EP0215385A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Platten durch Stanznocken - Google Patents

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EP0215385A1
EP0215385A1 EP86112241A EP86112241A EP0215385A1 EP 0215385 A1 EP0215385 A1 EP 0215385A1 EP 86112241 A EP86112241 A EP 86112241A EP 86112241 A EP86112241 A EP 86112241A EP 0215385 A1 EP0215385 A1 EP 0215385A1
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    • Y10T29/53709—Overedge assembling means

Definitions

  • the invention is based on a method and a device for carrying out this method for connecting superimposed thin plates by means of punching cams.
  • connection of sheets by punching cams has long been known (DE-PS 8 73 237).
  • the main problem with this connection technology is the precise material processing with corresponding repeatability of the connection quality. This technique is particularly complicated because a deep-drawing and punching process is combined with a subsequent upsetting or squeezing process, the tool relative movement between the punch and die being the same follow, but the material movement first occurs in this axis, but later occurs radially during the crushing process. It is particularly difficult to master this radial movement in terms of its repeatability.
  • the method according to the invention with the characterizing features of claim 1 and the device for carrying out the method according to the features of claim 2 has the advantage that in one and therefore easily controllable working stroke of the punching and pressing stamping the entire connection is made, namely punching, pressing and squeezing, and only squeezing the piece of plate that is required for the interlocking. Since the counterpressure required for the punching process is lower than for the squeezing process, the flexibility of the counterpressure surface can be controlled with very simple static means, so that the counterpressure surface yields only when the required shearing process has ended when punching; to then remain in a correspondingly shifted position for the squeezing process. These elastic means advantageously also serve as ejection means for the workpiece from the die. Mechanical or hydraulic springs can serve as elastic means.
  • the force of the elastic element can also be transmitted via a hydraulic column, so that a press device working with hydraulic means can be used, with spatial advantages in particular.
  • the plates to be connected can be metal sheets, but they can also consist partly of plastic.
  • This manufacturing tool includes the pressing device, which of course must be suitable for carrying out the inventive method, but can be designed in a wide variety of ways.
  • a punching and pressing die 1 which can be moved back and forth by the press device and a stationary die 2
  • two plates 4 and 5 for example metal sheets, are to be connected to one another.
  • these workpieces 4 and 5 can also be any bands or angles that are to be connected to a plate.
  • the stamping and pressing stamp which can be moved back and forth in accordance with the double arrow I has a prismatic forehead Surface with two end faces 6 inclined to the working direction I and one end face 7 running perpendicular to the working direction. Cutting edges 9 are formed between these end faces 6 and 7 and the flat sides 8 of the stamp 1 (FIG. 3).
  • the die 2 has a central bore 10 in which a pinch stamp 11 is arranged to be axially displaceable.
  • This crimping die 11 has at its upper end a cutting die 12, the cutting edges 13 of which cooperate with the cutting edges 9 of the punching and pressing die 1 and which are formed by edges between the upper end face 14 of the crimping die 11 and a transverse groove 15, the base 16 of which Counter pressure surface serves during the squeezing process.
  • the pinch stamp 11 has a collar 18 which is guided in an enlarged section 17 of the central bore 10 and which is acted upon by an elastic element 19 which is only symbolically indicated here and which is secured against rotation in the bores 10 and 17 by means not shown. As a result, the rotational position of the pinch stamp 11 is secured within the die 2.
  • the elastic element 19 is supported on the side facing away from the collar 18 on a base 20, which at the same time serves as a stroke limiter and thus a stop for the pinch stamp 11 by a pin 21 of the pinch stamp 11 after covering a certain stroke against the force of the elastic element 19 on. bumps this floor 20.
  • the base area is 16 the transverse groove 15 of the crimping die 11 is just flush with the base 22 of a die 23, which is provided in the die 2 corresponding to the end faces 6 and 7 of the punching and pressing die 1.
  • the cutting edge 26 formed between the contact surface 24 of the die 2 and the longitudinal walls 25 of this die 23 interacts with the cutting edges 9 of the punching and pressing die 1 assigned to it.
  • the width of the die 23 corresponds to the width of the transverse groove 15.
  • the plate part 28 is then laterally bordered by the boundary walls of the groove 15 and its base 16 and by the die 23.
  • the punching and pressing die 1 continues in its working direction without interruption, the squeezing punch 11 giving way against the elastic element 19 before the processed material of the plate 4 begins to flow. Only when the pin 21 abuts the bottom 20 and this creates an "infinite" resistance, does the upper plate part 27 begin to expand, its material flowing into the spaces that have been created above the upper end face 14 of the pinch stamp 11 by moving it. The cross-section of these extracted spaces corresponds to the Eig. 2 removable segment surfaces 30.
