EP0715910B1 - Verbindung für Blechränder sowie Vorrichtung hierzu - Google Patents

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EP0715910B1
EP0715910B1 EP95107161A EP95107161A EP0715910B1 EP 0715910 B1 EP0715910 B1 EP 0715910B1 EP 95107161 A EP95107161 A EP 95107161A EP 95107161 A EP95107161 A EP 95107161A EP 0715910 B1 EP0715910 B1 EP 0715910B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet
metal
tab
metal layer
piercing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95107161A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0715910A1 (de
Inventor
Peter Hardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schmolz and Bickenbach KG
Original Assignee
Schmolz and Bickenbach KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schmolz and Bickenbach KG filed Critical Schmolz and Bickenbach KG
Publication of EP0715910A1 publication Critical patent/EP0715910A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0715910B1 publication Critical patent/EP0715910B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • 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
    • B21D39/034—Joining superposed plates by piercing

Definitions

  • the invention relates to a connection according to claim 1 and a device according to claim 19.
  • metal sheets with each other connect, be it to make smaller metal sheets bigger overall, be it to manufacture tubular structures or be it individually manufactured beforehand To connect sheet metal parts to each other.
  • the object of the invention is a connection of sheet metal edges and a device to establish the connection to a closed tubular profile, with which you can be very flexible, fast, at low cost, without large equipment Effort to connect quietly and with little loss which are still dynamic and / or statically excellent values in terms of Area, the section modulus, the moment of inertia, etc. for which various sheet thicknesses, e.g. already in the experiment from 0.5 mm to 2 mm steel sheet delivers good results for a wide variety of materials is usable, the connection of at least two sheet metal layers allowed, aesthetically is flawless, is environmentally friendly and is able to use the technology of To jump ahead of connections of this kind.
  • this object is at least partially characterized by the features of relevant claims resolved.
  • the 5 has an endless profile 11 made of galvanized sheet steel. It has about Rectangular cross section with a bottom wall 12, two side walls 13, 14 and one Top wall 16.
  • the steel sheet has a thickness of 0.88 mm, is galvanized and comes from a coil.
  • the corners 17, 18, the knees 19 and the corners 21, 22 bent.
  • there is already one S-shaped offset 23 is provided so that the top 24 of a first sheet layer 26 aligned with the top 27 of the second sheet metal layer 28 and in this respect one to the outside consistently flat surface.
  • the right edge 29 of the first sheet layer 26 lies in the osculation of the offset 23.
  • the left edge 31 lies in the exemplary embodiment 5 about 10 mm further to the left, so that the additional coil width effort is only 10 mm with a profile of about 37 x 47 mm.
  • the profile 11 does not yet have the figure shown in FIG. 5.
  • an arm 32 which at its lower end into a horizontal rod 33, which can be loaded on a train directed to the right is.
  • the horizontal rod 33 is stationary, while the profile 11 is in the direction of arrow 34 moves.
  • the rod 33 has an external thread 36 on one Adjusting nut 37 is screwed. Preventing a washer prevents Adjusting nut 37 a shaped part 38 to move further than drawn to the right, which is crossed by the rod 33.
  • the rod crosses to the left of fitting 38 33 a coaxial pressure pipe 39 which is located on the fitting 38 with its right edge and is supported with its left edge on the molding 41, which is also from the Rod 33 is crossed.
  • the fitting 41 belongs to a piercing cutting station 42 and the fitting 38 belongs to a joining station 43. Both stations are spatial here clearly separated from each other. However, they could also be combined and likewise be well divided into several stations. E.g. the plunge cutting station 42 in be divided into two different stations, one of which only cuts and just bends the other one up.
  • the profile 11 comes from the left in the drawn in Fig. 5 Shape, but still without the holes 44, 46, 47 arranged in sequence, 48, which form a linear array of holes. All holes have the same Shape. Analogous to the sewing machine principle, the holes could also be on one single or double curved curve and / or - depending on the purpose - have different shapes.
  • the fitting 41 is supported and can therefore, because it lies indirectly on the counter surface 49, do not be pressed down.
  • the fitting 41 has an upper side 51 on which the underside of the top wall 16 can support. A pressure exerted on the top wall 16 from above is therefore in the counter surface 49 initiated.
  • a longitudinal groove 53 is machined into the top 51 which is several times as deep as the sheet layers 26, 28 are thick.
  • a circular disk 54 is above the counter surface 49 and above the longitudinal groove 53 arranged, which is rotatable about a geometric center axis 62. It has a circular shape Circumference 63. The distance between center axis 62 and top side 24 is chosen so that the circumference 63 rests on it and thus the first sheet layer 26 also low holds. Piercing incisors 64, 66 protrude beyond the circumference 63, in pairs opposite and angularly offset by 60 degrees. In effect is their circumferential distance such that with a regular spacing of the holes 44, 46, 47, 48 the hole 46 has just been cut from the incisor tooth 66 Hole 44 is currently cut from the incisor tooth 64 and soon the Cutting incisor 67 begins its work.
