EP0853990A2 - Apparatus for joining metal sheets together - Google Patents

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EP0853990A2
EP0853990A2 EP98100247A EP98100247A EP0853990A2 EP 0853990 A2 EP0853990 A2 EP 0853990A2 EP 98100247 A EP98100247 A EP 98100247A EP 98100247 A EP98100247 A EP 98100247A EP 0853990 A2 EP0853990 A2 EP 0853990A2
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EP
European Patent Office
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anvil
die
opening
joining point
stamp
Prior art date
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EP98100247A
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German (de)
French (fr)
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EP0853990A3 (en
EP0853990B1 (en
Inventor
Shiming Dr.-Ing. Gao
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Stanley Engineered Fastening Industrial Deutschland GmbH
Original Assignee
Avdel Verbindungselemente GmbH
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Publication date
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Publication of EP0853990A3 publication Critical patent/EP0853990A3/en
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    • 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
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing

Definitions

  • the present invention relates to a device for Enforcing overlapping sheet metal parts with one Stamp and an anvil, on which at least two die parts are laterally movably supported, which delimit an opening, so that when the stamp moves into the opening dodge sideways when deforming the sheets and so a Joining point is formed.
  • the anvil has a surface facing the stamp, which supports at least the entire area over which the joining point extends at the end of the joining process.
  • the die parts prefferably be L-shaped to produce curved spring steel sheet parts with one leg of the L over that facing the stamp Extend the surface of the anvil while the other leg runs parallel to the anvil and at the distal end at Anvil is attached.
  • the for Device according to claim 1 required, particularly thin The easiest way to realize the die.
  • anvil cuboid and two die parts are made on opposite side surfaces of the cuboid. In this way, the construction the die is particularly simple and economical.
  • the anvil is cuboid train and on all four side surfaces of the cuboid to arrange a die part. This way, one becomes as possible uniform expansion of the die opening during of the backflow process guaranteed.
  • the object of the invention can be achieved that the die parts are separated by joints that do not run radially.
  • the state of the art Always provide radial joints between the die parts. During the backflow process, the die parts must face outwards dodge. This creates gaps between the die parts, into which the material could escape, so that at this Do not put a proper backflow took place and these areas did not affect the strength of the joining point contributed.
  • the Grooves run at an angle to the radial direction.
  • the opening of the die has a circular cross-section , it is particularly preferred to add the joints to be arranged tangentially.
  • the opening of the die is one has circular cross-section, and the joints in shape from inward curved arches, so that the Opening like an iris can open.
  • Figure 1 first the function of a clinching device according to the prior art (e.g. U.S. Patent 4,910 853).
  • Figure 1 shows the state at the end of Backflow.
  • the stamp 10 is at most on the anvil 12 lowered.
  • the die parts 14, 16 are maximally pressed apart, so that the two sheets 18, 20 to be connected already start after over the side edges of the anvil 12 flow down.
  • FIG. 3 shows a clinching device according to the invention, where the anvil 112 is much wider as the stamp 10. This device is also during a Joining process at the time of completion of the backflow process shown. As can be clearly seen in FIG the material does not flow around the side edges of the anvil here, because it is much wider. Of course here correspondingly thinner die parts 114, 116 are also open to the maximum.
  • FIG. 4 shows the resulting joining point, in which case arrows B indicate the direction of flow.
  • this flow direction points horizontally to the side in the device according to the invention (arrows B in FIG. 4), while in FIG. 2 the arrows A point laterally downward at approximately 45 °. As can clearly be seen in FIG. 4, this results in a significantly wider undercut d 2 .
  • the joining point according to FIG. 4 is thus considerably firmer than the joining point according to FIG. 2.
  • FIG. 5 shows an anvil matrix arrangement according to the invention, as used for example in Figure 3 can.
  • the anvil 112 is essentially cube-shaped. Its edge length is larger than the maximum diameter of the Joining point.
  • the two die parts 114, 116 consist of L-shaped ones Spring steel angles between them opening 117 include for the joining point.
  • the other legs the L-shaped die parts are at their distal end, so away from the edge, by riveting or screwing with connected to the side surface of the anvil.
  • FIG. 6 shows a corresponding one Sectional view through the die anvil assembly according to the invention of Figure 5.
  • FIG. 7 shows a further die anvil arrangement according to the invention, in which the die is formed by four L-shaped spring steel brackets 213, 214, 215, 216 is formed. These are then divided diagonally so that the opening 217 of all four Die parts is limited. The attachment to the anvil body corresponds to the arrangement in FIG. 5.
  • FIG. 9 shows a currently customary matrix arrangement which consists of four die elements separated by radial joints 300 313, 314, 315, 316, each one Form a quarter circle.
  • FIG. 10 shows the same arrangement in the open state, i.e. at the end of the backflow if through the flow of the joining point, the matrix elements 313, 314, 315, 316 maximum are dispersed.
  • Figure 11 shows a joining point with the matrix device is produced according to Figures 9 and 10, in plan view. It it is clearly recognizable that the joining point is not complete is round, but in the places where the individual matrix elements Bump 313 to 316 through the gap Has 300 recesses caused.
  • FIG. 12 shows a section through the joining point of the figure 11 along the line a-a. As can be seen, there is the Undercut good and the joining point therefore seems to have good strength values to show.
  • the present invention teaches the corresponding column 300 is not radial (in the direction of flow of the backflow process).
  • a a particularly preferred embodiment is shown in FIG. 14.
  • the joints 400 are between the individual matrix elements 413 to 416 arcuate, so that even when the die is expanded due to the backflow process cannot form columns because the individual matrix elements 413 to 416 move apart without gaps can, as shown in Figure 15.
  • FIG. 17 shows a sectional illustration through the die anvil arrangement for a die shape according to Figure 16.
  • the anvil 412 is also wider than the maximum width of the Joining point executed.
  • the L-shaped die elements 414 and 416 are attached to the side surfaces of the anvil. They are made movable and elastic by a spring ring 420 held back in position.
  • the present invention can be done by a less expensive Modification of the anvil-matrix arrangement a considerably better strength of the joining points can be achieved without for this additional work steps in the clinching process would be required.

