DE3726392A1 - Verfahren zum verbinden aufeinanderliegender duenner platten oder plattenabschnitte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten oder Plattenabschnitte mit den Merkmalen in den Oberbegriffen des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.

Aus der DE-OS 35 32 900 ist es bekannt, zwei aufeinanderliegende dünne Platten oder Plattenabschnitte miteinander unter Ausformung eines Nockens in ein ortsfestes Gesenk tiefzuziehen und den Nocken dabei an der Bodenseite zu stauchen. Beim Stauchen wird der Nockenboden zwischen der im wesentlichen flachen Preßfläche des Gesenks und dem nur etwas ballig geformten Preßstempel gequetscht, wodurch das Bodenmaterial zur Seite gegen die Gesenkwände ausgetrieben wird. Dies hat den Nachteil, daß der Plattenwerkstoff sehr stark beansprucht wird und daß die Wanddicke des Bodens am fertigen Nocken sehr dünn ist. Hierdurch sinkt die Festigkeit der Nockenverbindung, die außerdem stark von Einstelltoleranzen der Tiefzieh-Fügevorrichtung abhängt. Das bekannte Verfahren läßt sich nur mit fließfreudigen Werkstoffen ausführen und bedarf auch hoher spezifischer Kräfte.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tiefzieh-Fügen aufzuzeigen, die den Plattenwerkstoff schonen und eine Nockenbildung mit größeren Wandstärken im Bodenbereich erlauben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.

Durch die erfindungsgemäß ausgeformte Wölbung beim Tiefziehen des Nockens wird mehr Material in den Bodenbereich verfrachtet, als bei einer flachen Bodenform. Mit dem anschließenden Stauchvorgang wird die vorspringende Wölbung flachgedrückt, wobei der Materialüberschuß zur Seite gedrängt wird. Dies hat zur Folge, daß die beiden Plattenbahnen in den seitlichen Nockenwänden gegeneinander verpreßt und dabei formschlüßig verhakt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren bleiben die tiefgezogenen Wandstärken und damit die Festigkeit erhalten. Die Verfahrensbedingungen sind leicht einstell- und reproduzierbar, wobei das Ergebnis weniger toleranzbehaftet ist. Das Plattenmaterial wird geschont, da die Seitenverdrängung in erster Linie durch Biegen und nicht durch Quetschen erfolgt.

Im Gegensatz zum bekannten einstufigen Tiefziehen in ein Gesenk, läuft das erfindungsgemäße Verfahren in zwei Stufen ab. Um die gewünschte Wölbung ausformen zu können, wird der Nocken ohne wesentlichen axialen Widerstand in eine Bohrung oder Form tiefgezogen. Anschließend erfolgt der Stauchhub, der vorzugsweise der Tiefziehbewegung entgegengerichtet ist. Der Stauchhub wird durch einen zweiten Stempel vorgenommen, wobei der Tiefziehstempel ein Stück zurückweicht, um ein Flachdrücken der Wölbung zu ermöglichen.

Das gleiche Ergebnis läßt sich im Grunde auch mit einem doppelten Tiefziehstempel erreichen, der gegen ein festes Gesenk arbeitet. Der Tiefziehstempel besteht aus einem flachen Ringstempel, in dem ein die Wölbung formender Spitzstempel beweglich geführt ist. Die Zweistufigkeit ist in der zeitlich versetzten Relativbewegung der beiden Stempel realisiert. Beim Tiefziehen werden beide Stempel gemeinsam in die Gesenkbohrung voranbewegt, wobei der Spitzstempel vorragt und die Wölbung formt. Sobald die Wölbung gegen den Gesenkboden trifft, weicht der Spitzstempel zurück, während der flache Ringstempel weiterbewegt wird und die Wölbung am Gesenkboden flachstaucht.