  • the shape of the incisor tooth 64 effects the specific one Configuration of the metal tabs to be discussed.
  • the top 69 started in plunge 73, and the incisor 67 later then stab in area 74. This was done in the left area on the inlet side the longitudinal groove 53.
  • the circular disc 54 rotated in the direction of arrow 76 has and the profile 11 was moved to the right according to the arrow 34 was off the first sheet layer 26 a first sheet tab 76 and below a second sheet tab 77 peeled out.
  • the side edges 78, 79 these were the sharp ones Cutting 81, 82 of the front flank 68 is decisive.
  • the interface 83 between the longer 69 has a longer sheet metal tab 76 and a third sheet metal tab 84, that has cut It also has the interface 86 between the second Sheet metal tab 77 and a fourth sheet tab 87 concerned.
  • the much shorter sheet metal tabs 84, 87 are bent downward by approximately 45 degrees.
  • the area 88 was cut completely and the Sheet metal tabs 76, 77 also inward at approximately half a right angle pressed down. At the end there is a small, crescent-shaped dent 89 down. Since the knee 91 for the first sheet metal tab 76 is higher than the corresponding one The knee for the second sheet cloth 77 arises from Fig.
  • the shaped piece 41 has a through bore which is coaxial to the geometric longitudinal axis 107 108, with which it is kept riding on the horizontal rod 33, but can not move further to the right, as the pressure pipe 39 indirectly and the Setting nut 37 dictated immediately.
  • the molding 41 is so far floating - as the way, the fitting 38 because of the same construction in so far - as it pivot about the geometric longitudinal axis 107 and so bumps and can adapt to other non-ideal working conditions.
  • the fitting 41 has one plane 109 parallel to the geometrical longitudinal axis 107 corresponding to the course of the plane the bottom wall 12. If this had a different shape, the level 109 would have to be complementary.
  • top wall 118 complements the shape of the underside 52. It the top wall 118 also runs into the front wall 132 via skid radii 119, 121 and over into the rear wall 133, so that bumps here too due to the skid radii 119, 121 are run over and can even be smoothed if necessary.
  • incisor teeth abrasion and stress cause is in the top wall 118 an upwardly open-edged, rectangular receiving groove 122 incorporated, in which a cutting insert 123 according to FIGS. 1d to 1f is seated.
  • This is made of a special material, the material 2080, which has a long service life brings with it.
  • the cutting insert 123 sits in the receiving groove practically without play 122. It also has the skid radii 119, 121.
  • the longitudinal groove 53 is ground in it, which is open both upwards and forwards as well as backwards.
  • the Cutting insert 123 is held by two hexagon screws 124, 126, which in Blind hole threaded holes 127, 128 are screwed in, the latter axially parallel to the geometric longitudinal axis 107.
  • the under the respective head of the hexagon screws 124, 126 clamped washers 129, 131 are supported on the one hand from the end faces 132 and 133 and on the other hand onto the end faces aligned with them 134, 136 of the cutting insert 123, so that it is geometrically exactly in the longitudinal direction is held immovable, but slightly after loosening the screws 124, 126 can be replaced.
  • skid radii 137, 138 on the shaped piece 41, which with respect to the side walls 13, 14 of the profile 11 have the same effect as already described using other skid radii. Analogous to these skid radii also the fitting 38 skid radii.
  • profile 11 If profile 11 is now moved further to the right in the direction of arrow 34, then bump the first and second tabs of the hole 46 onto a leading edge 94 of the Fitting 38. This is also supported downwards by a counter surface 96, as previously described for the fitting 41.
  • first and second sheet metal tabs meet the leading edge 94, they become in the Turned clockwise around their respective knees and the underside of the first sheet metal tab grinds on the flat top 97 of the fitting 38.
  • the extent 99 expresses the more than in Fig. 2 to the back bent first sheet metal tab 76 around the knee 91 so that 76 and 77 as shown in Fig.
  • the third sheet metal tab 84 and the fourth sheet metal tab 87 also become lower pressed. However, since these metal tabs have their interface 86, 83 close to the beginning of the Holes 44 stick, they are short according to the drawing and can never the top 97 to reach. You may not do this either, because otherwise this part of the connection itself would open again.
  • the metal tabs 76, 77, 84, 87 are supported on the longitudinal edges 92, 93 onwards.
  • the sheet metal tabs 76, 77 mainly hold in the transverse direction, but also in Consequence also existing non-positive and positive connection the Sheet metal tabs 84 and 87.
  • FIG. 7 shows: at work cut the cutting edges 81, 82 along the longitudinal edges 92, 93 and this results in Transition from the first sheet layer 26 to the second sheet layer 28 each has a cutting burr 102, 103, which spreads out thinner downwards and also in the transverse direction 7 shows a transverse movement of the first sheet metal layer 26 relative to the second sheet metal layer 28 difficult.
