DE4111102A1

DE4111102A1 - Overlapping component joining mechanism - uses spring component forming anvil in die bottom and moving with punch

Info

Publication number: DE4111102A1
Application number: DE19914111102
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl Ing Woessner
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1992-10-08

Abstract

The mechanism joins overlapping components together, using a punch (4) travelling in a straight line and distorting them inside a die (3), whose bottom forms an anvil at a set distance from the top edge. This bottom forms the top surface of a component (5) movable in the same direction as the punch, and spring-loaded so that in the unloaded state it is flush with the top edge (8) of the die. A stop can be provided to limit movement of the component, typically the bottom surface of the die cavity. Upwards movement of the component can be limited by a pin working in an elongated hole. ADVANTAGE - Allows automatic operation, without affecting accessibility to die.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden von sich überlappenden Bauteilen, mit einer Matrize und einem Stempel, durch dessen Linearbewegung die zu verbindenden Bauteile in die Matrize verformbar sind, deren als Amboß wirkender Boden einen bestimmten Abstand von der Matrizenoberkante hat.The invention relates to a device for Connect overlapping components with one Die and a stamp, through its linear movement the components to be connected are deformable into the die are, the bottom of which acts as an anvil a certain Distance from the top edge of the die.

Vorrichtungen dieser Art sind allgemein bekannt und sind beispielsweise in den Offenlegungsschriften DE 31 06 313 A1, DE 19 42 411 A1, DE 36 13 324 A1 oder den Patentanmeldungen P 39 23 182 sowie P 40 09 813 be schrieben. Bei den bekannten Vorrichtungen sind die Matrizen so aufgebaut, daß der als Amboß wirkende Boden der Matrize (Matrizengrund) von der Matrizenoberkante einen auf die jeweils zu verbindenden (plattenförmigen) Bauteile, wie z. B. Bleche etc. und deren Material abge stimmten Abstand aufweist. Der Matrizenboden ist des halb starr mit der Matrize verbunden.Devices of this type are generally known and are for example in the published patent applications DE 31 06 313 A1, DE 19 42 411 A1, DE 36 13 324 A1 or den Patent applications P 39 23 182 and P 40 09 813 be wrote. In the known devices Matrices constructed so that the bottom acts as an anvil the die (bottom of the die) from the top edge of the die one on each to be connected (plate-shaped) Components such as B. sheets etc. and their material abge has a correct distance. The die bottom is the semi rigidly connected to the die.

Zur Ausformung der verbundenen Bauteile aus der Matrize wird bei den bekannten Vorrichtungen eine separate Ab streifvorrichtung benötigt. Diese Abstreifvorrichtung steht um 2-3 mm über der Matrizenoberkante und wird beim Fügevorgang durch den Gegendruck des Stempels und der zu verbindenden Bauteile gegen eine Feder bündig zum Matrizenrand gedrückt. Beim Zurückfahren des Stem pels bewirkt die Federkraft das Ausformen der verbunde nen Bauteile (Fügeelement) aus der Matrize. In der Re gel weist die Abstreifvorrichtung einen Platzbedarf auf, der den Platzbedarf für die Matrize um ein mehrfa ches übertrifft.For shaping the connected components from the die is a separate from the known devices stripping device needed. This scraper stands 2-3 mm above the top edge of the die and will during the joining process due to the counter pressure of the stamp and of the components to be connected flush against a spring pressed to the edge of the die. When reversing the stem pels causes the spring force to form the composite NEN components (joining element) from the die. In the Re gel, the stripping device requires space on the space required for the die by a multiple ches surpasses.

Nachteilig ist dabei insbesondere, daß durch den großen Platzbedarf der Abstreifvorrichtung die Zugänglichkeit zu vielen Fügestellen eingeschränkt wird.A particular disadvantage is that the large Accessibility is required for the scraper device is restricted to many joints.

