 13 shows Fig. 12, but with the difference that the bevel is continued and leads to a doubling in the horizontal area.

Fig. t4 zeigt eine Verbindung mit zweimaliger Abkantung des plattenförmigen Yterkstückes. Fig. T4 shows a connection with two folds of the plate-shaped Yterk piece.

Figur 1 zeigt im Schnitt die zwei Verbindungspartner 1 und 2, wobei Teil 1 in der Regel ein tafelartiges Werkstück, vorzugsweise Blech, sein wird, das an ein nicht näher bezeichnetes Profil 2 angeschlossen ist. Die Verbindungspartner können sowohl aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, als auch unbehandelte oder vor- und fertigbehandelte unterschiedliche Oberflächen aufweisen.Figure 1 shows in section the two connection partners 1 and 2, wherein Part 1 usually a sheet-like workpiece, preferably sheet metal, be which is connected to an unspecified profile 2. The connection partner can consist of different materials as well as untreated or have pre-treated and finished-treated surfaces.

Teil 2 weist eine gebogene Längsnute 2a auf, deren Nutbreite, bei Abzug eines für die Gleitpassung erforderlichen Spieles, gleich ist der Dicke der Tafel 1 oder ihres abgekanteten Teiles 1a.Part 2 has a curved longitudinal groove 2a, the groove width of which at Deduction of the play required for the sliding fit, the thickness is the same Table 1 or its folded part 1a.

Durch den Preßdruck, der durch die Walze oder den Balken 3 erfolgt, wird die Abkantung la derart in die Nute 2a gepreßt, daß durch die plastische Verformung ~ein sogenanntes Kippen - von 1a eine formschlüssige Verbindung gemäß Fig. 2 entsteht.Due to the pressure applied by the roller or the beam 3, the fold la is pressed into the groove 2a in such a way that by the plastic deformation ~ a so-called tilting - from 1a a form-fitting connection according to Fig. 2 is created.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindung, die zu einem Kraftschluß führt, zeigt Fig. 3. Durch den hochgezogenen Wulst 4 wird beim Pressen der nasenartige Teil 6 des Profils 2, der die Nut im Innenradius begrenzt, gestaucht und nach unten gedrückt, wodurch eine Klemmverbindung zwischen 1a und 2 eintritt.Another embodiment of the compound according to the invention, which to leads to a frictional connection, shows Fig. 3. By the raised bead 4 is when Pressing the nose-like part 6 of the profile 2, which delimits the groove in the inner radius, compressed and pressed down, creating a clamp connection between 1a and 2 entry.

Der Form- und Kraftschluß der Verbindung wird noch dadurch unterstützt, daß durch Bördelung 5a Fig. 4 des hochgezogenen Wulstes 5, Fig.3 eine weitere Pressung zur Nase 6 hin auftritt Im Falle die Verbindung verwendet wird zur Herstellung tragender Konstruktionen, muß damit gerechnet werden, daß durch die Biegung Schubkräfte auftreten, die vom tafelartigen Werkstück über die Verbindung zum Profil hin übertragen werden müssen. Um diese Schubkräfte, die in der Längsrichtung auftreten, übertragen zu können, wird die Abkantung 1a mit einer inneren 7, Fig.5, äußeren 8,Fig.6, oder einer beidseitigen Rändelung gemäß Fig. 6 versehen.The form and force fit of the connection is supported by that by flanging 5a Fig. 4 of the raised bead 5, Fig.3 a further compression in the event that the connection is used to produce load-bearing Constructions, it must be expected that shear forces occur due to the bending, those of the tabular Workpiece over the connection to the profile must be transferred. To avoid these shear forces, which occur in the longitudinal direction, to be able to transfer, the fold 1a with an inner 7, Fig.5, outer 8, FIG. 6, or a knurling on both sides according to FIG. 6.

