EP0334070B1 - Zur Verwendung mit einer Presse bestimmter Werkzeugsatz zum Verbinden mehrerer flächig aufeinanderliegender Bleche mittels lokalem Fliessverpressen - Google Patents

Zur Verwendung mit einer Presse bestimmter Werkzeugsatz zum Verbinden mehrerer flächig aufeinanderliegender Bleche mittels lokalem Fliessverpressen Download PDF

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EP0334070B1
EP0334070B1 EP89103638A EP89103638A EP0334070B1 EP 0334070 B1 EP0334070 B1 EP 0334070B1 EP 89103638 A EP89103638 A EP 89103638A EP 89103638 A EP89103638 A EP 89103638A EP 0334070 B1 EP0334070 B1 EP 0334070B1
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Hans Maass
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Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
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    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
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    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709—Overedge assembling means

Definitions

  • the invention relates to a tool set for connecting a plurality of sheets lying flat one above the other by means of local extrusion.
  • Such tool sets are known in different variants.
  • US-A-3,771,216 discloses a tool set consisting of a punch and a die, into the cavity of which, for example, two metal sheets are deformed in the area between the punch and die. Since the volume of the cavity of the die is constant, the stroke will only have to be set to the maximum permissible level for tolerances-related fluctuations in the sheet thicknesses, so that the die is not subjected to large explosive forces, with the result that the strength of the thinner sheets Coincidence is insufficient.
  • a tool set having the features mentioned in the preamble of claim 1 is known from US-A-3,579,809.
  • two die parts with flat end faces on facing away from each other on the outside of the anvil under tension by rubber block springs.
  • the die parts dodge, and the material of the anvil-side sheet can dodge into the opening gap.
  • the object of the invention is to modify the generic tool set in such a way that joints of the type described at the outset can be produced, with the tolerance problem also being alleviated.
  • the solution according to the invention makes advantageous use of the gap into which excess material can flow in the case of sheets with excess thickness; the press stroke can thus be set to the sheet thicknesses lying at the lower tolerance threshold, so that the joint connections always have sufficient strength.
  • grease or oil can accumulate at the bottom of the gap, which often wets sheets to be joined.
  • the mold assembly comprises a base 10 with a rectangular plan and an upper side with a V-shaped profile 12.
  • the base has a bore 14 in the center into which an anvil 16 with a foot section 18 is inserted;
  • the anvil is stepped cylindrical, but this is not essential: other layouts of the anvil (and corresponding to the die parts) are possible.
  • On the base 10 are two die parts 20 with wedge-shaped, each one of the two V-surfaces of the base supported complementary undersides; the die parts also each have a semi-cylindrical recess which is complementary to the foot section 18 of the anvil, so that the die parts are also securely positioned on the base.
  • These recesses, together with the working section 22 of the anvil define an annular gap 24.
  • a stamp 26 indicated in FIG. 2 interacts with the mold assembly and can be moved in the direction of arrow 28 by means of a press.
  • the two sheets are pushed through without being cut into the cavity delimited by the die parts, the anvil and the anvil-side sheet, finally the anvil-side sheet Sheet is deformed into the gap 24; the die parts are pressed against the top of the base by the sheet metal lying thereon, and the V-angle is dimensioned such that the die parts do not move sideways.
  • the stamp is withdrawn, the joining point remains attached to it because the die parts are lifted off the base and can move sideways, so that they detach from the joining point.
  • Leaf springs 30 are connected approximately at the line 32 to the base 10 and engage with angled ends 34 with play in corresponding recesses 36 in the die parts; these springs return the die parts to their original position. It should also be noted here that these leaf springs could be replaced by rubber springs, for example.
  • an oil drain 40 which is incorporated into the foot section of the anvil, is indicated by dashed lines and opens into an outlet channel 42 of the base.