Darüber hinaus ist von Nachteil, daß beim Fügevorgang die Unterseite des matrizenseitigen Bauteils nicht auf die Matrizenoberkante direkt aufgelegt werden kann. Aufgrund dieser Tatsache bewegt sich das zu verbindende Bauteil bei jedem Fügehub um den Betrag des matrizen seitigen Abstreiferwegs in Richtung auf die Matrize zu. Da die zu verbindenden, sich überlappenden Bauteile üblicherweise fest eingespannt sind, verursacht diese Bewegung entweder ungewollte Verformungen, oder es ist erforderlich, das gesamte Fügewerkzeug beispielsweise durch die Verwendung von C-Bügeln in Richtung der Ma trizenachse nachgiebig zu lagern.In addition, it is disadvantageous that during the joining process the underside of the component on the die side is not open the upper edge of the die can be placed directly. Due to this fact, what is to be connected is moving Component with each joining stroke by the amount of the die side stripper path towards the die. Because the overlapping components to be connected are usually firmly clamped, causes this Movement either unwanted deformation, or it is required, the entire joining tool, for example through the use of C-brackets in the direction of the Ma resiliently support the trice axis.

Die Verwendung nachgiebiger Lagerungen hat jedoch einen erheblichen technischen Zusatzaufwand zur Folge.However, the use of compliant bearings has one considerable additional technical effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum Verbinden von sich überlappenden Bauteilen mit einer Matrize und einem Stempel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß das Ausformen der verbundenen Bauteile selbsttätig möglich ist, ohne daß die Zugänglichkeit der Matrize verringert wird.The invention has for its object a Vorrich device for connecting overlapping components with a die and a stamp according to the preamble of claim 1 so that the Forming the connected components automatically possible without reducing the accessibility of the die becomes.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben:
Erfindungsgemäß bildet die obere Begrenzungsfläche eines in Richtung der Stempelbewegung beweglichen Ele ment den als Amboß wirkenden Matrizenboden bzw. Matri zengrund. Dieses Element ist durch Federkraft so vorge spannt, daß es im unbelasteten Zustand mit der Matri zenoberkante bündig abschließt.An inventive solution to this problem is specified in claim 1:
According to the upper boundary surface of a movable in the direction of the stamp movement Ele element acting as an anvil die bottom or Matri zengrund. This element is pre-tensioned by spring force so that it is flush with the top edge of the die in the unloaded state.

Durch diese Ausbildung werden nicht nur die sich über lappenden Bauteile nach Beendigung des Verbindungsvor gangs selbsttätig ausgeformt, sondern es ist auch mög lich, die Bauteile direkt auf der Oberfläche der Matri ze aufzulegen. Beim Fügevorgang wird der Amboß und da mit das bewegliche Element gegen eine Kraft nach unten gedrückt. Nach Beendigung des Fügevorgangs, d. h. beim Zurückfahren des Stempels drückt das durch die aufge baute Kraft wieder nach oben fahrende bewegliche Ele ment die verbundenen Bauteile aus der Matrizenform, so daß keine zusätzliche Abstreifvorrichtung erforderlich ist. Damit wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verbinden von sich überlappenden Bauteilen auch die Zugänglichkeit der Matrize nicht eingeschränkt.This training will not only make you feel over overlapping components after termination of the connection gangs formed automatically, but it is also possible Lich, the components directly on the surface of the Matri to hang up. During the joining process, the anvil and there with the movable element against a downward force pressed. After the joining process, d. H. at the Moving back the stamp presses that through the built strength again moving moving el ment the connected components from the die form, so that no additional wiping device is required is. This is in the device according to the invention to connect overlapping components also the Accessibility of the die not restricted.

Die Kraft, die das bewegliche Element in Richtung auf die Matrizenoberkante vorspannt, kann durch beliebige Elemente erzeugt werden. Beispielsweise kann gemäß Anspruch 2 eine Feder das bewegliche Element vorspan nen. Gemäß Anspruch 3 ist es aber auch möglich, ein verformbares, elastisches Material zu verwenden, das das bewegliche Element vorspannt.The force that the moving element is heading towards the upper edge of the die can be pre-tensioned by any Elements are created. For example, according to Claim 2 a spring bias the movable element nen. According to claim 3, it is also possible to to use deformable, elastic material that preloads the movable element.

In jedem Falle ist es jedoch von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 4 wenigstens ein Anschlag vorgesehen ist, der die Linearbewegung des beweglichen Elements begrenzt.In any case, however, it is advantageous if according to Claim 4 at least one stop is provided, the limits the linear movement of the movable element.

Als Anschlag, der die "Ausweichbewegung" des bewegli chen Elements aufgrund der Fügebewegung des Stempels begrenzt, kann beispielsweise die untere Begrenzungs fläche der Matrizen-Ausnehmung dienen (Anspruch 5).As a stop, the "evasive movement" of the moveable Chen elements due to the movement of the stamp limited, for example the lower limit serve area of the die recess (claim 5).