Durch diese Rändelung, die in Big. 7 in der Ansicht dargestellt ist, verzahnen sich die Werkstücke 1 und 2 gegenseitig.Because of this knurling, which in Big. 7 is shown in the view, Workpieces 1 and 2 interlock with one another.

Ersatzweise für die Aufgabe der Bördelung 5a, Fig. 4, nämlich dem zusätzlichen Verhindern des Herausziehens der Abkantung la aus der Nute 2a kann auch eine Rändelung der Abkantung 1a gemäß Fig0 8 und Fig. 9 treten. Diese Art des Zusammenfügens, die nur durch Rollpressen vorgenommen werden kann, ergibt durch die gekrümmte Rändelung, deren Krümmung etwa der Flanke eines Zahr,radzahnes entspricht, eine reißverschlußartige Verschneidung beider Werkstücke, wodurch ein Herausziehen auch dann verhindert wird, wenn beispielsweise auf das Klemmen und Bördeln verzichtet wird und der Formschluß, der durch das Kippen allein erreicht wird, für die gewünschte Verbindungsqualität nicht ausreicht.As a substitute for the task of the flanging 5a, FIG. 4, namely the can additionally prevent the fold la from being pulled out of the groove 2a also a knurling of the fold 1a according to Fig0 8 and Fig. 9 occur. This kind of Joining, which can only be done by roll pressing, results from the curved knurling, the curvature of which corresponds approximately to the flank of a toothed wheel, a zipper-like intersection of both workpieces, causing them to be pulled out This is also prevented if, for example, clamping and flanging are dispensed with is and the form fit, which is achieved by tilting alone, for the desired Connection quality is not sufficient.

Je nach Anwendung der zusätzlichen mechanischen Verbindungsarten wie Klemmen, Bördeln, Verzahnen, können unter Einbezug des erfindungsgemäßen Hauptgedankens, dem Kippen und dadurch herbeigeführten Formschluß in einem Herstellungsgang wahlweise sechzehn verschiedene Verbindungsqualitäten hergestellt werden.Depending on the application of the additional mechanical connection types such as Clamping, flanging, interlocking, can, taking into account the main idea according to the invention, the tilting and the resulting positive locking in one production process as an option sixteen different connection qualities can be established.

Eine Reihe weiterer anderweitiger Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbindung zeigen die Figuren 10 bis 15.A number of other other embodiments of the invention Connection is shown in FIGS. 10 to 15.

Soweit die tafelartigen Werkstücke zum Profil hin auf Druck beansprucht werden, ist auch eine Krümmung der Längsnute bzw. ein Kippen der Abkantung 2b gemäß Fig. 10 denkbar.As far as the panel-like workpieces are subjected to pressure towards the profile is also a curvature of the longitudinal groove or a tilting of the fold 2b according to Fig. 10 is conceivable.

Im Falle auf einheitliche oder nur schwach unterbrochene Oberfläche bei Doppelanschlüssen an einem Profil Wert gelegt wird, kann auf die den Nasen 6 Fig. 3 gegenüberliegende Abstützung im Profil 2 verzichtet werden, was zu einer Ausbildung der Nute 9 gemäß big. 11 führt.In the case of a uniform or only slightly interrupted surface value is placed on a profile in the case of double connections, the noses 6 Fig. 3 opposite support in the profile 2 are dispensed with, resulting in a Training of the groove 9 according to big. 11 leads.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung hängt davon ab, daß die Nuten, in denen die Abkantungen eintauchen, auch herstellbar sind. Die jierstellbarkeit der Nut ist aber wieder abhängig von den Werkstoffen, aus denen die Verbindungspartner, insbesondere die Profile, bestehen.The preparation of the compound of the invention depends on the fact that the grooves in which the folds dip can also be produced. The adjustability however, the groove is again dependent on the materials from which the connection partner, especially the profiles.

Die Längsnute kann entweder beim Extrudieren (strangpressen) oder aber durch nachträgliches Räumen hergestellt werden.The longitudinal groove can either during extrusion (extrusion) or but can be produced by subsequent broaching.

