DE4243620A1 - Verfahren zum Fügen von zwei oder mehreren flächig aufeinanderliegenden, dünnwandigen Werkstücken, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und nach dem Verfahren hergestelltes Werkstückgefüge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von zwei oder mehreren flächig aufeinanderliegenden, dünnwandigen, geloch­ ten Werkstücken aus plastisch kaltverformbarem Werkstoff mittels eines Biegestempels gegen einen Gegenhalter. Ein derartiges Fügeverfahren ist zum Zwecke des Verbindens zwei oder mehrerer aufeinanderliegender Bleche gebräuchlich. Da­ bei werden die aufeinanderliegenden, gelochten Bleche in ei­ ner Bördelvorrichtung mit einem Biegestempel gegen einen Ge­ genhalter, der üblicherweise als Gegenhalterplatte ausge­ staltet ist, verpreßt. Das vom Biegestempel aus gesehen un­ terste Blech der aufeinanderliegenden Bleche weist bei dem bekannten Verfahren eine Bohrung mit einer vollständig durchgezogenen Tulpe auf, die durch die Bohrungen der ande­ ren Bleche hindurchragt und über die Oberfläche des obersten Bleches hinausragt. Diese Tulpe wird von dem Biegestempel so umgebördelt, daß sie auf der Oberfläche des dem Biegestempel gegenüberliegenden Bleches fest verpreßt aufliegt.

Bei der Anwendung des bekannten Fügeverfahrens bei der Ver­ bindung von einem Werkstück aus einem rostfreien Edelstahl und einem weiteren Werkstück aus z. B. üblichem Stahl, z. B. zum Verkleiden von Außenkanten einer Tür einer Haushalt-Ge­ schirrspülmaschine, wie aus dem DE-GM 91 13 828 bekannt, wo­ bei aus optischen Gründen das Werkstück aus Edelstahl - ein Verkleidungsprofil - mit der durchgezogenen Tulpe ausgestat­ tet sein muß, hat sich gezeigt, daß beim Durchziehen der Tulpe die als Außenkante sichtbare Oberfläche des Werkstüc­ kes aus Edelstahl beschädigt wird, die Tulpe aufgrund des sehr spröden Materials zum Einreißen neigt und beim Umbör­ deln ebenfalls einreißt oder sogar bricht, so daß eine si­ chere und optisch einwandfreie Verbindung nicht gewährlei­ stet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fügeverfahren zu schaffen, bei dem in einfacher Art und Weise die vorge­ nannten Nachteile vermieden werden und eine sichere und op­ tisch einwandfreie Verbindung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Werkstücke gelocht und bei einem Werkstück in dessen Bohrung oder Bohrungen ragende raschen aufgebogen werden und daß daraufhin alle Werkstücke geschichtet so gegen den Gegenhal­ ter gelegt werden, daß das Werkstück mit den aufgebogenen Laschen in Richtung auf den Biegestempel unter den anderen Werkstücken liegt und die aufgebogenen raschen durch die Bohrungen der anderen Werkstücke hindurchragen, und daß mit­ tels des Biegestempel die aus den übereinandergelegten Werk­ stücken herausragenden Laschen aufgespreizt und dann auf die Oberfläche des dem Biegestempel gegenüberliegenden Werkstüc­ kes umgebogen und darauf verpreßt werden.

Die Herstellung eines dünnwandigen Werkstückes mit einer oder mehreren Bohrungen mit einragenden Laschen, z. B. durch Stanzen, ist wesentlich kostengünstiger und führt zu keiner­ lei Beschädigung der Oberfläche des Werkstückes im Vergleich zu der Herstellung einer durchgezogenen Tulpe. Auch das Um­ biegen der raschen ist im Vergleich zu der Herstellung einer durchgezogenen Tulpe wesentlich kostengünstiger und Beschä­ digungen der Oberfläche des Werkstückes werden dabei voll­ ständig vermieden. Bei dem Umbiegen einzelner Laschen ist die Belastung des Werkstoffes des Werkstückes, auch wenn es sich um einen mehr spröden Werkstoff handelt, wesentlich ge­ ringer als bei der Herstellung einer durchgezogenen Tulpe, so daß die Praxis gezeigt hat, daß Tendenzen zum Einreißen oder Abbrechen der umgebogenen Teile auch bei Verwendung von rostfreiem Edelstahl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht vorhanden sind. Bei dem zweiten Umbiegen der Laschen zum endgültigen Verbinden des Werkstückgefüges wird, um eine Überbelastung des Werkstoffes des Werkstückes und ein Ein­ reißen oder Abbrechen der umgebogenen Teile zu vermeiden, in zwei Schritten - zuerst Aufspreizen und dann Umbiegen - vor­ gegangen. Durch die Vermeidung einer starken Belastung des Werkstückes beim Verformen ist auch weiter gewährleistet, daß die Oberfläche des Werkstückes nicht beschädigt wird und ein Einreißen oder Abbrechen der endgültig umgebogenen Teile vermieden wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist so­ mit ein Fügeverfahren geschaffen, bei dem in einfacher Art und Weise die vorgenannten Nachteile vermieden werden und eine sichere und optisch einwandfreie Verbindung gewährlei­ stet ist.