  • the working movement of the stamping and pressing die 1 is then continued slightly over the underside of the lower plate 5, so that some material flows from the upper plate part 27 into the transverse groove 15. In any case, however, as can be seen in FIG. 6, the direct connection between the plates 4 and 5 and the plate parts 27 and 28 is maintained by the webs 31 and 32 pressed into the die 23.

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  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten (insbesondere Bleche) oder Plattenabschnitte durch Stanznokken, bei dem übereinanderliegende Plattenstücke entlang eines Teils ihrer Umrißlinien gestanzt und aus der Plattenebene herausgedrückt werden, wonach mittels einer an einem Quetschstempel angeordneten Gegendruckfläche, das den Platten nähere Plattenstück durch Quetschen die Platten hintergreifend verbreitert wird, ohne daß das den Platten abgewandte Plattenstück verbreitert wird, indem diese Gegendruckfläche 15 bzw. der Quetschstempel 11 innerhalb des Gesenkes 2 beim Stanz- und Drückarbeitsgang stehenbleibt, um danach bei dem höhere Preßkräfte erfordernden Quetschvorgang entgegen einer elastischen Stützkraft 19 nachzugeben, wobei das fließende Material des den Platten 4, 5 näheren Plattenstücks 27 die ihm zugeordnete Platte 5 hintergreift.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten durch Stanznocken.
  • Das Verbinden von Blechen durch Stanznocken ist schon lange bekannt (DE-PS 8 73 237). Das Hauptproblem dieser Verbindungstechnik besteht in der präzisen Materialverarbeitung mit entsprechender Wiederholbarkeit der Verbindungsqualität. Diese Technik ist besonders deshalb kompliziert, weil hier ein Tiefzieh- und Stanzvorgang kombiniert wird mit einer anschließenden Stauch- oder Quetschbearbeitung, wobei zwar die Werkzeugrelativbewegung zwischen Stempel und Matritze achsgleich erfolgen, die Materialbewegung jedoch zuerst in dieser Achse, später aber bei der Quetschbearbeitung radial dazu erfolgt. Besonders schwierig ist es, diese Radialbewegung in ihrer Wiederholbarkeit zu beherrschen.
  • Bei einem bekannten Verfahren und einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens der gattungsgemäßen Art (DE-PS 23 38 460) wird die Matritze nach dem Stanz- und Drückvorgang soweit gegenüber der Gegendruckfläche, die hier an einem Abflachstempel vorgesehen ist, zurückgenommen, daß nur noch eines der beiden Plattenstücke innerhalb der Matritze ist, so daß beim Quetschvorgang nur das andere Plattenstück verbreitert werden kann. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die für die Bearbeitung eingespannten Platten beim Rückverfahren der Matritze gelöst werden und dadurch die Gefahr besteht, daß die Platten nicht formschlüssig miteinander verbunden werden. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die Vorrichtung verhältnismäßig kompliziert aufgebaut sein muß, um diesen Rückfahrvorgang der Matritze durchzuführen bei gleichzeitigem Stehenbleiben des Abflachstempels. Nicht zuletzt muß dann in einem weiteren Arbeitsgang das Werkstück aus der Matritze ausgeworfen werden.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Merkmalen des Anspruchs 2 hat demgegenüber den Vorteil, daß in einem und dadurch gut kontrollierbarem Arbeitshub des Stanz- und Drückstempels die gesamte Verbindung hergestellt wird, nämlich Stanzen, Drücken und Quetschen, und wobei nur das Plattenstück gequetscht wird, das für die Verhakung erforderlich ist. Da der für den Stanzvorgang erforderliche Gegendruck geringer ist als für den Quetschvorgang, läßt sich mit sehr einfachen statischen Mitteln die Nachgiebigkeit der Gegendruckfläche steuern, so daß erst wenn der erforderliche Schervorgang beim Stanzen beendet ist, die Gegendruckfläche nachgibt; um dann für den Quetschvorgang in einer entsprechend verschobenen Lage zu verharren. Vorteilhafterweise dienen diese elastischen Mittel gleichzeitig als Auswurfmittel des Werkstückes aus der Matritze. Als elastische Mittel können mechanische oder hydraulische Federn dienen.
  • Die Kraft des elastischen Elements kann erfindungsgemäß auch über eine Hydrauliksäule übertragen werden, so daß eine mit hydraulischen Mitteln arbeitende Pressevorrichtung einsetzbar ist mit vor allem räumlichen Vorteilen.