  • each cutting edge 81, 82 presses the upper edge area of the hole 48 - as far as it passes through the second sheet layer 28 - in the manner of a Cut edge feeder 104, 106, as is known from normal cutting. In the area of the cut edge feeder 104, 106 is then at least in some cases also cold welding, i.e. a cohesive connection.
  • the embodiment shows the production of a closed tube.
  • the invention but also provides the connection of the edges on flat metal sheets.
  • the parts connected to one another according to the invention no longer have to or less necessarily lie in a single plane.
  • the parts can also be two-dimensional or be three-dimensionally curved.
  • the invention works much faster, quieter, with less energy, with less material, more environmentally friendly, without harmful structural changes etc., like the known techniques.
  • the exemplary embodiment describes the connection of two layers. After this the same principle, however, even more layers, e.g. three or four layers be connected to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung gemäß dem Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 19.
Die Anzahl der Verbindungen von Blechen miteinander ist Legion, weil in den unterschiedlichsten Technologiebereichen die Forderung besteht, Bleche miteinander zu verbinden, sei es, um aus kleineren Blechtafeln insgesamt größere zu machen, sei es um rohrförmige Gebilde herzustellen, sei es um vorher einzeln hergestellte Blechteile miteinander zu verbinden.
Aus der britischen Patentschrift 978 554 ist eine Vorrichtung zum Verbinden von Blechlagen bekannt geworden, bei denen die Randbereiche sich teilweise überlappen. Diese Vorrichtung ist als sogenannte Blechnähmaschine bekannt. Durch diese Vorrichtung werden Endlosblechstreifen ausschließlich aus Flachmaterial hergestellt. Die miteinander zu verbindenden Randbereiche der Blechlagen durchlaufen eine erste Walzstation. Eine Walze der Walzstation weist am Außenumfang Dorne auf, die Löcher in die Randbereiche hineinschneiden und ein Paar Blechlappen ausbilden. Anschließend werden die Blechlappen durch ein Formwerkzeug weiter umgebogen, um anschließend in einer zweiten Walzstation vollständig um 180° abzubiegen. Der Wurzelbereich der Blechlappen verläuft längs zur Längsverstreckung des Randbereiches, wobei der erste Blechlappen unter Zwischenschaltung des zweiten Blechlappens diesen umgreift. Derartige Blechnähmaschinen können ausschließlich zur Verbindung von Flachmaterial eingesetzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Verbindung von Blechrändem und eine Vorrichtung zur Herstellung der Verbindung zu einem geschlossenen Rohrprofil anzugeben, mit der man sehr flexibel, schnell, mit geringen Kosten, ohne großen apparativen Aufwand, leise und mit wenig Verlust eine Verbindung herstellen zu können, die trotzdem dynamisch und/oder statisch hervorragende Werte hinsichtlich der Fläche, des Widerstandsmoments, des Trägheitsmoments usw. hergibt, für die unterschiedlichsten Blechdicken, wie z.B. bereits im Versuch von 0,5 mm bis 2 mm Stahlblech gute Ergebnisse liefert, für die unterschiedlichsten Materialsorten einsetzbar ist, die Verbindung von mindestens zwei Blechlagen gestattet, ästhetisch einwandfrei ist, umweltfreundlich ist und in der Lage ist, die Technologie der Verbindungen dieser Art sprunghaft weiterzutreiben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe zumindest teilweise durch die Merkmale der zuständigen Ansprüche gelöst.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
Eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines rohrförmigen Gebildes, dessen Blechränder zur gleichen Blechlage gehören,
Fig. 1a:
die nicht geschnittene Seitenansicht des Formstücks nach Fig. 1,
Fig. 1b:
eine Ansicht gemäß dem Pfeil 1b in Fig. 1a,
Fig. 1c:
eine Ansicht gemäß dem Pfeil 1c in Fig. 1a,
Fig. 1d:
die Seitenansicht des auswechselbaren Schnitteinsatzes,
Fig. 1e:
die Draufsicht zu Fig. 1d,
Fig. 1f:
die Stirnansicht von Fig. 1d oder 1e, wobei die Figuren 1a bis 1f maßstäblich gezeichnet sind,
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung des Bereichs 2 aus Fig. 1 und zwar Maßstab 5 : 1,
Fig. 3
eine vergrößerte Darstellung des Bereichs 3 aus Fig. 1, ebenfalls im Maßstab 5 : 1 gegenüber der Natur,
Fig. 4
ein Schnitt längs der Linie 44 in Fig. 2 und zwar nur durch den Stechschneidezahn,
Fig. 5
ein Schnitt längs der Linie 55 in Fig. 1 und zwar nur durch das geschaffene Profil,
Fig. 6
eine erheblich vergrößerte Darstellung des Randbereichs und Lochs gemäß Fig. 1,
Fig. 7
einen Schnitt längs der Linie 7.7 in Fig. 6 in weiterhin vergrößerter Darstellung.