Der Anschlag, der die Rückstellbewegung des beweglichen Elements begrenzt, kann beliebig ausgebildet und bei spielweise ein in einem Langloch geführter Zapfen sein (Anspruch 6).The stop, which is the return movement of the movable Elements limited, can be designed in any way for example, be a pin guided in an elongated hole (Claim 6).

Bei Vorrichtungen zum Verbinden von übereinander ange ordneten plattenförmigen Bauteilen, wie z. B. Blechen, die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder auch nur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildet sein können, tritt als weiteres Problem auf, daß beim Um formvorgang ein Einschneiden der Oberfläche zu vermie den werden soll.In devices for connecting one above the other arranged plate-shaped components, such as. B. sheets, which according to one of claims 1 to 7 or only be formed according to the preamble of claim 1 can arise as a further problem that in order molding process to avoid cutting the surface that should be.

Deshalb ist in der DE 31 06 313 A1 und der DE 19 42 411 A1 sowie in der Anmeldung P 39 23 182 vorgeschlagen worden, geteilte Matrizen zu verwenden.That is why in DE 31 06 313 A1 and DE 19 42 411 A1 and proposed in application P 39 23 182 been using split matrices.

Geteilte Matrizen erfordern aber einen hohen Ferti gungsaufwand. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ge teilter Matrizen besteht darin, daß sich in der Trenn fuge Schmutz, wie beispielweise Öl, Späne etc. ablagern kann, so daß sich die gespreizten Teile der Matrize nicht mehr vollständig schließen können, wie es für einen erfolgreichen Fügevorgang notwendig wäre.Split matrices require a high ferti effort. Another major disadvantage ge divided matrices is that in the separator Store joint dirt such as oil, shavings etc. can, so that the spread parts of the die can no longer fully close as it is for a successful joining process would be necessary.

In der Anmeldung P 40 09 813 ist deshalb eine ungeteil te Matrize beschrieben, in die ein elastisches Material (z. B. Gummi) zur Erzielung der radialen Nachgiebigkeit eingearbeitet ist. Diese Lösung unterliegt jedoch auf grund der großen Verformungskräfte einem gewissen Ver schleiß.In application P 40 09 813 is therefore an undivided te die described in which an elastic material (e.g. rubber) to achieve radial compliance is incorporated. However, this solution is subject to due to the large deformation forces a certain ver wear.

Eine weitere Lösung ist in der DE 36 13 324 A1 angege ben, gemäß der eine Matrizengravur verwendet wird, die ein genau festgelegtes, auf das Blechmaterial und die Blechdicke abgestimmtes Volumen aufweist. Auch diese Lösung hat zwei entscheidende Nachteile:
In der Praxis muß immer mit Blechdickentoleranzem ge rechnet werden. Hat z. B. eines der Bleche Übermaß, so ist das Volumen der Matrizengravur in diesem Fall zu klein. Da die Haltekraft des Fügeelements vom tat sächlich benötigten Volumen abhängig ist, fällt die Haltekraft schon bei geringen Toleranzen merklich ab. Another solution is given in DE 36 13 324 A1, according to which a matrix engraving is used which has a precisely defined volume which is matched to the sheet material and the sheet thickness. This solution also has two major disadvantages:
In practice, sheet thickness tolerances must always be taken into account. Has z. B. one of the sheets oversize, the volume of the die engraving is too small in this case. Since the holding force of the joining element depends on the volume actually required, the holding force drops noticeably even with small tolerances.

Der zweite Nachteil besteht darin, daß bereits durch eine vergleichsweise kleine Ablagerung von Spänen oder Ölresten, wie z. B. von Tiefziehöl in der Gravur das Fügeergebnis ebenfalls negativ beeinflußt wird.The second disadvantage is that already through a comparatively small deposit of chips or Oil residues such as B. of deep-drawing oil in the engraving Joining result is also negatively affected.

Deshalb wird erfindungsgemäß nach Anspruch 8 eine er findungsgemäße Vorrichtung bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weitergebildet, daß die Matrize konische Seitenwände aufweist, und daß in die untere Begrenzungsfläche der Matrize ein Element eingesetzt ist, dessen obere Begrenzungsfläche den eigentlichen Matrizenboden bzw. Amboß bildet, und das von den Sei tenwänden der Matrize derart beabstandet ist, daß sich ein (vergleichsweise tiefer) Ringspalt ergibt.Therefore, according to the invention, he is one according to claim 8 device according to the invention or a generic Device developed in such a way that the die has conical side walls, and that in the lower Boundary surface of the die inserted an element whose upper boundary surface is the actual one Forms the bottom of the die or anvil, and that of the be tenwalls the die is spaced such that results in a (comparatively deep) annular gap.