  • Fig. 3 shows that the die parts can be provided with an undercut extending in the direction of their deflection movement, into which sheet metal material can be deformed in order to increase the strength of the joint connection.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Werkzeugsatz zum Verbinden mehrerer flächig übereinanderliegender Bleche mittels lokalem Fließverpressen. Solche Werkzeugsätze sind in verschiedenen Varianten bekannt. So offenbart die US-A-3,771,216 einen Werkzeugsatz, bestehend aus einem Stempel und einer Matrize, in deren Hohlraum hinein beispielsweise zwei Bleche im Bereich zwischen Stempel und Matrize hineinverformt werden. Da das Volumen des Hohlraums der Matrize konstant ist, wird bei toleranzenbedingten Schwankungen der Blechdicken der Hub nur auf das für größte Dicke zulässige Maß einzustellen sein, damit die Matrize nicht zu großen Sprengkräften unterworfen wird, mit der Folge, daß bei dünneren Blechen die Festigkeit der Fügung unzureichend ist.
  • Da die fluiddichten Fügeverbindungen, die mit einem solchen Werkzeugsatz herstellbar sind, jedoch außerdem auch noch ästhetisch befriedigen, sollen mit dem Werkzeugsatz nach der Erfindung Fügungen des gleichen Typs herstellbar sein.
  • Ein Werkzeugsatz, der die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist, ist aus US-A-3,579,809 bekannt. Hier liegen zwei Matrizenteile mit ebenen Stirnflächen an einander abgekehrten Außenseiten des Amboß unter Vorspannung durch Gummiblockfedern an. Beim Durchsetzen des Materials weichen die Matrizenteile aus, und das Material des amboßseitigen Blechs kann in den sich öffnenden Spalt hinein ausweichen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgleichen Werkzeugsatz so abzuwandeln, daß mit ihm Fügungen des eingangs geschilderten Typs gefertigt werden können, wobei auch das Toleranzproblem entschäft wird.
  • Die erfindungsgemäße Lösung, definiert im Patentanspruch 1, macht mit Vorteil von dem Spalt Gebrauch, in den Überschußmaterial bei Blechen mit Überdicke fließen kann; die Pressenhub kann also auf die bei der unteren Toleranzschwelle liegenden Blechdicken eingestellt werden, so daß die Fügeverbindungen stets ausreichende Festigkeit aufweisen. Darüberhinaus kann sich am Grunde des Spaltes Fett oder Öl sammeln, das häufig zu fügende Bleche benetzt.
  • Bevorzugte Weiterbildungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind in den auf ihn rückbezogenen Ansprüchen definiert.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend im einzelnen erläutert.
    • Fig. 1 zeigt in teilgeschnittener Explosionsdarstellung perspektivisch Teile der Formbaugruppe,
    • Fig. 2 ist ein Gesamtschnitt der Formbaugruppe, und
    • Fig. 3 zeigt im Ausschnitt eine alternative Ausführungsform der Matrizenteile.
  • Die Formbaugruppe umfaßt einen Sockel 10 mit rechteckigem Grundriß und einer Oberseite mit V-förmigem Profil 12. Der Sockel weist mittig eine Bohrung 14 auf, in die ein Amboß 16 mit einem Fußabschnitt 18 eingefügt ist; im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Amboß abgestuft zylindrisch, doch ist dies nicht zwingend: Andere Grundrißformen des Amboß (und entsprechend der Matrizenteile) sind möglich. Auf dem Sockel 10 sind zwei Matrizenteile 20 mit keilförmigen, zu jeweils einer der beiden V-Flächen des Sockels komplementären Unterseiten abgestützt; die Matrizenteile weisen ferner je eine halbzylindrische, zum Fußabschnitt 18 des Amboß' komplementäre Ausnehmung auf, so daß die Matrizenteile auf dem Sockel auch sicher positioniert sind. Diese Ausnehmungen begrenzen, zusammen mit dem Arbeitsabschnitt 22 des Amboß', einen Ringspalt 24. Mit der Formbaugruppe wirkt ein in Fig. 2 angedeuteter Stempel 26 zusammen, der mittels einer Presse in Richtung des Pfeiles 28 bewegbar ist.
  • Werden zwei oder mehr Bleche flächig übereinanderliegend zwischen Stempel 26 und Formbaugruppe gelegt und die Presse betätigt, erfolgt ein Durchsetzen der beiden Bleche, ohne daß diese eingeschnitten werden, in den von den Matrizenteilen, dem Amboß und dem amboßseitigen Blech begrenzten Hohlraum, wobei schließlich das amboßseitige Blech bis in den Spalt 24 hinein deformiert wird; die Matrizenteile werden dabei von den aufliegenden Blechen gegen die Oberseite des Sockels gedrückt, und der V-Winkel ist so bemessen, daß die Matrizenteile nicht seitlich ausweichen. Wird jedoch der Stempel zurückgezogen, so bleibt der Fügepunkt an ihm hängen, weil die Matrizenteile vom Sockel abgehoben werden und seitlich ausweichen können, so daß sie sich vom Fügepunkt lösen. Blattfedern 30 sind etwa in Höhe der Linie 32 mit dem Sockel 10 verbunden und greifen mit abgewinkelten Enden 34 mit Spiel in entsprechende Ausnehmungen 36 der Matriznteile; diese Federn stellen die Matrizenteile wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Auch hier ist anzumerken, daß diese Blattfedern durch beispielsweise Gummifedern ersetzt werden könnten.
  • In Fig. 2 ist noch gestrichelt ein in den Fußabschnitt des Amboß eingearbeiteter Ölablauf 40 angedeutet, der in eine Auslaßrinne 42 des Sokkels mündet.
  • Fig. 3 läßt erkennen, daß die Matrizenteile mit einer sich in Richtung ihrer Auslenkbewegung erstreckenden Hinterschneidung versehen sein können, in die hinein Blechmaterial deformiert werden kann, um die Festigkeit der Fügeverbindung noch zu erhöhen.