Gemäß Fig. 5 hat ein endloses Profil 11 aus verzinktem Stahlblech. Es hat etwa Rechteckquerschnitt mit einer Bodenwand 12, zwei Seitenwänden 13, 14 und einer Deckwand 16. Das Stahlblech hat eine Dicke von 0,88 mm, ist verzinkt und kommt von einem Coil. Vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden sukzessive die Ecken 17, 18, die Knie 19 und die Ecken 21, 22 gebogen. Ferner wird dort auch schon eine S-förmige Kröpfung 23 vorgesehen, so daß die Oberseite 24 einer ersten Blechlage 26 mit der Oberseite 27 der zweiten Blechlage 28 fluchtet und insoweit nach außen eine durchgehend ebene Fläche entstehen kann. Der rechte Rand 29 der ersten Blechlage 26 liegt in der Schmiegung der Kröpfung 23. Der linke Rand 31 liegt im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 etwa 10 mm weiter links, so daß der zusätzliche Coil-Breiten-Aufwand lediglich 10 mm ist bei einem Profil von etwa 37 x 47 mm. Links von der Vorrichtung von Fig. 1 hat das Profil 11 noch nicht die in Fig. 5 gezeichnete Figur. Vielmehr stehen die Seitenwände 13, 14 noch V-förmig nach oben offen auseinander und der rechte Rand 29 hat vom linken Rand 31 noch einen erheblichen Abstand, wie dies bei Profilierstraßen in einem bestimmten Zustand der Profilierung häufig der Fall ist. Durch den somit vorhandenen Spalt greift ein Arm 32 nach unten, der an seinem unteren Ende in eine horizontale Stange 33 übergeht, die auf nach rechts gerichtetem Zug belastbar ist. Die horizontale Stange 33 ist ortsfest, während sich das Profil 11 in Richtung des Pfeils 34 bewegt. Rechts hat die Stange 33 ein Außengewinde 36, auf das eine Einstellmutter 37 geschraubt ist. Unter Vorschaltung einer Unterlagscheibe hindert die Einstellmutter 37 ein Formstück 38 sich weiter als gezeichnet nach rechts zu bewegen, das von der Stange 33 durchquert wird. Links vom Formstück 38 durchquert die Stange 33 ein koaxiales Druckrohr 39, das sich mit seinem rechten Rand am Formstück 38 und mit seinem linken Rand am Formstück 41 abstützt, welches ebenfalls von der Stange 33 durchquert wird. Das Formstück 41 gehört zu einer Stechschneidestation 42 und das Formstück 38 gehört zu einer Fügestation 43. Beide Stationen sind hier räumlich deutlich voneinander getrennt. Sie könnten aber auch kombiniert sein und ebenso gut in mehrere Stationen aufgeteilt sein. Z.B. könnte die Stechschneidestation 42 in zwei unterschiedliche Stationen aufgeteilt sein, von denen die eine lediglich schneidet und die andere lediglich aufbiegt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kommt von links das Profil 11 in der in Fig. 5 gezeichneten Gestalt, jedoch noch ohne die der Reihe nach angeordnete Löcher 44, 46, 47, 48, die eine linear angeordnete Reihe von Löchern bilden. Alle Löcher haben gleiche Gestalt. Analog zum Nähmaschinenprinzip könnten die Löcher jedoch auch auf einer einfach oder zweifach gekrümmten Kurve liegen und/oder könnten - je nach Zweck - unterschiedliche Gestalt haben.
Ehe nun das Profil 11 in die Stechschneidestation 42 kommt, liegt die erste Blechlage 26 auf der zweiten Blechlage 28 und der rechte Rand 29 liegt in der Kröpfung 23. Dabei gleitet die Bodenwand 12 mit Reibung auf einer im wesentlichen ortsfesten Gegenfläche 49. Der in Fig. 1 der Deutlichkeit halber gezeichnete Abstand existiert in Wirklichkeit nicht. Von oben auf der Bodenwand 12 stützt sich das Formstück 41 ab und kann daher, weil es mittelbar auf der Gegenfläche 49 aufliegt, nicht nach unten gedrückt werden. Das Formstück 41 hat eine Oberseite 51 auf der sich die Unterseite der Deckwand 16 abstützen kann. Ein auf die Deckwand 16 von oben ausgeübter Druck wird also in die Gegenfläche 49 eingeleitet. In die Oberseite 51 ist eine Längsnut 53 eingearbeitet, die mehrfach so tief ist, wie die Blechlagen 26, 28 dick sind.