Hierdurch erhält man bei einer ungeteilten Matrize ein von Blechdickentoleranzen unabhängiges Festigkeitser gebnis, das insbesondere zu einer flüssigkeits- und gasdichten Verbindung führen kann. Weiterhin ist die Standzeit der Matrize trotz geringer Herstellkosten hoch. Auch ist die Baugröße gering.This gives you an undivided die strength independent of sheet thickness tolerances result, in particular to a liquid and gas-tight connection. Furthermore, the Service life of the die despite low manufacturing costs high. The size is also small.

Durch die in den Ansprüchen 9 und 10 angegebenen Maß nahmen, gemäß denen die den Matrizenboden bildende obere Begrenzungsfläche des Elements mit einem Radius in die Seitenwände des Elements übergeht, und/oder die Seitenwände der Matrize mit einem Radius in die obere Deckfläche der Matrize übergehen, erhält man einen verbesserten Fließvorgang bei der Herstellung der Ver bindung.By the measure specified in claims 9 and 10 according to which the matrix base is formed upper boundary surface of the element with a radius merges into the side walls of the element, and / or the Side walls of the die with a radius in the top If you go over the top surface of the die, you get one improved flow process in the manufacture of Ver binding.

Durch die im Anspruch 11 gekennzeichnete Bemessungsre gel, gemäß der die Tiefe des Ringspalts wenigstens doppelt so groß ist wie der Abstand Matrizenoberkante/ Amboß, wird die Beeinträchtigung des Fügeergebnisses durch Verschmutzungen weiter verringert, da geringe Ablagerungen in dem Ringspalt das Fließen des Materials der zu verbindenden Bauteile nicht beeinträchtigt.By the design reference marked in claim 11 gel, according to which the depth of the annular gap at least is twice the distance between the top edge of the die / Anvil, is the impairment of the joining result further reduced by dirt, since low Deposits in the annular gap cause the material to flow the components to be connected are not impaired.

Darüber hinaus ist es gemäß Anspruch 12 möglich, im Ringspalt eine Bohrung zur Abführung von Verunreini gungen vorzusehen, ohne daß das Fügeelement hierdurch beeinträchtigt wird.In addition, it is possible according to claim 12 An annular hole for the removal of Verunreini to provide provisions without the joining element thereby is affected.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla risch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The invention is hereinafter without limitation general inventive concept based on execution examples with reference to the drawing exempla risch described on the rest of the Revelation of all not explained in the text explicitly referenced details becomes. Show it:

Fig. 1a und 1b ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1a and 1b, a first embodiment of the invention,

Fig. 2a und 2b eine Modifikation dieses Ausführungsbei spiels, und FIGS. 2a and 2b game, a modification of this Ausführungsbei, and