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Abstract

Zur Verbesserung der Festigkeit der Fügepunkte wird eine Vorrichtung zum Durchsetzfügen von sich überlappenden Blechteilen mit einem Stempel und einem Amboß vorgeschlagen, an dem mindestens zwei Matrizenteile seitlich beweglich abgestützt sind, die eine Öffnung begrenzen, so daß sie bei einer Bewegung des Stempels in die Öffnung beim Verformen der Bleche seitlich ausweichen und so ein Fügepunkt gebildet wird, wobei der Amboß eine dem Stempel zugewandte Oberfläche aufweist, die mindestens die ganze Fläche unterstützt, über die sich der Fügepunkt am Ende des Fügevorgangs erstreckt. Alternativ wird vorgeschlagen, daß die Matrizenteile durch Fugen getrennt sind, die nicht radial verlaufen. <IMAGE>To improve the strength of the joining points, a device for pushing through overlapping sheet metal parts with a punch and an anvil is proposed, on which at least two die parts are laterally movably supported, which delimit an opening, so that when the punch moves into the opening when Dodge the sheet metal laterally and so a joining point is formed, the anvil having a surface facing the punch, which supports at least the entire area over which the joining point extends at the end of the joining process. Alternatively, it is proposed that the die parts are separated by joints that do not run radially. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchsetzfügen von sich überlappenden Blechteilen mit einem Stempel und einem Amboß, an dem mindestens zwei Matrizenteile seitlich beweglich abgestützt sind, die eine Öffnung begrenzen, so daß sie bei einer Bewegung des Stempels in die Öffnung beim Verformen der Bleche seitlich ausweichen und so ein Fügepunkt gebildet wird.The present invention relates to a device for Enforcing overlapping sheet metal parts with one Stamp and an anvil, on which at least two die parts are laterally movably supported, which delimit an opening, so that when the stamp moves into the opening dodge sideways when deforming the sheets and so a Joining point is formed.

Bei allen bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Durchsetzfügen besteht das Problem, daß eine möglichst starke Hinterschneidung des stempelseitigen Bleches an der amboßseitigen Außenkante des Fügepunktes erzielt werden muß, damit der Fügepunkt die erforderliche Festigkeit erreicht.In all previously known methods and devices for Enforcing there is the problem that the strongest possible Undercut of the stamp-side sheet on the anvil-side Outside edge of the joining point must be achieved so the joining point reaches the required strength.

Die Vorrichtungen zum Durchsetzfügen gemäß dem Stand der Technik (beispielsweise U.S.-Patent 4 910 853) wiesen bisher einen Amboß auf, der einen nur wenig größeren Durchmesser als der Stempel besaß. Der Amboß war dabei von den in Bewegungsrichtung des Stempels länglich ausgebildeten Matrizenteilen umgeben, die während des Hinterfließvorgangs, durch den die Hinterschneidung gebildet wurde, vom Amboß abgespreizt wurden. Dadurch konnte das Material des Fügepunktes jedoch entlang der Außenseite des Ambosses nach unten fließen. Die Hinterschneidungen blieben somit verhältnismäßig klein und die Festigkeit des Fügepunktes unzureichend.The devices for clinching according to the state of the Techniques (e.g. U.S. Patent 4,910,853) have previously been disclosed an anvil that is only slightly larger in diameter than the stamp had. The anvil was of those in the direction of movement of the stamp elongated die parts surrounded by the backflow, by which the Undercut was formed, spread apart from the anvil. This, however, allowed the material along the joining point flow down the outside of the anvil. The undercuts thus remained relatively small and Insufficient strength of the joining point.