Eine besonders hohe Festigkeit der Nockenverbindung läßt sich erreichen, wenn der Nocken in einen seitlichen, vorzugsweise ringförmigen Freiraum breitgestaucht wird. Hierbei biegen sich die Nockenseitenwände in eine mehr oder weniger stark ausgeprägte S-Form, wodurch sie fest aneinandergepreßt und formschlüssig miteinander verbunden sind. Je stärker die Biegung und damit der Klammereffekt ist, desto höher ist die Festigkeit, wobei auch hier die vollen Wandstärken erhalten bleiben.

Der Freiraum kann in Gestalt einer verbreiterten Tiefziehform bereits beim Tiefziehen vorhanden sein oder erst anschließend durch ein Rückweichen, Aufklappen oder anderweitiges Verbreitern oder Entfernen der Tiefziehform geschaffen werden.

Für manche Anwendungsfälle kann ein geringfügiges Nachquetschen und damit Aneinanderpressen der Nockenwände vorteilhaft sein, ohne daß allerdings die Wandstärken wesentlich verringert werden. Das Nachquetschen kann an der Spitze des Tiefziehstempels und/oder an einem vorstehenden Ringansatz der Führungsscheibe erfolgen. Im erstgenannten Fall ist eine Begrenzung der Rückweichbewegung des Tiefziehstempels am Ende des Stauchvorganges vorgesehen. Der Tiefziehstempel bildet dadurch einen festen Widerstand, gegen den der Stauchstempel den Nockenboden quetscht. Mit der gewölbten Spitze des Tiefziehstempels wird dann noch etwas Bodenmaterial zur Seite verdrängt. Ein Nachquetschen am Ringansatz stabilisiert die Nockenform vor allem im Übergang zwischen Boden und Seitenwänden. In beiden Fällen wird mit dem Nachquetschen vor allem die innenliegende Plattenbahn geweitet, was eine bessere Anlage und Verbundwirkung der Nockenwände zur Folge hat. Der Nocken wird dadurch gegen ein elastisches Rückspringen gesichert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit unterschiedlichsten Werkstoffen und Werkstoffpaarungen der Platten durchgeführt werden. Die Fließfähigkeit braucht nur gerade so groß zu sein, daß ein Tiefziehen möglich ist. Der erfindungsgemäß gewölbte Tiefziehstempel stellt hierbei auch noch weniger Anforderungen als ein flacher Stempel. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen in der Verringerung der notwendigen spezifischen Arbeitskräfte sowie der einfachen und genauen Beherrschbarkeit des Verfahrens, bei dem auch die gewünschten Wandstärken des Nockens einfach eingestellt und sicher beibehalten werden können.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung angegeben. Im Sinne einer hohen Materialschonung in Verbindung mit einer stauchbiegegünstigen Form empfiehlt es sich, die Wölbung ellipsoidförmig oder kegelförmig mit abgerundeter Spitze auszubilden. Die Ellipsoidform schließt auch eine Halbkugel ein. Mit diesen Wölbungsformen wird genügend Zusatzmaterial in den Bodenbereich des Nockens eingebracht, wobei Punktbelastungen beim Tiefziehen und Stauchen vermieden werden.

Vorteilhaft ist es auch, die beiden Platten während des Tiefzieh- und Stauchvorganges rund um die Tiefziehstelle von beiden Seiten einzuspannen. Auf diese Weise kann sich das Plattenmaterial nur im Bereich der Tiefziehstelle bewegen, wodurch die Krafteinleitung optimiert und die Fertigungstoleranzen verringert werden. Insbesondere beim Stauchhub kann nur der Tiefziehstempel rückwärts ausweichen, während ein Abheben der Platten verhindert wird. Die großflächige Einspannung von der Seite des Tiefziehstempels her erleichtert auch das S-förmige Biegen der Nockenseitenwände beim Stauchdruck.