Oberhalb der Gegenfläche 49 und oberhalb der Längsnut 53 ist eine Kreisscheibe 54 angeordnet, die um eine geometrische Mittenachse 62 drehbar ist. Sie hat einen kreisrunden Umfang 63. Der Abstand zwischen Mittenachse 62 und Oberseite 24 ist so gewählt, daß der Umfang 63 auf ihr aufliegt und somit die erste Blechlage 26 auch nieder hält. Über den Umfang 63 hinaus ragen Stechschneidezähne 64, 66, jeweils paarweise gegenüberliegend und um 60 Grad winkelmäßig gegeneinander versetzt. In ihrer Wirkung ist ihr Umfangsabstand so, daß bei regelmäßigem Abstand der Löcher 44, 46, 47, 48 gerade eben erst das Loch 46 vom Stechschneidezahn 66 geschnitten wurde, das Loch 44 im Augenblick vom Stechschneidezahn 64 geschnitten ist und demnächst der Stechschneidezahn 67 seine Arbeit beginnt. Da alle Stechschneidezähne gleich aussehen, wird nur der Stechschneidezahn 64 genauer beschrieben. Wenn die Kreisscheibe 54, aus der er herausgearbeitet ist, ist er senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1 lediglich 2,5 mm dick entsprechend der Breite der Löcher. Seine Vorderflanke 68 ist eben geschliffen und verläuft radial zur geometrischen Mittenachse 62 und zwar im wesentlichen bis zum Umfang 63. Außen geht er in eine Spitze 69 über, die jedoch gemäß der Zeichnung tangential als Rundung in die Vorderflanke 68 übergeht. Nach der Spitze 69 folgt eine kurze, flache Hinterflanke 71 und eine steilere mehrfach längere Hinterflanke 72, die oben in den Umfang 63 übergeht. Je länger der Stechschneidezahn 64 ist, desto länger wird das Loch 44. Die Form des Stechschneidezahnes 64 bewirkt die spezifische Konfiguration der noch zu besprechenden Blechlappen. Im Verfahren hat die Spitze 69 im Bereich 73 angefangen einzustechen, sowie der Stechschneidezahn 67 später dann im Bereich 74 einstechen wird. Dies geschah im linken Bereich an der Einlaufseite der Längsnut 53. In dem sich die Kreisscheibe 54 in Richtung des Pfeils 76 gedreht hat und das Profil 11 gemäß dem Pfeil 34 nach rechts bewegt wurde, wurde aus der ersten Blechlage 26 ein erster Blechlappen 76 und darunter ein zweiter Blechlappen 77 herausgeschält. Hinsichtlich der Seitenränder 78, 79 waren hierfür die scharfen Schneiden 81, 82 der Vorderflanke 68 maßgeblich. Die Schnittstelle 83 zwischen dem längeren ersten Blechlappen 76 und einem dritten Blechlappen 84 hat die Spitze 69 besorgt, die quergeschnitten hat. Ebenso hat sie die Schnittstelle 86 zwischen dem zweiten Blechlappen 77 und einem vierten Blechlappen 87 besorgt. Beim tieferen Eintauchen wurden sowohl durch die Rundung der Spitze 69 als auch durch die Hinterflanke 71 die wesentlich kürzeren Blechlappen 84, 87 um etwa 45 Grad nach unten gebogen. Beim weiteren Einstechen wurde dann vollends bis zum Bereich 88 geschnitten und die Blechlappen 76, 77 ebenfalls etwa unter einem halben rechten Winkel nach innen und unten gedrückt. Es entsteht dabei am Schluß eine kleine, halbmondförmige Einbeulung 89 nach unten. Da das Knie 91 für den ersten Blechlappen 76 höher liegt, wie das entsprechende Knie für den zweiten Blechlappen 77 entsteht die aus Fig. 2 besonders deutlich entnehmbare Verschiebung zwischen den Schnitten 83, 86. Ähnliches, aber nicht im gleichen Maß so ausgeprägtes entsteht für die Schnittflächen 83, 86 der Blechlappen 84, 87. Wegen der Tiefe der Längsnut 53 werden diese Vorgänge nicht behindert. Da die Längsnut 53 nur geringfügig breiter wie der Stechschneidezahn ist, sind die oberen Längsränder 92, 93 des Lochs 48 und natürlich auch der anderen Löcher praktisch ohne Einziehungen.
Das Formstück 41 hat eine zur geometrischen Längsachse 107 koaxiale Durchgangsbohrung 108, mit der es auf der horizontalen Stange 33 reitend gehalten wird, sich jedoch nicht weiter nach rechts bewegen kann, wie das Druckrohr 39 mittelbar und die Einstellmutter 37 unmittelbar diktiert. Das Formstück 41 ist insofern schwimmend gelagert - wie übrigens auch das Formstück 38 wegen insoweit gleicher Konstruktion - als es sich um die geometrische Längsachse 107 verschwenken und so Unebenheiten und anderen nicht idealen Arbeitsbedingungen anpassen kann. Das Formstück 41 hat eine zur geometrischen Längsachse 107 parallele Ebene 109 entsprechend dem Ebenenverlauf der Bodenwand 12. Hätte diese eine andere Form, dann müßte die Ebene 109 komplementär geformt sein. Rechts und links von der Ebene 109 sind Kufenradien 111, 112 vorgesehen, wie sie auch am Formstück 38 erkennbar sind, so daß Unebenheiten der Bodenwand 12 überfahren werden können und nicht etwa hängenbleiben. Die beiden Seitenwände 113, 114 mit ihrer einwärts springenden Stufe 116, 117 sind insoweit komplementär zu den Seitenwänden 13, 14 und gestatten die Bildung der Knie 19. Durch die Form der Seitenwände 113, 114 bleibt die gewollte Form des Profils 11 ebenfalls erhalten.