Fig. 3a und 3b ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. FIGS. 3a and 3b show a second embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vor richtung zum Verbinden von sich überlappenden Bauteilen 1 und 2, die beispielsweise Bleche sein können. Die Vorrichtung weist einen Matrizenkörper 3 und einen Stempel 4 auf, durch dessen Linearbewegung in Richtung eines Pfeils F die zu verbindenden Bauteile 1 und 2 in die in dem Matrizenkörper 3 vorgesehene Matrize Ver formbar sind, deren Boden als Amboß wirkt. In dem Ma trizenkörper 3 ist ein Element 5 in Richtung des Pfeils F und in entgegengesetzter Richtung beweglich geführt. Die obere Begrenzungsfläche dieses Elements bildet den als Amboß wirkenden Matrizenboden. Das Element 5 ist durch eine Druckfeder 6 entgegen der Pfeilrichtung F vorgespannt. Die Federkraft entspricht dabei der benö tigten Abstreifkraft. Die Feder 6 wird von einer Schraube 7 durchsetzt, deren Kopf an dem Matrizenkörper 3 anliegt. Die Schraube 7 bildet damit zusammen mit der Anlagefläche an den Matrizenkörper einen verstellbaren Anschlag für die Bewegung des Elements 5 durch die Kraft der Feder 6. Insbesondere kann dieser Anschlag so eingestellt werden, daß die als Amboß wirkende obere Begrenzungsfläche des beweglichen Elements 5 im unbe lasteten Zustand mit der Matrizenoberkante 8 bündig abschließt, so daß die zu verbindenden Bleche 1 und 2 "eben" auf den Matrizenkörper 3 aufgelegt werden kön nen. In Fig. 1a ist dieser unbelastete Zustand darge stellt. Fig. 1 shows a first embodiment of an on device for connecting overlapping components 1 and 2 , which may be sheet metal, for example. The device has a die body 3 and a punch 4 , by means of its linear movement in the direction of an arrow F, the components 1 and 2 to be connected can be formed into the die Ver provided in the die body 3 , the bottom of which acts as an anvil. In the Ma trizen body 3 , an element 5 is guided movably in the direction of arrow F and in the opposite direction. The upper boundary surface of this element forms the die bottom, which acts as an anvil. The element 5 is biased against the arrow direction F by a compression spring 6 . The spring force corresponds to the wiping force required. The spring 6 is penetrated by a screw 7 , the head of which rests on the die body 3 . The screw 7 thus forms, together with the contact surface on the die body, an adjustable stop for the movement of the element 5 by the force of the spring 6 . In particular, this stop can be set so that the anvil acting upper boundary surface of the movable element 5 in the unloaded state with the upper die edge 8 is flush, so that the sheets to be connected 1 and 2 "even" can be placed on the die body 3 . In Fig. 1a, this unloaded state is Darge.

Beim Fügevorgang wird das Element 5 durch die Bewegung des Stempels in Richtung des Pfeils F nach unten ge drückt, so daß die Feder 6 gespannt wird. Damit der durch die zu verbindenden Bauteile 1 und 2 bestimmte Abstand zwischen der als Amboß wirkenden oberen Be grenzungsfläche des Elements 5 und der Matrizenober kante 8 nicht überschritten wird, ist ein weiterer Anschlag vorgesehen, der durch die untere Begrenzungs fläche 9 der Ausnehmung in dem Matrizenkörper 3 gebil det wird, auf der das Element 5 aufliegt. Dieser Zu stand ist in Fig. 1b dargestellt.During the joining process, the element 5 is pressed downward by the movement of the stamp in the direction of the arrow F, so that the spring 6 is tensioned. So that the determined by the components to be connected 1 and 2 distance between the anvil acting upper Be boundary surface of the element 5 and the upper die edge 8 is not exceeded, a further stop is provided by the lower boundary surface 9 of the recess in the die body 3 is formed, on which the element 5 rests. This state is shown in Fig. 1b.

Beim (nicht dargestellten) Zurückfahren des Stempels 4 drückt das durch die Kraft der gespannten Feder 6 be aufschlagte Element 5 das aus den Bauteilen 1 und 2 entstandene Fügeelement aus der Matrizenform. Ein zu sätzlicher Abstreifer ist somit nicht erforderlich. Auch kann auf eine schwimmende Lagerung des Fügewerk zeuges oder auf eine aufwendige Ansteuerung eines ent sprechenden Werkzeuges verzichtet werden.When (not shown) retracting the punch 4 , the element 5, which is struck by the force of the tensioned spring 6 , presses the joining element formed from the components 1 and 2 out of the die shape. An additional wiper is therefore not necessary. A floating bearing of the joining tool or a complex control of a corresponding tool can also be dispensed with.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Ausbildung kann bei den verschiedensten Matrizenformen - Rund punkt, Rechteck, n-Eckpunkt - und den unterschiedlich sten Fügeverfahren - einstufig, zweistufig etc. - sowie bei ein- oder mehrteiligen Matrizen angewandt werden.The inventive training described above can be used with a wide variety of die shapes - round point, rectangle, n-corner point - and the different most joining processes - one-step, two-step etc. - and be used for single or multi-part matrices.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder ent sprechende Teile mit den selben Bezugszeichen bezeich net, so daß auf eine erneute Vorstellung verzichtet wird, und lediglich die Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden:
Die Fig. 2a und 2b zeigen eine Modifikation des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, bei dem anstelle einer Druckfeder 6 ein verformbares, elastisches Mate rial 6′, das beispielsweise aus Viton oder Perbunan bestehen kann, das bewegliche Element 5 vorspannt. Zur Bildung eines die "Aufwärtsbewegung" des Elements 5 begrenzenden Anschlags ist an dem Element 5 ein Zapfen 7′ angebracht, der in einem Langloch 7′′ in dem Matri zenkörper 3 geführt ist. Fig. 2a zeigt wiederum den Zustand vor Beginn des Fügevorgangs und Fig. 2b den Zustand, in dem das bewegliche Element 5 aufgrund der Abwärtsbewegung des nicht dargestellten Stempels an der Anlagefläche 9 des Matrizenkörpers 3 anliegt. In the following figures, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, so that a renewed presentation is dispensed with, and only the deviations of the exemplary embodiments shown in these figures from the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 are explained:
FIGS. 2a and 2b show a modification of the embodiment shown in Fig. 1 wherein 'that can 6, instead of a compression spring 6, a deformable, elastic mate rial, for example, made of Viton or Buna N, biases the movable member 5. To form a "upward movement" of the element 5 limit stop is a pin 7 'attached to the element 5 , which is guided in an elongated hole 7 ''in the Matri zenkkörper 3 . FIG. 2a again shows the state before the joining process begins, and FIG. 2b shows the state in which the movable element 5 bears against the contact surface 9 of the die body 3 due to the downward movement of the stamp, not shown.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verbinden von sich überlappenden Bau teilen 1 und 2, das wiederum eine Matrize 10 in einem Matrizenkörper 3 und einen Stempel 4 aufweist, durch dessen Linearbewegung in Richtung des Pfeils F die zu verbindenden Bauteile 1 und 2 in die Matrize 10 ver formbar sind. Fig. 3 shows a second embodiment of a device for connecting overlapping construction parts 1 and 2 , which in turn has a die 10 in a die body 3 and a punch 4 , by its linear movement in the direction of arrow F, the components 1 and 2 to be connected are deformable in the die 10 ver.