  • Die zu verbindenden Platten können Bleche sein, sie können aber auch zum Teil aus Kunststoff bestehen.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Werkzeug;
    • Fig. 2 eine Ansicht des Gesenkes nach LinielI-IIin Fig. 1;
    • Fig. 3 einen Schnitt durch das Werkzeug nach Linie III-III in Fig. 1;
    • Fig. 4 eine Werkzeugstellung nach Beendigung des Stanzvorgangs;
    • Fig. 5 eine Werkzeugstellung nach Beendigung des Quetschvorgangs und
    • Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5 durch einen Teil des Werkzeugs und entsprechend der Schnittlage von Fig. 1.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In den Fig. 1-6 ist nur das eigentliche Herstellungswerkzeug in verschiedenen Schnitten und Arbeitsstellungen dargestellt. Zu diesem Herstellungswerkzeug gehört die Preßvorrichtung, die natürlich zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens geeignet sein muß, aber in unterschiedlichster Weise gestaltet sein kann.
  • Zwischen einem durch die Pressenvorrichtung hin und her bewegbaren Stanz- und Drückstempel 1 und einem ortsfesten Gesenk 2 sind zwei miteinander zu verbindende Platten 4 und 5 - beispielsweise Bleche - angeordnet. Natürlich kann es sich bei diesen Werkstücken 4 und 5 auch um irgendwelche Bänder oder Winkel handeln, die mit einer Platte zu verbinden sind.
  • Der entsprechend dem Doppelpfeil I hin und her bewegbare Stanz- und Drückstempel weist eine prismatische Stirnfläche auf mit zwei zur Arbeitsrichtung I schrägen Stirnflächen 6 und einer senkrecht zur Arbeitsrichtung verlaufenden Stirnfläche 7. Zwischen diesen Stirnflächen 6 und 7 und den Flachseiten8 des Stempels 1 sind Schneidkanten 9 gebildet (Fig. 3).
  • Das Gesenk 2 weist eine zentrale Bohrung 10 auf, in der ein Quetschstempel 11. axial verschiebbar angeordnet ist. Dieser Quetschstempel 11 weist an seinem oberen Ende ein Schneidgesenk 12 auf, deren Schneidkanten 13 mit den Schneidkanten 9 des Stanz- und Drückstempels 1 zusammenwirken und die durch Kanten gebildet werden zwischen der oberen Stirnseite 14 des Quetschstempels 11 und einer Quernut 15, deren Grundfläche 16 als Gegendruckfläche beim Quetschvorgang dient.
  • Der Quetschstempel 11 weist einen in einem erweiterten Abschnitt 17 der zentralen Bohrung 10 geführten Bund 18 auf, an dem ein hier nur symbolisch angedeutetes elastisches Element 19 angreift und der gegen Verdrehen in den Bohrungen 10 und 17 durch nicht dargestellte Mittel gesichert ist. Hierdurch wird die Drehlage des Quetschstempels 11 innerhalb des Gesenkes 2 gesichert. Das elastische Element 19 stützt sich auf der dem Bund 18 abgewandten Seite an einem Boden 20 ab, der gleichzeitig als Hubbegrenzung und damit Anschlag des Quetschstempels 11 dient, indem ein Zapfen 21 des Quetschstempels 11 nach Zurücklegung eines bestimmten Hubes entgegen der Kraft des elastischen Elements 19 auf. diesen Boden 20 stößt.
  • Nach Zurücklegung dieses Hubes ist die Grundfläche 16 der Quernut 15 des Quetschstempels 11 gerade bündig mit der Grundfläche 22 einer Matritze 23, die im Gesenk 2 entsprechend den Stirnflächen 6 und 7 des Stanz- und Drückstempels 1 ausgebildet vorgesehen ist. Die zwischen der Auflagefläche 24 des Gesenkes 2 und den Längswänden 25 dieser Matritze 23 gebildete Schneidkante 26 wirkt mit den ihr zugeordneten Schneidkanten 9 des Stanz- und Drückstempels 1 zusammen. Die Breite der Matritze 23 entspricht, der Breite der Quernut 15.
  • Die erfindungsgemäße Technik des Verbindens von dünnen Platten arbeitet. anhand dieses dargestellten Beispiels wie folgt:
    • Nach Legen der Platten 4 und 5 auf die Auflagefläche 24 (Fig. 1 und 3), wird der Stanz- und Drückstempel 1 für den Stanzvorgang in Richtung Gesenk 2 verschoben, wobei die entsprechenden Plattenteile 27 und 28, die zur Herstellung der Verbindung an ihren Längsumrißlinien ausgestanzt und dann gedrückt werden sollen, durch die Schneidkanten 9 des Stanz- und Drückstempels 1 in Zusammenwirkung mit den Schneidkanten 13 und 26 des Gesenks geschert und in die Quernut 15 bzw. die Matritze 23 gedrückt werden.