Claims (8)

  1. Werkzeugsatz zur Verwendung mit einer Presse zum Verbinden mehrerer flächig übereinanderliegender Bleche mittels lokalem Fließverpressen, umfassend
       einen Stempel (26) mit einer zu den Blechebenen im wesentlichen parallelen Arbeitsfläche und
       eine Formbaugruppe, umfassend einen Amboß (16) mit einer der Stempelarbeitsfläche gegenüber anzuordnenden Amboßarbeitsfläche und eine den Amboß mindestens teilweise umgebende, über die Amboßarbeitsfläche hinausstehende, aus aufspreizbaren Teilen (20) bestehende Matrize,
       wobei die Querabmessungen der Arbeitsflächen und der Matrizenöffnung derart auf die Dicke der zu verbindenden Bleche abgestimmt sind, daß beim Durchsetzen von Blechmaterial mittels des Stempels durch die Matrizenöffnung die Bleche schnittfrei nietkopfartig deformiert werden,
       und wobei im Bereich der Formbaugruppe zwischen der Amboßarbeitsfläche und den Matrizenteilen ein Spalt (24) mit einer Tiefe gebildet ist, daß der Spalt von deformiertem Blechmaterial nur teilweise gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenteile während des Durchsetzens den Amboß mit einem den Spalt definierenden, durch komplementäre Anschlagflächen festgelegten Abstand vollständig umschließen und durch Kraftübertragung auf die Matrizenteile entgegen der Stempelarbeitsrichtung lösbar sind.
  2. Werkzeugsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt einen Flüssigkeitsablauf (40) aufweist.
  3. Werkzeugsatz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Rückstellfedern (30), die die Matrizenteile (20) nach dem Herausnehmen der Fügestelle aus der Matrize in die formschlüssige Position zurückführen.
  4. Werkzeugsatz nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbaugruppe einen Sockel (20) umfaßt, in den der Amboß (16) eingefügt ist und an dem die Matrizenteile (20) abgestützt sind.
  5. Werkzeugsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Formschlusses der Sockel (10) einerseits, die Matrizenteile (20) andererseits komplementäre spitzwinklig zueinander verlaufende Abstützflächen aufweisen.
  6. Werkzeugsatz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Matrizenteil (20) eine Rückstellfeder (34) zugeordnet ist.
  7. Werkzeugsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenteile im Bereich der Blechdeformation in Aufspreizrichtung hinterschnitten sind.
  8. Werkzeugsatz nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (10), der Amboß (16) und die Matrizenteile (20) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
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