In einer vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens ist der Gegenhalter als Gegenhal­ terplatte ausgebildet, in der ein gegen den Biegestempel fe­ derbelasteter, in Richtung zu dem Biegestempel beweglicher und in einer Längsführung geführter Führungsstift angeordnet ist und ist der Biegestempel gegen den Führungsstift feder­ belastet und in einer Führungshülse in Richtung zu dem Führungsstift seiner Längsführung geführt, in der die Feder des Biegestempels hinter diesem angeordnet ist, wobei der Führungsstift in Offenstellung der Vorrichtung durch die Bohrungen der gegen den Gegenhalter gelegten, geschichteten Werkstücke hindurchragt und wobei während der Schließbewe­ gung der Vorrichtung der Biegestempel auf den Führungsstift aufläuft und dieser von dem Biegestempel gegen die Kraft der Feder des Führungsstiftes in die Längsführung in der Gegen­ halterplatte bis zu einem Anschlag eingeschoben wird, wobei die Laschen in einem vorbestimmten Winkel vorgebogen werden und im weiteren Verlauf der Schließbewegung der Vorrichtung die Führungshülse gegen die Kraft der Feder des Biegestem­ pels bis zur Anlage an den Werkstücken bewegt wird, wobei die Laschen vollständig auf die Oberfläche des dem Bieges­ tempel gegenüberliegenden Werkstückes aufgepreßt werden. Für diese Vorrichtung gelten die zuvor genannten Vorteile sinn­ gemäß. Sie kennzeichnen ein Werkzeug, mit dem in einfacher Art und Weise die vorgenannten Nachteile vermieden werden und eine sichere und optisch einwandfreie Verbindung herge­ stellt wird.

Zur Optimierung der aufeinander abgestimmten Bewegungsabläu­ fe in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kraft der Feder des Biegestempels größer als die Kraft der Feder des Führungsstiftes. Damit ist in einfacher Weise gewährleistet, daß bei der Schließbewegung der Vorrichtung zuerst der Bie­ gestempel und dann erst dessen Führungshülse in Kontakt mit den zu verbindenden Werkstücken kommt.

Bevorzugt weist der Biegestempel in seinem Biegebereich eine Schräge auf, die in etwa den vorbestimmten Winkel aufweist.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß das beste Ergebnis da­ durch erzielt wird, daß der vorbestimmte Winkel in etwa 45° beträgt.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung hergestelltes Werkstückgefüge am ist dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke jeweils ge­ locht sind, wobei ein Werkstück wenigstens jeweils zwei in eine Bohrung oder in Bohrungen einragende Laschen aufweist, die im Zusammenfügezustand des Werkstückgefüges durch die Bohrung oder Bohrungen der weiteren Werkstücke hindurchragen und auf der obersten Oberfläche des im Werkstückgefüge am entferntesten liegenden Werkstückes aufgepreßt anliegen. Für dieses erfindungsgemäße Werkstückgefüge gelten die zuvor ge­ nannten Vorteile sinngemäß. Sie kennzeichnen ein Werkstück­ gefüge, bei dem in einfacher Art und Weise die vorgenannten Nachteile vermieden werden und eine sichere und optisch ein­ wandfreie Verbindung gewährleistet ist.

Als Sichtschutz und als Schichthilfe in Form einer Zentrie­ rung ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung die Bohrung oder die Bohrungen mit den einragenden La­ schen mit einem Durchzug ausgestattet, der annähernd bis zur äußersten Oberfläche des im Werkstückgefüge am entferntesten liegenden Werkstücks vorragt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch und im Schnitt dargestellte er­ findungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein gelochtes Werkstück,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein weiteres gelochtes Werk­ stück mit einer erfindungsgemäßen Gestaltung ei­ ner Bohrung,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Werkstück nach Fig. 3 nach dem Aufbiegen von Laschen,