  • Der Plattenteil 28 ist danach seitlich durch die Begrenzungswände der Nut 15 und deren Grundfläche 16 sowie durch die Matritze 23 eingefaßt. Der Plattenteil 27 hingegen, der aus der Platte 4 herausgeschnitten bzw. gedrückt wurde, ist nach diesem ersten Arbeitsgang in der öffnung 29 der unteren Platte 5 verblieben, die durch das Herausstanzen bzw. Drücken des unteren Plattenteils 28 entstanden ist (Fig. 4).
  • Für den nun folgenden Quetscharbeitsgang fährt der Stanz- und Drückstempel 1 ohne Unterbrechung weiter in seiner Arbeitsrichtung, wobei der Quetschstempel 11 entgegen dem elastischen Element 19 nachgibt, bevor der bearbeitete Werkstoff der Platte 4 zu fließen beginnt. Erst wenn der Zapfen 21 an dem Boden 20 anliegt und dadurch ein "unendlicher" Widerstand entsteht, beginnt der obere Plattenteil 27 sich auszudehnen, wobei dessen Material in die Räume fließt, die oberhalb der oberen Stirnseite 14 des Quetschstempels 11 durch dessen Verschieben entstanden sind. Der Querschnitt dieser gewonnenen Räume entspricht den Eig. 2 entnehmbaren Segmentflächen 30. Die Arbeitsbewegung des Stanz- und Drückstempels 1 wird dann noch geringfügig über die Unterseite der unteren Platte 5 fortgesetzt, so daß auch etwas Material von dem oberen Plattenteil 27 in die Quernut 15 fließt. In jedem Fall jedoch bleibt,wie in Fig.. 6 zu erkennen, die direkte Verbindung zwischen den Platten 4 und 5 und den Plattenteilen 27 und 28 durch die in die Matritze 23 gedrückten Stege 31 und 32 erhalten.
  • Sobald der Stanz- und Drückstempel 1 dann wieder ausgefahren wird, wird durch das elastische Element 19 und den damit betätigten Quetschstempel 11 das Werkstück 4, 5 ausgeworfen.
  • Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten (insbesondere Bleche) oder Plattenabschnitte durch Stanznocken, bei dem übereinanderliegende Plattenstücke entlang eines Teils ihrer Umrißlinien durch Stanzen getrennt und aus der Plattenebene herausgedrückt werden und bei dem danach mittels einer Gegendruckfläche das den Platten nähere Plattenstück durch Quetschen die Platten hintergreifend an den geschnittenen Seiten verbreitert wird, wobei das den Platten abgewandte Plattenstück in seiner radialen Verformung begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche für den Stanz- und Drückarbeitsgang aufgrund einer elastischen Stützkraft stehen bleibt, um danach bei dem höhere Preßkräfte erfordernden Quetschvorgang soweit nachzugeben, daß das fließende Material des den Platten näheren Plattenstücks die ihm zugeordnete Platte hintergreift.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche mindestens eine Vertiefung mit Schneidkanten für den Stanz- und Drückarbeitsgang aufweist und daß die elastische Stützkraft größer ist als die Stanz- und Drückkraft, aber kleiner ist als die Quetschkraft.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem an einer Presse angeordneten Gesenk, mit einem in einer im Gesenk vorgesehenen öffnung vorhandenen Quetschstempel, die in Arbeitsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind, und mit einem von der Presse hin und her angetriebenen Stanz- und Druckstempel, dadurch gekennzeichnet, daß der Quetschstempel (11) beim Stanz- und Drückarbeitshub des Stanz- und Drückstempels (1) gegen ein elastisches Element (19) verschiebbar ist und beim Quetscharbeitshub des Stanz-und Drückstempels (1) an einem Anschlag (20) anliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Quetschstempel (11) in der den Platten (4, 5) zugewandten Stirnseite (14) eine Quernut (15) aufweist, die als Matritze beim Drücken und mit Schneidkanten (13) beim Stanzen dient, deren Breite der Plattenstückbreite entspricht und deren Tiefe geringer ist als die Dicke der ihr zugewandten Platte (5).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gequetschte Material bis an die Wand der öff - nung (10) gleitet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Element (19) eine Feder dient.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Element (19) hydraulische Mittel dienen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft des elastischen Elements (19) durch eine Hydrauliksäule übertragen wird.
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