Schließlich entspricht die Oberwand 118 komplementär der Form der Unterseite 52. Es geht auch die Oberwand 118 über Kufenradien 119, 121 jeweils in die Vorderwand 132 und in die Hinterwand 133 über, so daß wegen der Kufenradien 119, 121 auch hier Unebenheiten überfahren werden und ggfs. sogar auch noch geglättet werden können.
Weil später noch zu besprechende Stechschneidezähne Abrieb und Beanspruchung verursachen, ist in die Oberwand 118 eine nach oben randoffene, rechteckige Aufnahmenut 122 eingearbeitet, in der ein Schnitteinsatz 123 gemäß Fig. 1d bis 1f sitzt. Dieser ist aus einem speziellen Material, dem Werkstoff 2080 hergestellt, welches hohe Standzeiten mit sich bringt. Der Schnitteinsatz 123 sitzt praktisch ohne Spiel in der Aufnahmenut 122. Er hat ebenfalls die Kufenradien 119, 121. In ihm ist die Längsnut 53 eingeschliffen, die sowohl nach oben als auch nach vorn als auch nach hinten offen ist. Der Schnitteinsatz 123 wird durch zwei Sechskantschrauben 124, 126 gehalten, die in Sackloch-Gewindebohrungen 127, 128 eingeschraubt sind, welch letztere achsparallel zur geometrischen Längsachse 107 sind. Die unter dem jeweiligen Kopf der Sechskantschrauben 124, 126 geklemmten Unterlegscheiben 129, 131 stützen sich einerseits auf den Stirnflächen 132 bzw. 133 ab und andererseits auf die mit ihnen fluchtenden Stirnflächen 134, 136 des Schnitteinsatzes 123, so daß dieser geometrisch genau in Längsrichtung unbeweglich gehalten ist, jedoch nach Lösen der Schrauben 124, 126 leicht ausgewechselt werden kann.
Fig. 1c läßt am Formstück 41 auch weitere seitliche Kufenradien 137, 138 erkennen, die hinsichtlich der Seitenwände 13, 14 des Profils 11 die gleiche Wirkung haben, wie schon anhand anderer Kufenradien beschrieben. Analog zu diesen Kufenradien hat auch das Formstück 38 Kufenradien.
Wird nun das Profil 11 in Richtung des Pfeils 34 weiter nach rechts bewegt, dann stoßen die ersten und zweiten Blechlappen des Lochs 46 auf eine Vorderkante 94 des Formstücks 38. Auch dieses wird durch eine Gegenfläche 96 nach unten abgestützt, wie dies schon vorher für das Formstück 41 beschrieben wurde.
Stoßen die ersten und zweiten Blechlappen auf die Vorderkante 94 dann werden sie im Uhrzeigersinn um ihr jeweiliges Knie abgebogen und die Unterseite des ersten Blechlappens schleift auf der ebenen Oberseite 97 des Formstücks 38. Oberhalb der Gegenfläche befindet sich die geometrische Drehachse 98 einer mitlaufenden, nicht angetriebenen Kreisscheibe 96, die in Längsrichtung mit der Kreisscheibe 54 fluchtet, jedoch einen durchgehend kreiszylindrischen Umfang 99 hat, jedoch im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie ihre Vorläuferin hat. Der Umfang 99 drückt den schon mehr als in Fig. 2 nach rückwärts gebogenen ersten Blechlappen 76 um das Knie 91 um, so daß 76 und 77 wie in Fig. 3 gezeichnet ohne Abstand aufeinander zu liegen kommen und der zweite Blechlappen 77 mit seiner Innenseite mit Druck auf der Unterseite 101 der zweiten Blechlage 28 zu liegen kommt. Zu der festen Verbindung trägt auch bei, daß der erste Blechlappen 76 mit erheblicher Reibung auf der Oberseite 97 rutscht und somit sich die Verbindung ähnlich einem Knoten "zuzieht". Es ergibt sich ein strammes Knie 91 und das darunterliegende Knie des zweiten Blechlappens 77 ist ebenfalls stramm.