Die erfindungsgemäße Tiefzieh-Fügevorrichtung beinhaltet zwei fluchtende Stempel, die im Sinne der Zweistufigkeit gegeneinander zeitversetzt angetrieben werden. Beim Arbeitshub des Tiefziehstempels weicht hierbei der Stauchstempel zurück bzw. ist bereits zurückgezogen, während umgekehrt beim Stauchhub der Tiefziehstempel zurückweicht. Zum Ausbilden der Wölbung und zum Flachpressen des Nockenbodens sind die Stirnflächen der Stempel entsprechend gestaltet.

Im Sinne einer optimalen Einspannung und damit auch Abstützung der Platten gegen den Stauchhub empfiehlt es sich, den Tiefziehstempel als schlanke gerade Stange auszubilden und in einem Stempelhalter zu lagern. Die Platteneinspannfläche reicht damit bis unmittelbar an den Tiefziehstempel, wodurch die seitlichen Nockenwände beim Stauchhub axial abgestützt sind.

An der Führungsscheibe des Stempelhalters kann ein vorstehender Ringansatz starr angeordnet sein. Dieser formt beim Tiefziehen zusammen mit dem Tiefziehstempel die Wölbung aus. Beim Stauchhub weicht nur der Tiefziehstempel zurück, während der Ringansatz stehenbleibt. Er stützt dabei einerseits die Nockenwände am Übergang in die ebenen Plattenbahnen ab und erlaubt andererseits das vorerwähnte ringförmige Nachquetschen des Nockens im Biegebereich seiner Wände.

Der Stauchstempel ist vorteilhafterweise in einer Führungshülse beweglich gelagert, die ihrerseits in einem stationären Hülsenhalter beweglich geführt ist. Die Führungshülse und der Stauchstempel bilden dabei in der bevorzugten Ausführungsform einen expansiv wirkenden Zylinder. Hierdurch werden gleichzeitig der Stauchstempel vorgeschoben und die Führungshülse unter Öffnung des ringförmigen Freiraumes für die Nockenseitenwände zurückgezogen. Erst wenn die Führungshülse gegen ihren ortsfesten Anschlag fährt, wird der volle Stauchdruck aufgebracht.

Die Rückweichfähigkeit des Tiefziehstempels gegenüber dem Stauchhub und seine insoweit federnde Lagerung kann auf unterschiedliche Weise erzielt werden. Zum einen ist es möglich, eine Druckfeder vorzusehen, die ohne wesentliche Verformung die nötige Tiefziehkraft aufbringt und die andererseits bei entsprechender Stauchkraft durch den rückweichenden Tiefziehstempel zusammegepreßt wird. Daneben ist es auch möglich, die Feder durch ein gesteuertes pneumatisches oder hydraulisches Druckpolster zu ersetzen oder auch zu ergänzen. Dies erlaubt eine Verringerung der Stauchkräfte durch Druckentlastung des Tiefziehstempels.

In der bevorzugten Ausführungsform besitzt die Tiefzieh-Fügevorrichtung eine Folgesteuerung in Verbindung mit einem zentralen Antriebsaggregat, beispielsweise in Form eines Antriebszylinders. Der Stempelhalter des Tiefziehstempels ist dazu in der zentralen Kolbenstange unter Bildung eines Druckraumes beweglich gelagert und federnd abgestützt. Nach Beendigung des Tiefziehhubes wird durch eine Weiterbewegung der zentralen Kolbenstange auf der anderen Seite hydraulischer Druck in dem durch Stauchstempel und Führungshülse gebildeten Zylinder aufgebaut. Auf diese Weise können durch einen einzigen Arbeitshub des zentralen Antriebszylinders beide Stempel in der gewünschten Weise betätigt werden.

Daneben ist es auch möglich, den Tiefziehstempel und den Stauchstempel, sowie die Führungshülse getrennt voneinander über eigene mechanische, hydraulische, pneumatische oder sonstige Antriebsmittel zu betätigen.

