DE3836937A1 - Durchsetzfuegevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchsetzfügen mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Durchsetzfü­ geverfahren sind in DIN 8593, Teil 5, Ordn.-Nr. 4.5.2.11 definiert. Eine eingehendere Beschreibung ist in "Bänder Bleche Rohre" 4/1988 unter dem Titel "Fertigungstechnische Aspekte des Druckfügens" von Liebig/Bober veröffentlicht worden. In dieser Veröffentlichung wird zwischen sogenannten einstufigen und zweistufigen Verfahren unter­ schieden. Beim einstufigen Verfahren werden die Bleche vom Stempel durch die Schneidenteile der Matrize durchgesetzt und dann auf dem Stempel gebreitet, wobei die Schneidenteile seitlich federnd auswei­ chen. Beim zweistufigen Verfahren bleiben die Schneidenteile stehen, und der Amboß bewegt sich unter eigenem Antrieb auf den Stempel zu, wobei er das durchgesetzte Material aus den Schneidenteilen heraus­ hebt. In der genannten Veröffentlichung wird angemerkt, daß das zweistufige Verfahren das Vorhandensein einer doppeltwirkenden Presse voraussetze, so daß das einstufige zu bevorzugen sei.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgleiche Vorrichtung zu schaffen, bei der die Wirkungsweise des zweistufigen Verfahrens mit einem einzigen Hub einer einfachwirkenden Presse, also "einstufig", erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Im Gegensatz zu dem in der genannten Veröffentlichung beschriebenen zweistufigen Verfahren wird nicht der Amboß relativ zu den stationä­ ren Schneidenteilen auf den Stempel zu verlagert, sondern die Schneidenteile weichen aus, und zwar nicht seitlich, sondern in Richtung der Stempelbewegung (was eine zusätzliche seitliche Kompo­ nente freilich nicht ausschließt).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zahlreiche Vorteile gegenüber der bisher bekannten einstufig arbeitenden Vorrichtung:

Die Eindringtiefe des Stempels kann so klein gewählt werden, daß die Breitung des stempelseitigen Blechs teilweise auf dem Niveau des ma­ trizenseitigen Blechs erfolgt, was optisch schönere Fügestellen mit erhöhter Festigkeit ergibt; es sind keine Abstreifer erforderlich; Späne, Öl oder Schmutz können sich nicht ansammeln; hohe Dauerstand­ festigkeit der Matrize.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt und wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Teilansicht eine Matrize, und

Fig. 2 bis 4 zeigen im Halblängsschnitt drei Phasen des Fügevor­ gangs.

Die Matrize nach Fig. 1 umfaßt einen Sockel 10, an den ein Amboß 12 angeformt oder in den der Amboß eingesetzt ist. Die freie Stirnseite des Amboß′ ist kreisrund. Im übrigen ist die Oberseite des Sockels mit dachartig schräg nach außen abfallenden Deckflächen 14 versehen. Auf diesen Deckflächen sitzen Schneidenteile 16, die spiegelsymmet­ risch identisch sind, so daß nur eines vollständig dargestellt wurde. Jedes Schneidenteil weist eine halbzylindrische Ausnehmung 18 auf, und die beiden Ausnehmungen umschließen in der Ruheposition den Amboß 12. Eine Lamelle 20 aus Federstahl ist bei 22 am Sockel befestigt und übergreift mit Haltezungen 24 ein zugehöriges Schneidenteil, das für diesen Zweck beidseits der halbzylindrischen Ausnehmung je eine Ab­ stufung 26 aufweist. Auf diese Weise sind die beiden Schneidenteile unverlierbar, jedoch beweglich mit dem Sockel und so auch mit dem Amboß verbunden.

Der Stempel 30 hat im Ausführungsbeispiel eine ebenfalls kreisrunde Stirnseite 32. Der Arbeitsdurchmesser des Stempels ist jedoch deut­ lich kleiner als der des Amboß′ bzw. der Ausnehmungen der Schneiden­ teile, derart, daß beim Durchsetzen die übereinanderliegenden Bleche 34 und 36 nicht durchschnitten werden.