In die Matrize 10, d. h. in die untere Begrenzungsflä che der Matrize ist ein Element 5 eingesetzt, dessen obere Begrenzungsfläche den eigentlichen Amboß bildet. Das Element 5, das starr angeordnet oder entsprechend den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei spielen beweglich ausgebildet ist, ist von den konisch ausgeführten Seitenwänden 11 der Matrize 10 derart beabstandet, daß sich ein Ringspalt 12 ergibt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Tiefe des Ring spalts wenigstens doppelt so groß wie der Abstand Ma trizenoberkante/Amboß. Ferner endet im Ringspalt 12 eine Bohrung 13 zur Abführung von Verunreinigungen.An element 5 is inserted into the die 10 , ie into the lower boundary surface of the die, the upper boundary surface of which forms the actual anvil. The element 5 , which is rigidly arranged or is designed to be movable in accordance with the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, is spaced from the conical side walls 11 of the die 10 such that an annular gap 12 results. In the embodiment shown, the depth of the annular gap is at least twice as large as the distance between the upper edge of the die / anvil. Furthermore, a bore 13 ends in the annular gap 12 for removing contaminants.

Die den Amboß bildende obere Begrenzungsfläche des Elements 5 geht zur Erleichterung des Fließvorganges der zu verbindenden Bauteile 1 und 2 mit einem Radius 14 in die Seitenwände des Elements 5 über. Auch die Seitenwände 11 der Matrize 10 gehen mit einem Radius 15 in die obere Deckfläche der Matrize über.The upper boundary surface of the element 5 forming the anvil merges with the radius 14 into the side walls of the element 5 to facilitate the flow process of the components 1 and 2 to be connected. The side walls 11 of the die 10 also merge into the upper cover surface of the die with a radius 15 .

Im folgendem soll die Funktionsweise der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung erläutert werden:
Zu Beginn des Fügevorgangs liegem die zu verbindenden plattenförmigen Bauteile 1 und 2 auf der Oberfläche des Matrizenkörpers 3 auf. Durch die Bewegung des Stempels 4 in Richtung auf die Matrizenausnehmung 10 verformen sich die Bauteile 1 und 2 lokal in die Matrizenausneh mung 10, ohne dabei das Material einzuschneiden.The mode of operation of the device shown in FIG. 3 will be explained below:
At the beginning of the joining process, the plate-shaped components 1 and 2 to be connected lie on the surface of the die body 3 . By the movement of the plunger 4 toward the Matrizenausnehmung 10, the components 1 and 2 deform locally into the Matrizenausneh mung 10 without incising the material.