Von besonderem Vorteil ist bei der Tiefzieh-Fügevorrichtung in der bevorzugten Ausführungsform der Umstand, daß sie durch einfachen Austausch des Tiefziehstempels und gegebenenfalls auch des Stauchstempels zu einer Stanzdruck-Fügevorrichtung umgerüstet werden kann.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:

Fig. (1) eine längsgeschnittene Tiefzieh-Fügevorrichtung in Arbeitsstellung beim Tiefziehen,

Fig. (2) die Vorrichtung gem. Fig. (1) in Arbeitsstellung beim Stauchen,

Fig. (3-5) in vergrößerter Detaildarstellung das Werkzeug in verschiedenen Arbeitsstellungen und

Fig. (6-11) Variationen der Tiefziehform von Fig. (3)-(5).

Die in Fig. (1) und (2) dargestellte Tiefzieh-Fügevorrichtung (1) dient zur Verbindung von zwei aufeinanderliegenden Platten oder Plattenabschnitten (2, 3), vorzugsweise in Form von Blechen. Wie Fig. (3) bis (5) verdeutlichen, wird in beide Platten (2, 3) durch einen Tiefziehstempel (6) ein doppelwandiger Nocken (4) tiefgezogen, der einen ellipsoid- oder kegelförmig gewölbten Boden (5) aufweist. In der Kegelform ist die Spitze abgerundet. Der Durchmesser der Tiefziehform (24) entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem Durchmesser des Tiefziehstemmpels (6) mit dem umgebenden Nocken (4). Der Nocken (4) wird so weit tiefgezogen, daß seine Seitenwände an der Tiefziehbohrungswand (24) mindestens in einer Länge anliegen, die der Größe einer einzelnen Plattendicke entspricht.

Die Wölbung im Boden (5) wird anschließend in einem gegenläufigen Stauchhub flachgedrückt, wobei die Nockenseitenwände in einen gleichzeitig gebildeten ringförmigen Freiraum (27) eingebogen werden. Das Ganze stellt einen Biegevorgang dar, bei dem der in der Wölbung gegenüber einer flachen Bodenform vorhandene Materialüberschuß zur Seite gedrängt wird und die anfangs noch vertikal verlaufenden Nockenseitenwände in die in Fig. (5) gezeigte S-Form gebogen werden.

Das Tiefzieh-Fügeverfahren läuft in zwei Stufen ab, wobei zuerst der Tiefziehstempel (6) betätigt wird, der den Nocken (4) unter freier Ausformung seiner Bodenwölbung in die Tiefziehform (24) zieht. Der Tiefziehstempel (6) weist hierzu eine entsprechend der gewünschten Wölbungsform ausgebildete Stirnfläche (8) auf. Fluchtend mit dem Tiefziehstempel (6) ist auf der anderen Seite der beiden Platten (2, 3) in der Tiefziehform (24) ein Stauchstempel (7) axial beweglich geführt und gegenläufig zum Tiefziehstempel (6) angetrieben. Zum Tiefziehen ist der Stauchstempel (7) in die in Fig. (3) gezeigte Position durch die Feder (29) zurückgezogen und gestattet eine freie Ausformung der Bodenwölbung. Anschließend wird der Stempel (7) zum Stauchhub voranbewegt, wobei die Länge der Tiefziehform (24) verkürzt und der Tiefziehstempel (6) zurückgeschoben wird. Mit seinem Schaft stützt er dabei die Nockenränder am Übergang zu den ebenen Plattenbereichen (2, 3) ab und erleichtert die S-förmige Ausbiegung der Nockenseitenwände.

Wie Fig. (1) und (2) verdeutlichen, ist der Tiefziehstempel (6) als gerade Stange ausgebildet und in der Führungsscheibe (11) eines Stempelhalters (10) längsbeweglich geführt. Der Stempelhalter (10) besitzt eine längsgestreckte Stempelkammer (15), in die der Tiefziehstempel (6) über einen Bund geführt eintaucht. An diesem Bund und der Stempelkammerrückwand stützt sich eine Druckfeder (14) ab, die den Tiefziehstempel (6) in die in Fig. (1) gezeigte Stellung zu schieben bestrebt ist. Die Feder (14) ist so kräftig ausgelegt, daß sie bei einer Abwärtsbewegung des Stempelhalters (10) die Tiefziehkraft aufbringt und den Stempel (6) in vorgeschobener Stellung hält. Der Tiefziehstempel (6) setzt sich über den Bund hinaus in einer Anschlagstange (13) fort, die die Rückwärtsbewegung des Tiefziehstempels (6) beim Stauchen durch Anlage an der Stempelkammerrückwand begrenzt.