Fig. 5 einen Schnitt durch geschichtete Werkstücke und

Fig. 6 einen Schnitt durch ein mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren hergestelltes erfindungsgemäßes Werkstückgefüge.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Fügen von zwei oder meh­ reren flächig aufeinanderliegenden, dünnwandigen, gelochten Werkstücken 1, 5 aus plastisch kaltverformbarem Werkstoff, wird in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles für das erfindungsgemäße Werkstückgefüge einer Verbindung eines auf die Außenkante 1 einer nicht weiter dargestellten Tür einer Haushalt-Geschirrspülmaschine angebrachten Ab­ deckprofiles 5 aus rostfreiem Edelstahl erläutert. Somit ist eines der zu verbindenden, gelochten Werkstücke 1, 5, die Außenkante 1 der Tür einer Haushalt-Geschirrspülmaschi­ ne und das Abdeckprofil 5 das weitere gelochte Werkstück 5 nach der Erfindung.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand den Fig. 2 bis 6, in denen die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens an der verfahrensgemäßen Ausbildung der Werk­ stück 1, 5 des vorgenannten Werkstückgefüges dargestellt sind und anhand der Darstellung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung in Fig. 1 beschrieben.

In dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wer­ den die Werkstücke 1, 5 gelocht. In Fig. 2 ist ein Teil der Außenkante 1 mit einer Bohrung 2 gezeigt. In Fig. 3 ist ein Teil des Abdeckprofiles 5 dargestellt, das eine Bohrung 6 aufweist, in die erfindungsgemäß wenigstens zwei - im Aus­ führungsbeispiel drei - Laschen 7 einragen. Diese Bohrung 6 weist im Ausführungsbeispiel einen Durchzug 8 auf, der im Zusammenfügezustand (Fig. 6) annähernd bis auf eine äußer­ ste Oberfläche 3 des anderen Werkstücks 1 vorragt.

Diese Laschen 7 und der Durchzug 8 werden in dem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens hochgebogen, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

In Fig. 5 ist das Aufschichten der beiden Werkstücke 1, 5 entsprechend dem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Werkstück 5 mit den aufgeboge­ nen Laschen 7 - das Abdeckprofil 5 aus rostfreiem Edelstahl - ist auf das andere Werkstück 1 - die Außenkante 1 - so aufgefädelt, daß die aufgebogenen Laschen 7 durch die Boh­ rung 2 der Außenkante 1 hindurchragen, wobei diese Laschen 7 über dessen Oberfläche 3 hinausreichen.

Die Fig. 6 zeigt das erfindungsgemäße Werkstückgefüge in dem Zusammenfügezustand, d. h. nach Beendigung des erfin­ dungsgemäßen Fügeverfahrens. Dabei sind die Laschen 7 des Abdeckprofiles 5 auf die Oberfläche 3 der Außenkante 1 um­ gebogen und darauf verpreßt.

In Fig. 1 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die­ se Vorrichtung 10 weist einen feststehenden Gegenhalter 20, der als Gegenhalterplatte 21 ausgebildet ist und einen be­ weglichen Teil 11 auf. In der Gegenhalterplatte 21 ist ein durch eine Feder 23 gegen den beweglichen Teil 11 belaste­ ter, in Richtung zu dem beweglichen Teil 11 beweglicher und in einer Längsführung 24 geführter Führungsstift 22 ange­ ordnet. Der bewegliche Teil 11 weist einen Biegestempel 12 auf, der gegen den Führungsstift 22 mittels einer Feder 13 belastet ist und in einer Führungshülse 15 in Richtung zu dem Führungsstift 22 in einer Längsführung 14 geführt ist. Die Feder 13 des Biegestempels 12 ist in der Längsführung 15 hinter dem Biegestempel 12 angeordnet. Die Kraft der Feder 13 des Biegestempels 12 ist größer als die Kraft der Feder 23 des Führungsstiftes 22.

In der nicht gezeigten Offenstellung der Vorrichtung 10 werden die Werkstücke 1, 5 an die Gegenhalterplatte 21 an­ gelegt. Das Werkstück 5 mit den aufgebogenen Laschen 7 liegt direkt an der Gegenhalterplatte 21 an und dessen La­ schen 7 ragen durch die Bohrung 2 der Außenkante 1 und über deren Oberfläche 3 in Richtung auf den Biegestempel 12 hin­ aus.

Während der Scbließbewegung der Vorrichtung 10 läuft der Biegestempel 12 auf den Führungsstift 22 auf und dieser wird von dem Biegestempel 12 gegen die Kraft der Feder 23 in die Längsführung 24 in der Gegenhalterplatte 21 bis zu einem Anschlag 25 eingeschoben. Bei diesem Bewegungsablauf werden die Laschen 7 in einem vorbestimmten Winkel α - im Ausführungsbeispiel etwa 45° - aufgespreizt. Hierzu weist der Biegestempel 12 in seinem Biegebereich eine Schräge 16 auf, die in etwa den vorbestimmten Winkel α - im Ausfüh­ rungsbeispiel 45° - aufweist. Die Zwischenstellung des Auf­ spreizens der Laschen 7 ist in Fig. 1 dargestellt und zeigt den Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, der zwischen den in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigten Schritten des erfinderi­ schen Verfahrens liegt.