Sobald der Boden des matrizenseitig angeordneten Bau teils 2 auf der als Amboß wirkenden Oberfläche des Elements 5 aufliegt, beginnt das Material der Bauteile in die Ringnut 12 zu fließen. Das stempelseitige Bau teil 1 fließt dabei sowohl in axialer als auch in radi aler Richtung nach. Durch diesen Fließvorgang entsteht die in Fig. 3b dargestellte druckknopfartige kraft- und formschlüssige Verbindung.As soon as the bottom of the construction part 2 on the die side rests on the surface of the element 5 which acts as an anvil, the material of the components begins to flow into the annular groove 12 . The stamp-side construction part 1 flows both in the axial and in the radial direction. This flow process creates the push-button-like non-positive and positive connection shown in FIG. 3b.

Nach Beendigung des Umformvorganges wird der Stempel 4 zurückgenommen. Die Ausformung der verbundenen Bauteile 1 und 2 kann dabei durch eine Bewegung des Elements 5 entgegen der Richtung des Pfeils F unterstützt werden.After the forming process, the stamp 4 is withdrawn. The shaping of the connected components 1 and 2 can be supported by a movement of the element 5 against the direction of the arrow F.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird durch die konische Ausbildung der Matrizenwände 11 und die Radien am Übergang Amboßfläche/Element-Seitenwand bzw. Matri zenwand/Matrizenoberkante der Fließvorgang begünstigt.In the embodiment shown, the flow process is favored by the conical design of the die walls 11 and the radii at the transition from anvil surface / element-side wall or die wall / die top edge.

Je nach Dicke der plattenförmigen Bauteile 1 und 2 ist der sich in der Matrize bildende Ringwulst 16 mehr oder weniger ausgeprägt. Verschmutzungen, wie z. B. Öl oder Späne können über die Bohrung 13 entfernt werden. Die Bohrung 13 liegt so weit unten in der Ringnut 12, daß der Ringwulst 16 sie nicht erreichen kann, so daß keine Gefahr der Beeinträchtigung des aus den Bauteilen 1 und 2 gebildeten Fügeelements durch die Bohrung 13 besteht.Depending on the thickness of the plate-shaped components 1 and 2 , the annular bead 16 formed in the die is more or less pronounced. Soiling, such as B. oil or chips can be removed through the bore 13 . The bore 13 lies so far down in the annular groove 12 that the annular bead 16 cannot reach it, so that there is no risk of the joining element formed from the components 1 and 2 being impaired by the bore 13 .

Claims

1. A device for connecting overlapping components, with a die and a punch, by means of whose line ar motion the components to be connected can be deformed into the die, the bottom of which acts as an anvil and has a certain distance from the top edge of the die, characterized in that the die bottom forms the upper boundary surface of an element ( 5 ) which is movable in the direction of the punch movement and which is pretensioned such that it is flush with the upper edge of the die ( 8 ) in the unloaded state.

2. Device according to claim 1, characterized in that a spring ( 6 ) biases the movable element ( 5 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a deformable, elastic material ( 6 '), the movable element ( 5 ) in front clamps.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one stop limits the linear movement of the element ( 5 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that the movable element ( 5 ) rests on a lower limiting surface acting as a stop ( 9 ) of the die recess.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that a in a slot ( 7 '') guided pin ( 7 ') limits the movement of the element ( 5 ) by the force.

7. The device according to claim 4 or 5, characterized in that a screw ( 7 ), the axis of which extends in the direction of the axis of movement (F) of the stamp ( 4 ), and whose head rests on the die body ( 3 ), an adjustable stop for the movement of the element ( 5 ) forms by the spring force.

8. Device according to one of claims 1 to 7 or according to the preamble of claim 1, characterized in that the die ( 10 ) has conical side walls ( 11 ), and that in the lower boundary surface of the die ( 10 ) an element ( 5 ) is used, the upper Be boundary surface forms the actual die bottom or anvil, and which is spaced from the side walls ( 11 ) of the die so that there is an annular gap ( 12 ).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the upper part of the element ( 5 ) with a radius ( 14 ) passes into the side walls of the element.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the side walls ( 11 ) of the die ( 10 ) with a radius ( 15 ) in the upper deck surface of the die.

11. Vorrichtumg according to one of claims 8 to 10, characterized in that the depth of the annular gap ( 12 ) is at least twice as large as the distance between the upper edge of the die / anvil.

12. The device according to one of claims 8 to 11, characterized in that a bore ( 13 ) ends in the annular gap ( 12 ) for removing contaminants.