Falls beim Extrudieren die Nutbreite für die Abstützung der dabei entstehenden Kräfte am Werkzeug zu gering ist, kann die Nute doppelt so breit gemäß der Figuren 12 oder 13 hergestellt werden. Die entstehende Differenz zwischen Tafeldicke und Nutbreite ist dann dadurch auszugleichen, daß die sonst übliche Abkantung durch vorausgehendes Ankanten und Pressen verdoppelt wird.If during extrusion the groove width for the support of this resulting forces on the tool is too low, the groove can be twice as wide according to of Figures 12 or 13 can be produced. The resulting difference between sheet thickness and groove width is then to be compensated by the fact that the otherwise usual fold through previous edging and pressing is doubled.

Während bei den Ausführungen der Verbindungen gemäß den Figuren 1 - 4, 10, 12 und 13 der Profilwerkstoff, insbesondere bei einseitigen oder #idanschlüssen sichtbar wird, ist bei der in #ig. 14 gezeigten Verbindung der nach oben reichende Profilwerkstoff durch das tafelartige Werkstück abgedeckt und die Anschlußweise um 900 gedreht.While in the embodiments of the connections according to FIGS - 4, 10, 12 and 13 the profile material, especially for one-sided or #id connections becomes visible is with the in #ig. 14 the connection shown upwards Profile material covered by the panel-like workpiece and the connection method rotated around 900.

Claims

S Process for direct, permanent, mechanical connection panel-like workpieces with extruded profiles h n e t that the panel-like parts 1 Fig. 1 be folded at their connection point be and with their folded part 1a in a curved longitudinal groove of the profile is pressed and the beveled to be pressed in during the connection process Part 1a is so plastically deformed that a positive connection between both connection partners.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that in the course of the pressing process by upsetting one of the profile 2 Fig. 3 given raised bead 4 Fig. 3 the nose-shaped part of the profile is bent, whereby by the thereby brought about clamping between 1a and 2-Fig. 3 a frictional connection between parts 1 and 2 is brought about.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that by flanging the bead raised on the profile 2 Fig. 3 5 towards the outer radius of the part la, the positive locking by material migration 5a Fig. 4 increased and the frictional connection supported by the resulting compression will.

Method according to claims 1 to 3, characterized in that g e -k e n n æ e i c h n e t that for the transmission of occurring in the longitudinal direction of the connection Shear forces the folded part 1a Çig. 5, Fig, 6, Fig. 7, with an inner 7, Fig. 5, an outer 8, Fig. 6, or both sides Fig. 6 knife-edge knurling is provided and this knurling intersects with part 2 during the pressing.

5. The method according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the knurling is made in a curved design, the curvature Fig. 8 corresponds approximately to the flank of a gear tooth and by a roll pressing 9 shows a zipper-like intersection of workpieces 1 and 2.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the further mechanical measures according to claims 2 to 5 in addition to the measure of claim 1 in any order and in number their handling can be applied in different ways0 '70 procedures according to the Claims 1 to 6, characterized in that the plastic deformation 2b, Fig. 10, can also be made to the side that the panel-like Workpiece is turned away.

8o The method according to claims 1 to 6, thereby g e -k e n n z e i c h-n e t that with double connections of panel-like workpieces on a profile on the vertically flanking, otherwise usual, the nose 6 Fig. 3 opposite support can be dispensed with and thus the surface of the Connection Fig. 1i is only weakly interrupted.

9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the groove 10, Fig. 12, of the profile in its width compared to the Thickness of the sheet-like workpiece can be made doubled and the difference between the width of the groove and the thickness of the sheet is filled in that the otherwise usual Folding a folding and pressing of the folding precedes 10. Method according to the Claims 1 to 9, characterized in that preferably with end connections 14, the press-in direction is the same as the port setting direction of the panel-like Workpiece,