Fig. 2 zeigt die Ausgangsposition. Die Bleche ruhen auf den Schnei­ denteilen, der Stempel ist bezüglich des Amboß′ zentriert in der Presse (nicht gezeigt) aufgenommen.

Fig. 3 zeigt die Situation nach dem Durchsetzen. Der Stempel hat Ma­ terial beider Bleche in die von den halbzylindrischen Ausnehmungen 18 und der Stirnseite des Amboß′ 12 begrenzten Hohlraum hinein defor­ miert, bis ein den Stempel umgebender Bund 38 auf dem Blech 34 auf­ sitzt. Die Abmessungen sind so getroffen, daß bereits eine geringfü­ gige Deformation des durchgesetzten Materials in Richtung parallel zu den Blechen erfolgt.

Der Winkel, unter dem die Deckflächen 14 gegen die Horizontale ver­ laufen, ist so gewählt, daß die Haftreibung zwischen ihnen und den aufsitzenden Schneidenteilen in Verbindung mit der Vorspannung der Federlamellen ausreicht, ein Ausweichen der Schneidenteile beim Durchsetzen zu verhindern. Sobald jedoch die Querkräfte wirksam wer­ den, die das sich breitende Material ausübt, weichen die Schneiden­ teile seitlich und, wegen der abwärts weisenden Schräge, in Richtung der Stempelbewegung aus, da die dann geringere Gleitreibung unzu­ reichend ist, die Schneidenteile zu halten.

Fig. 4 zeigt das Ende des Fügevorgangs. Das Material beider Bleche ist zwischen den Stirnseiten von Amboß und Stempel auf etwa ein Drittel der Ausgangsdicke reduziert, und das verdrängte Material ist seitlich über die Kante der Amboßstirnseite geflossen und bildet so einen Wulst 40, wobei das Material des stempelseitigen Bleches 34 in den Wulst hineingeflossen ist und sich dort verklammert.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt das "Auslösen" der Ausweichbewegung für die Schneidenteile, wie beschrieben, durch das sich breitende Material. Bei anderen Werkzeugkonstruktionen kann man andere Parameter für diesen Zweck heranziehen, die sich während des Umformens einstellen oder ändern: Berühren des oder Druck auf den Amboß, auf die Schneidenteile wirkende Kraft, Kraftanstieg bei Beginn der Breitung oder anderes.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Durchsetzfügen flächig aufeinanderliegender Bleche mit einem Stempel und einer Matrize, die einen Amboß und an diesem angeordnete, den Durchsetzbereich begrenzende Schneidenteile umfaßt, wobei Stempel und Matrize in eine Presse derart einsetzbar sind, daß die Stirnfläche des Stempels der Stirnfläche des Amboß′ gegenüber­ liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen seine Eindring­ tiefe begrenzenden Anschlag aufweist und daß die Schneidenteile in Richtung der Stempelbewegung ausweichend an dem Amboß angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ schlag von einem den Stempelfuß umgebenden Bund gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe des Stempels größer ist als die Dicke des stempel­ seitigen Blechs und kleiner ist als die Dicke aller zu fügenden Ble­ che.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Arbeitsquerschnitt des Stempels kleiner ist als der von den Schneidenteilen begrenzte Durchsetzbereich.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidenteile während des Durchsetzens am Amboß abgestützt sind und erst bei einer vorgegebenen Phase des Fügevor­ gangs die Abstützung deaktiviert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidenteile auf schiefen Ebenen des Amboß′ abgestützt sind, von denen sie bei der vorgegebenen Phase seitlich abgleiten.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Rückstellfedern, die nach Abnahme der Fügestelle von der Ma­ trize die Schneidenteile in ihre Ausgangslage zurückbringen.