Im weiteren Verlauf der Schließbewegung der Vorrichtung 10 wird die Führungshülse 15 gegen die Kraft der Feder 13 des Biegestempels 12 bis zur Anlage an den Werkstücken 1, 5 be­ wegt. Dabei werden die Laschen 7 vollständig auf die Ober­ fläche 3 des dem Biegestempel 12 gegenüberliegenden Werk­ stückes 1 aufgepreßt. Das erfindungsgemäße Werkstückgefüge ist mit diesem Bewegungsablauf in seinen Zusammenfügezu­ stand, gezeigt in Fig. 6, überführt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Fügen von zwei oder mehreren flächig auf­ einanderliegenden, dünnwandigen, gelochten Werkstücken aus plastisch kaltverformbarem Werkstoff mittels eines Biegestempels gegen einen Gegenhalter, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkstücke (1, 5) gelocht und bei ei­ nem Werkstück (5) in dessen Bohrung (6) oder Bohrungen ragende Laschen (7) aufgebogen werden und daß daraufhin alle Werkstücke (1, 5) geschichtet so gegen den Gegen­ halter (20) gelegt werden, daß das Werkstück (5) mit den aufgebogenen Laschen (7) in Richtung auf den Bie­ gestempel (12) unter den anderen Werkstücken (1) liegt und die aufgebogenen Laschen (7) durch die Bohrungen (2) der anderen Werkstücke (1) hindurchragen, und daß mittels des Biegestempels (12) die aus den übereinan­ dergelegten Werkstücken (1, 5) herausragenden Laschen (7) aufgespreizt und dann auf die Oberfläche (3) des den Biegestempel (12) gegenüberliegenden Werkstückes (1) umgebogen und darauf verpreßt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (20) als Gegenhalterplatte (21) ausgebildet ist, in der ein gegen den Biegestempel (12) federbelasteter, in Richtung zu dem Biegestempel (12) beweglicher und in einer Längsführung (24) geführter Führungsstift (22) angeordnet ist und daß der Biegestempel (12) gegen den Führungsstift (22) federbelastet ist und in einer Füh­ rungshülse (15) in Richtung zu dem Führungsstift (22) in einer Längsführung (14) geführt ist, in der die Fe­ der (13) des Biegestempels (12) hinter diesem angeord­ net ist, wobei der Führungsstift (22) in der Offenstel­ lung der Vorrichtung (10) durch die Bohrungen (2, 6) der gegen den Gegenhalter (20) gelegten, geschichte­ ten Werkstücke (1, 5) hindurchragt und wobei während der Schließbewegung der Vorrichtung (10) der Biegestem­ pel (12) auf den Führungsstift (22) aufläuft und dieser von dem Biegestempel (12) gegen die Kraft der Feder (23) des Führungsstiftes (22) in die Längsführung (24) in der Gegenhalterplatte (21) bis zu einem Anschlag (25) eingeschoben wird, wobei die Laschen (7) in einem vorbestimmten Winkel (α) vorgebogen werden und im wei­ teren Verlauf der Schließbewegung der Vorrichtung (20) die Führungshülse (15) gegen die Kraft der Feder (13) des Biegestempels (12) bis zur Anlage an den Werkstüc­ ken (1, 5) bewegt wird, wobei die Laschen (7) vollstän­ dig auf der Oberfläche (3) des den Biegestempel (12) gegenüberliegenden Werkstückes (1) aufgepreßt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Feder (13) des Biegestempels (12) größer ist als die Kraft der Feder (23) des Führungs­ stiftes (22).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Biegestempel (12) in seinem Biegebe­ reich eine Schräge (16) aufweist, die in etwa den vor­ bestimmten Winkel (α) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel (α) etwa 45° beträgt.

6. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 in einer Vorrich­ tung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 hergestelltes Werkstückgefüge, dadurch gekennzeichnet, daß die Werk­ stücke (1, 5) jeweils gelocht sind, wobei ein Werkstück (5) wenigstens jeweils zwei in eine Bohrung (6) oder in Bohrungen einragende Laschen (7) aufweist, die im Zu­ sammenfügezustand des Werkstückgefüges durch die Boh­ rung (2) oder Bohrungen der weiteren Werkstücke (1) hindurchragen und auf der äußersten Oberfläche (3) des im Werkstückgefüge am entferntesten liegenden Werkstüc­ kes (1) aufgepreßt anliegen.

7. Werkstückgefüge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bohrung (6) oder die Bohrungen mit den einragenden Laschen (7) mit einem Durchzug (8) ausge­ stattet ist, der annähernd bis zur äußersten Oberfläche (3) des im Werkstückgefüge am entferntesten liegenden Werkstückes (1) vorragt.