Der Stempelhalter (10) ist seinerseits in der Kolbenstange (19) eines zentralen Antriebszylinders (17), vorzugsweise eines Pneumatikzylinders, längsbeweglich und abgedichtet gelagert. Der Stempelhalter (10) ragt dabei in eine Druckkammer (20) und ist durch eine Druckfeder (21) belastet. Diese ist ebenfalls so ausgelegt, daß sie die Tiefziehkraft aufbringen kann. In Druckrichtung der Feder ist der Stempelhalter (10) durch einen stirnseitigen Anschlag (23) an der Kolbenstange (19) abgestützt, der formschlüssig in eine Nut (16) am Stempelhalter (10) greift.

In der Druckkammer (20) befindet sich ein Druckmedium, vorzugsweise Hydrauliköl, das über eine Leitung (32) austreten kann. In die Druckkammer (20) ragt von oben noch ein federbelasteter Ausgleichskolben (22), der Leckageverluste ausgleicht und für die Aufrechterhaltung eines Überdrucks in der Druckkammer (20) sorgt.

Zum Tiefziehen wird der zentrale Antriebszylinder (17) betätigt, wobei sein Kolben (18) und die Kolbenstange (19) abwärtsbewegt werden. Über die kräftig dimensionierten Druckfedern (21) und (14) werden der Stempelhalter (10) und der Tiefziehstempel (6) in Anschlagstellung mitbewegt. Der Tiefziehstempel (6) drückt gegen die Platten (2, 3) und formt den Nocken (4) in der Tiefziehform (24) aus.

Der Stempelhalter (10) weist noch einen axial elastischen, der Führungsscheibe voreilenden Niederhalter (12) auf, der in Ringform außenseitig angeordnet ist. Am Ende des Tiefziehhubes liegen der Niederhalter (12) und die Führungsscheibe (11) flächig auf den Platten (2, 3) und pressen diese gegen einen ortsfesten Hülsenhalter (26) auf der Gegenseite. Die Platten (2, 3) sind damit rund um den Tiefziehbereich fest eingespannt.

Die Tiefziehform (24) wird durch eine Führungshülse (25) gebildet, die längsbeweglich im Hülsenhalter (26) geführt ist. Bei der Rückwärtsbewegung der Führungshülse (25) entsteht rund um den Nocken (4) ein ringförmiger Freiraum (27), der außenseitig vom Hülsenhalter (26) umgrenzt ist. Die Führungshülse (25) und der Hülsenhalter (26) sind im oberen Bereich stufenförmig ausgebildet.

Die Rückwärtsbewegung der Führungshülse (25) wird durch einen verstellbaren Anschlag (30) begrenzt, der jeweils um das Maß der gewünschten Freiraumhöhe vom Hülsenboden distanziert ist. Im topfförmigen Anschlag (30) stützt sich eine Druckfeder (31) ab, die die Führungshülse (25) beim Tiefziehvorgang zur Abstützung gegen die Platten (2, 3) preßt.

Der Stauchstempel (7) ist vorzugsweise wie der Tiefziehstempel (6) zylinderförmig ausgebildet. Er weist zum Stauchen jedoch eine flache Stirnfläche (9) auf, die auch leicht gewölbt sein kann. Der Stauchstempel (7) ist in der Führungshülse (25) am Hals und über einen Bund in der Stempelkammer (33) geführt. Eine Druckfeder (29) hält den Stempel (7) in abgesenkter Stellung am Hülsenboden. Hierbei bleibt allerdings eine Druckkammer (28) ausgespart, in die eine separate oder von der Druckkammer (20) herführende Leitung (32) mündet.