Es werden auch der dritte Blechlappen 84 und der vierte Blechlappen 87 nach unten gedrückt. Da jedoch diese Blechlappen ihre Schnittstelle 86, 83 nahe am Anfang des Lochs 44 haften, sind sie gemäß der Zeichnung kurz und können die Oberseite 97 niemals erreichen. Sie dürfen dies auch nicht, weil sonst dieser Teil der Verbindung sich wieder öffnen würde.
In Querrichtung stützen sich also die Blechlappen 76, 77, 84, 87 an den Längsrändern 92, 93 ab. In Querrichtung halten hauptsächlich die Blechlappen 76, 77, aber auch in Folge ebenfalls vorhandener kraftschlüssiger und formschlüssiger Verbindung die Blechlappen 84 und 87.
Zumindest bei manchen Schneidspalten und Materialien findet noch eine weitere formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung statt, wie Fig. 7 zeigt: Bei ihrer Arbeit schneiden die Schneiden 81, 82 längs der Längsränder 92, 93 und dabei entsteht beim Übergang von der ersten Blechlage 26 zur zweiten Blechlage 28 jeweils ein Schneidgrat 102, 103, der nach unten dünner werdend ausstreicht und ebenfalls in Querrichtung von Fig. 7 eine Querbewegung der ersten Blechlage 26 relativ zur zweiten Blechlage 28 erschwert. Außerdem drückt jede Schneide 81, 82 den oberen Randbereich des Lochs 48 - soweit er durch die zweite Blechlage 28 hindurchgeht - in der Art eines Schnittkanteneinzugs 104, 106, wie dies vom Normalschneiden her bekannt ist. Im Bereich des Schnittkanteneinzugs 104, 106 hat man dann zumindest in manchen Fällen auch eine Kaltverschweißung, d.h. eine stoffschlüssige Verbindung.
Würde man die erste Blechlage 26 und die zweite Blechlage 28 auch zusätzlich verkleben, dann würde der in Fig. 7 ersichtliche Spalt 107, der übertrieben dick gezeichnet ist, die Klebstoffschicht aufnehmen.
Das Ausführungsbeispiel zeigt die Herstellung eines geschlossenen Rohres. Die Erfindung leistet aber auch die Verbindung der Ränder an sich ebener Blechtafeln.
Außerdem müssen die erfindungsgemäß miteinander verbundenen Teile nicht mehr oder weniger unbedingt in einer einzigen Ebene liegen. Die Teile können auch zweidimensional oder dreidimensional gekrümmt sein.
Trotzdem arbeitet die Erfindung ganz wesentlich schneller, leiser, mit weniger Energieaufwand, mit weniger Materialaufwand, umweltfreundlicher, ohne schädliche Gefügeveränderungen usw., wie die bekannten Techniken.
Das Ausführungsbeispiel beschreibt die Verbindung von zwei Schichten. Nach dem gleichen Prinzip können jedoch noch mehr Schichten, wie z.B. drei oder vier Schichten miteinander verbunden werden.

Claims (31)

  1. Verbindung von Blechrändern
    mit mindestens zwei im Randbereich (29,31) übereinanderliegenden Blechlagen (26, 28), in die eine Reihe von Löchern (44, 46, 47, 48) hindurchgeschnitten wird,
    wobei zumindest ein erster und zweiter Blechlappen (76, 77) zumindest im Wurzelbereich mit der jeweiligen Blechlage (26, 48) verbunden bleiben und der Wurzelbereich des ersten und zweiten Blechlappen (76, 77) im wesentlichen 180° abgebogen ist,
    wobei der erste Blechlappen (76) zumindest seine Blechlage (26) unter Zwischenschaltung der anderen Blechlage (28) untergreift,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest die beiden übereinanderliegenden Blechlagen (26, 28) die Randbereiche (29, 31) eines Bleches sind, welche zu einem geschlossenen Rohrprofil geformt sind,
    daß während des Schneidens der Löcher (44, 46, 47, 48) ein dritter und vierter Blechlappen (84, 87) ausgebildet ist, der im Wurzelbereich mit der jeweiligen Blechlage (26, 28) verbunden bleibt,
    daß der Wurzelbereich im wesentlichen quer zur Längsverstreckung des Randbereiches (29, 31) verläuft und
    daß der Wurzelbereich des dritten und vierten Blechlappens (84, 87) gebogen ist, wobei der dritte Blechlappen (84) mit seinem Endbereich (83) zumindest teilweise die Dickenstrecke der zweiten Blechlage (28) durchquert.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im wesentlichen deckungsgleich mit dem ersten Blechlappen (76) ein zweiter Blechlappen (77) vorgesehen ist, der ebenfalls in seinem Wurzelbereich mit seiner Blechlage (28) verbunden ist, ebenfalls im wesentlichen quer zur Längsverstreckung des Randbereichs (29, 31) verbunden ist und ebenfalls zumindest im Wesentlichen um 180 ° abgebogen ist, und zwar zumindest mittelbar zurück auf seine eigene Blechlage (28) und umklammert von dem ersten Blechlappen (76).