Die Führungshülse (25) und der Stauchstempel (7) bilden einen vorzugsweise hydraulischen Zylinder (34), der bei Belastung expandiert. Wenn in der Kammer (28) Druck aufgebaut wird, treibt dieser den Stauchstempel (7) in Anlage gegen den Nockenboden (5). Zugleich wird durch den Expansionsdruck die Führungshülse (25) gegenläufig in Anlage an den Anschlag (30) bewegt. Sobald die Führungshülse (25) dort ortsfest abgestützt ist, wirkt der Expansionsdruck voll auf den Stauchstempel (7), der den Nockenboden (5) flach und breit staucht und dabei auch den Tiefziehstempel (6) zurückschiebt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Stauchstempel (7) ebenfalls über den zentralen Antriebszylinder (17) betätigt. Wenn der Stempelhalter (10) beim Tiefziehen in Anschlagstellung auf die Platten (2, 3) kommt, wird die Kolbenstange (19) unter Verkleinerung des Druckraumvolumens (20) weiterbewegt. Über die Leitung (32) strömt das Druckmedium in die Druckkammer (28) und schiebt den Stauchstempel (7) in der vorbeschriebenen Weise vor.

Die Relativbewegung der Kolbenstange (19) gegenüber dem Stempelhalter (10) und damit der Hub des Stauchstempels (7) sind durch den Anschlag (23) bei ausreichender Länge der Nut (16) in der Regel nicht begrenzt. Die Relativbewegung wird durch Druckkraftgleichgewicht in den Druckkammern (20, 28) und im Antriebszylinder (17) begrenzt und gesteuert. Auf diese Weise kann die Endstellung des Stauchstempels (7) und damit die gewünschte Nockenform und die Wandstärke am flachgestauchten Boden (5) leicht eingestellt und kontrolliert werden.

Auf der anderen Seite ist die Rückweichfähigkeit des Tiefziehstempels (6) durch die gegebenenfalls verstellbare Anschlagstange (13) begrenzt. Bei entsprechend enger Einstellung der Druckkraft und der Anschlagstange (13) kann der Boden (5) zwischen den beiden Stempeln (6, 7) am Ende des Stauchhubes nachgequetscht werden.

In Variation zu der gezeigten Ausführungsform kann anstelle der Folgesteuerung der Stempelbewegungen auch eine Einzelsteuerung vorgesehen sein. Anstelle der Zylinder (17, 10, 19, 34) können auch andere Antriebsmittel, z.B. Spindeln eingesetzt werden.

Die gezeigte Ausführungsform kann im einzelnen auch dahingehend variiert werden, daß die Druckfeder (14) im Stempelhalter (10) durch ein hydraulisch gesteuertes Druckpolster in der Stempelkammer (15) ersetzt oder ergänzt wird. Zum Tiefziehen wird ein entsprechend steifer Druck aufgebracht, der beim nachfolgenden Stauchhub wieder weggenommen wird. Durch diese Entlastung können die Stauchkräfte verringert werden.

In den Fig. (6) bis (11) sind Variationen der Tiefzieh-Fügevorrichtung und insbesondere der Tiefziehform dargestellt.