  3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der erste Blechlappen (76) in der Abwicklung wesentlich länger wie die Dicke der anderen Blechlage (28) ist.
  4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Blechlappen (76) zumindest 1/3 ± 20% so lang wie das Loch (44, 46, 47, 48) ist.
  5. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Blechlappen (76) etwa 80 bis 100% der Lochlänge hat.
  6. Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Blechlappen (84) bis unter die Unterseite der Blechlage (26) reicht.
  7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Blechlappen (84) nicht tiefer reicht wie die Unterseite des ersten Blechlappens (76).
  8. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Blechlappen (84) über einem vierten Blechlappen (87) der zweiten Blechlage (28) liegt und an diesem zumindest teilweise anliegt und nach unten durch das Loch (44, 46, 47, 48) gebogen ist.
  9. Verbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Blechlappen kürzer ist wie der dritte Blechlappen (86).
  10. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (44, 46, 47, 48) zumindest im wesentlichen Rechteckform hat.
  11. Verbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (44, 46, 47, 48) ein Seitenverhältnis von 1 zu 1,1 bis 1 zu 2,8 hat.
  12. Verbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Lochrand (92, 93) aus der ersten Blechlage (26) beim Schneiden entstandene Schnittgratbereiche (102, 103) zumindest teilweise die darunterliegenden Lochränder der zweiten Blechlage (28) anliegend übergreifen.
  13. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (92, 93) der einen Blechlage (26) etwa um die Dicke der anderen Blechlage (28) abgekröpft ist und daß die einen Oberflächen der Blechlagen (26, 28) im wesentlichen fluchten.
  14. Verbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kröpfung direkt vor dem Rand der anderen Blechlage (28) liegt.
  15. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im übereinander liegenden Randbereich (92, 93) eine zusätzliche Klebeschicht die Randbereiche (92, 93) miteinander verbindet.
  16. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechlagen (26, 28) Ebenen ersten Grades bilden.
  17. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechlagen (26, 28) Ebenen zweiten Grades bilden.
  18. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechlagen (26, 28) Ebenen dritten Grades bilden.
  19. Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    mit einer Profilierstation zum Profilieren einer Blechtafel,
    mit einer Stech- oder Scherschneidestation (42) zum Einbringen von Löchern (44, 46, 47, 48) und zur Ausbildung von Blechlappen (76, 77, 84, 87),
    mit einer Fügestation (43) zum Umbiegen von mindestens einem Paar Blechlappen (76, 77),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Stange (33) vorgesehen ist, welche zur Stech- oder Scherschneidestation (42) ein erstes Formstück (41) und zur Fügestation (43) ein zweites Formstück (38) positioniert und
    daß das erste Formstück (41) zum zweiten Formstück (43) durch einen Abstandshalter (39) zueinander beabstandet ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß alle vier Lappen (76, 77, 84, 87) im gleichen Arbeitsgang in der Stech- oder Scherschneidestation (42) geschnitten sind.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Stechschneiden die Schnittgrate der oberen Blechlage (26) mit den oberen Rändern der unteren Blechlage (28) kaltverschweißt sind.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit zumindest einem Stechschneidezahn (64, 66) gestochen und geschnitten wird.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Stechschneidezahn (64, 66) die Breite der Breite des Lochs (44, 46, 47, 48) hat.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Stechschneidezahn (64, 66) in der Seitenansicht etwa dreieckförmigen Umriß hat, seine Länge an seiner Wurzel etwa der Länge des Lochs (44, 46, 47, 48) entspricht, daß der Stechschneidezahn (64) höher ist wie die Dicke der Blechlagen (26, 28) und seine Spitze (69) in Arbeitslage im wesentlichen zum Lochbereich gerichtet ist.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stechschneidevorrichtung (42) gegen eine Widerlagervorrichtung (123) arbeitet, die die Blechlagen (26, 28) lediglich beiderseits des Lochs (44, 46, 47, 48) abstützt.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stechschneidestation (42) mindestens ein Rad (54) umfaßt, das senkrecht zur Verbindung steht und drehbar ist und daß am Umfang des Rads (54) mehrere Stechschneidezähne (64, 66) angeordnet sind.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Stechschneidezähne (64, 66) den gleichen Umriß haben.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Scher- oder Stech-Schneidstation (42) die Blechlagen (26, 28) in Richtung der Verbindung weiterbewegen.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügestation (43) durch eine Auflaufkante (94) zumindest den ersten Blechlappen (76, 77) im wesentlichen zurückbiegt.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügestation (43) nach der Auflaufkante (93) eine Druckfläche (97) und eine Gegendruckfläche (99) aufweist, die den im wesentlichen zurückgebogenen Lappen (76, 77) auf Block drücken.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche (99) vom ihr nächsten Blechrand einen Abstand hat, der der Dikke des ersten bzw. zusätzlichen zweiten Blechlappens (76, 77) entspricht.
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