Die Ausführung gemäß Fig (6) und (7) beinhaltet eine Tiefziehform (24), die als starres Bauteil ausgeführt ist. Der Stauchstempel (7) ist in der entsprechend abgestuften Tiefziehform (24) beweglich geführt und bildet mit dieser den Zylinder (34). Die Tiefziehbohrung ist vergleichsweise eng, so daß die Nockenseitenwände beim Tiefziehen anliegen. Im Gegensatz zum vorigen Ausführungsbeispiel wird beim Stauchen kein seitlicher Freiraum gebildet, wobei jedoch ebenfalls mit der Verdrängung des wölbungsbedingten Materialüberschusses eine form- und kraftschlüssige Verbindung durch Verpressung, Verdichtung und interne Verhakung der Nockenwände entsteht. Hierbei empfiehlt es sich, durch Nachquetschen das Material von der Stempelspitze zusätzlich nach außen strecken zu lassen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. (8) und (9) ist die Tiefziehform (24) ebenfalls als starres Bauteil ausgebildet. Sie weist jedoch eine Tiefziehbohrung auf, deren Querschnitt größer als der Durchmesser des Tiefziehstempels (6) mit anliegenden doppelten Nockenseitenwänden ist. Das Spiel ist vorzugsweise größer als zwei Plattendicken. Der Nocken (4) erhält dadurch beim Tiefziehen schräge Seitenwände, die nicht oder kaum zur Anlage an der Bohrungswand (24) und am Schaft des Tiefziehstempels (6) gelangen.

Der Freiraum (27) besteht hier von vorneherein im Durchmesserübermaß bzw. im Abstand zwischen der Tiefziehbohrung und den Nockenseitenwänden. Beim Stauchen stützen sich die Nockenseitenwände an der Führungsscheibe (11) ab und rollen mit ihrem oberen Biegeradius daran ab, bis sie am Schaft des zurückweichenden Tiefziehstempels (6) anliegen. Sie werden dabei fortlaufend geradegebogen bis der Vorgang durch die Anlage am Stempel beendet ist. Beim weiteren Stauchen wird dann die angestrebte S-förmige Biegung und Verhakung der Nockenwände ausgeformt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. (10) und (11) zeigt eine Variation des Stempelhalters (10). Seine Führungsscheibe (11) besitzt einen in Tiefziehrichtung vorstehenden starren Ringansatz (35), der zentrisch angeordnet ist und den Tiefziehstempel (6) als Führung umgibt. Beide bilden zusammen das Tiefziehwerkzeug und werden gemeinsam auf die Platten (2, 3) gedrückt, wobei der Tiefziehstempel (6) vorsteht. Die Tiefziehform (24) kann entsprechend der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele unterschiedlich gestaltet sein.

Beim Stauchen weicht der Tiefziehstempel (6) zurück, während der Ringansatz (35) stehenbleibt und den Nockenrändern eine seitliche Abstützung bietet.

Bei entsprechender Länge des Ringansatzes (35) findet am Ende des Stauchhubes ein ringförmiges Nachquetschen des Nockenbodens (5) im Übergang zu den Seitenwänden statt. Die Ränder des Ringansatzes (35) sind dazu entsprechend abgeschrägt oder abgerundet. Soll auf das Nachquetschen verzichtet werden, wird der Stauchhub bzw. die Stauchkraftbegrenzt oder die Ansatzlänge verkürzt. In Variation zum gezeigten Beispiel kann der Ringansatz (35) auch relativ zum Tiefziehstempel, ähnlich dem Stanzstempel, axial beweglich antreibbar und rückweichfähig ausgebildet sein.

Stückliste

 1 Tiefzieh-Fügevorrichtung
 2 Platte, Plattenabschnitt
 3 Platte, Plattenabschnitt
 4 Nocken
 5 Boden
 6 Tiefziehstempel
 7 Stauchstempel
 8 Stirnfläche, Arbeitsfläche
 9 Stirnfläche, Arbeitsfläche
10 Stempelhalter
11 Führungsscheibe
12 Niederhalter
13 Anschlagstange
14 Druckfeder
15 Stempelkammer
16 Nut
17 Antriebszylinder
18 Kolben
19 Kolbenstange
20 Druckkammer
21 Druckfeder
22 Ausgleichskolben
23 Anschlag
24 Tiefziehbohrung, Tiefziehform
25 Führungshülse
26 Hülsenhalter
27 Freiraum
28 Druckkammer
29 Druckfeder
30 Anschlag
31 Druckfeder
32 Leitung
33 Stempelkammer
34 Zylinder
35 Ringansatz

Claims (18)

1. Verfahren zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten oder Plattenabschnitte, bei dem übereinanderliegende Flächenteile beider Platten miteinander unter Ausformung eines Nockens tiefgezogen werden und der Nocken an der Bodenseite gestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Nockens beim Tiefziehen zu einer vorspringenden Wölbung frei ausgeformt wird, die anschließend flachgestaucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchhub der Tiefziehbewegung entgegengerichtet ist.

3. Verfahren nach Anspruch (1) oder (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken beim Stauchen in einen seitlichen Freiraum unter Biegung der Nockenseitenwände breitgeformt wird.

4. Verfahren nach Anspruch (3), dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Tiefziehen der Formenquerschnitt zur Bildung des ringförmigen Freiraumes vergrößert wird.

5. Verfahren nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung ellipsoidförmig oder kegelförmig mit abgerundeter Spitze ausgebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Nockens nach dem Breitstauchen nachgequetscht wird.

7. Verfahren nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten während der Bearbeitungsvorgänge rund um die Tiefziehstelle von beiden Seiten eingespannt sind.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß zwei fluchtende Stempel (6, 7) beidseits der Platten (2, 3) vorgesehen sind, die gegeneinander und zeitversetzt angetrieben sowie beim Arbeitshub des jeweils anderen Stempels rückweichfähig gelagert sind, wobei der Tiefziehstempel (6) eine gewölbte Stirnfläche (8) und der Stauchstempel (7) eine im wesentlichen flache Stirnfläche (9) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Stirnfläche (8) als Ellipsoid oder als Kegel mit abgerundeter Spitze ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefziehstempel (6) stangenförmig ausgebildet und in einem Stempelhalter (10) beweglich und federnd (14) gelagert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch (8) bis (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefziehform (24) breiter ist als der Durchmesser des Tiefziehstempels (6) mit den beiden doppelten Plattendicken (2, 3).

12. Vorrichtung nach Anspruch (8) bis (10), dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchstempel (7) in einer die Tiefziehform (24) bildenden Führungshülse (25) beweglich gelagert ist, die ihrerseits gleichachsig in einem stationären Hülsenhalter (26) beweglich geführt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (25) mit dem kolbenförmig gestalteten Stauchstempel (7) einen expansiv wirkenden Zylinder bildet, wobei die rückwärtige Beweglichkeit der Führungshülse (25) im Hülsenhalter (26) durch einen Anschlag (30) begrenzt ist, der um die Höhe des Freiraums (27) vom Hülsenboden distanziert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch (10 oder einem der folgenden), dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelhalter (10) in der Kolbenstange (19) eines Antriebszylinders (17) unter Bildung einer Druckkammer (20) gleichachsig beweglich gelagert und federnd (21) abgestützt ist, wobei die Druckkammer (20) über eine Leitung (32) mit der Druckkammer (28) des Zylinders (34) verbunden ist, der von der Führungshülse (25) oder der Tiefziehform (24) und dem Stauchstempel (7) gebildet wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch (14), dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckkammer (20) ein federbelasteter Ausgleichskolben (22) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch (14), dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Nachquetschtiefe eine Anschlagstange (13) vorgesehen ist, die die Eintauchtiefen des Tiefziehstempels (6) im Stempelhalter (10) begrenzt.

17. Vorrichtung nach Anspruch (10, 11 und 12), dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelhalter (10) einen Niederhalter (12) und eine Führungsscheibe (11) aufweist, die am Ende des Tiefziehvorganges flächig auf den Platten (2, 3) aufliegen und diese gegen den Hülsenhalter (26) oder die Tiefziehform (24) spannen.

18. Vorrichtung nach Anspruch (17), dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheibe (11) einen in Tiefziehrichtung vorstehenden, den Tiefziehstempel (6) umgebenden Ringansatz (35) aufweist.