Um diesem Problem abzuhelfen, wurden im Stand der Technik bereits mehrstufige Durchsetzfügeverfahren vorgeschlagen, bei denen der Fügepunkt nach dem Durchsetzen nochmals gestaucht wurde. Dieses mehrstufige Durchsetzfügen ist jedoch nur mit einer sehr komplizierten Vorrichtung realisierbar und erfordert eine große Anzahl Arbeitsschritte.To remedy this problem, the prior art has already been multi-stage enforcement joining proposed at to which the joining point is compressed again after enforcement has been. This multi-stage enforcement is only with a very complicated device can be realized and required a large number of work steps.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Durchsetzfügen zu schaffen die ohne zusätzlichen apparativen Aufwand bei der Fügevorrichtung und ohne zusätzliche Bearbeitungsschritte eine bessere Festigkeit der Fügepunkte bewirkt.It is therefore an object of the present invention to provide a device to enforce the create without additional apparatus expenditure for the joining device and without additional Processing steps a better strength of the joining points causes.

Diese Aufgabe kann erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß der Amboß eine dem Stempel zugewandte Oberfläche aufweist, die mindestens die ganze Fläche unterstützt, über die sich der Fügepunkt am Ende des Fügevorganges erstreckt.This object can be achieved according to the invention in that the anvil has a surface facing the stamp, which supports at least the entire area over which the joining point extends at the end of the joining process.

Es ist dabei besonders bevorzugt, die Matrizenteile aus L-förmig gebogenen Federstahlblechteilen herzustellen, die sich mit dem einen Schenkel des L über die dem Stempel zugewandte Oberfläche des Ambosses erstrecken, während der andere Schenkel parallel zu dem Amboß verläuft und am distalen Ende am Amboß befestigt ist. Auf diese Weise läßt sich die für die Vorrichtung nach Anspruch 1 erforderliche, besonders dünne Matrize am einfachsten realisieren. It is particularly preferred here for the die parts to be L-shaped to produce curved spring steel sheet parts with one leg of the L over that facing the stamp Extend the surface of the anvil while the other leg runs parallel to the anvil and at the distal end at Anvil is attached. In this way, the for Device according to claim 1 required, particularly thin The easiest way to realize the die.

Es ist weiter bevorzugt, den Amboß quaderförmig auszubilden und zwei Matrizenteile an einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Quaders vorzusehen. Auf diese Weise wird der Aufbau der Matrize besonders einfach und wirtschaftlich.It is further preferred to make the anvil cuboid and two die parts on opposite side surfaces of the cuboid. In this way, the construction the die is particularly simple and economical.

Weiter ist es ebenfalls bevorzugt, den Amboß quaderförmig auszubilden und an allen vier Seitenflächen des Quaders je ein Matrizenteil anzuordnen. Auf diese Weise wird eine möglichst gleichmäßige Aufweitung der Matrizenöffnung während des Hinterfließvorgangs gewährleistet.It is also preferred that the anvil is cuboid train and on all four side surfaces of the cuboid to arrange a die part. This way, one becomes as possible uniform expansion of the die opening during of the backflow process guaranteed.

Weiterhin kann die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst werden, daß die Matrizenteile durch Fugen getrennt sind, die nicht radial verlaufen. Gemäß dem Stand der Technik wurden stets radiale Fugen zwischen den Matrizenteilen vorgesehen. Beim Hinterfließvorgang müssen die Matrizenteile nach außen ausweichen. Dadurch entstehen Spalten zwischen den Matrizenteilen, in die das Material ausweichen konnte, so daß an diesen Stellen ein ordnungsgemäßer Hinterfließvorgang nicht stattfand und diese Bereiche nicht zur Festigkeit des Fügepunktes beitrugen.Furthermore, the object of the invention can be achieved that the die parts are separated by joints that do not run radially. According to the state of the art Always provide radial joints between the die parts. During the backflow process, the die parts must face outwards dodge. This creates gaps between the die parts, into which the material could escape, so that at this Do not put a proper backflow took place and these areas did not affect the strength of the joining point contributed.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist es besonders bevorzugt, daß die Fugen schräg zu der Radialrichtung verlaufen.To achieve this object, it is particularly preferred that the Grooves run at an angle to the radial direction.

Sofern die Öffnung der Matrize einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ist es besonders bevorzugt, die Fugen dazu tangential anzuordnen.If the opening of the die has a circular cross-section , it is particularly preferred to add the joints to be arranged tangentially.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Öffnung der Matrize einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und die Fugen in Form von nach innen gekrümmten Bögen verlaufen, so daß sich die Öffnung wie eine Iris-Blende öffnen kann. Bei dieser Lösung entstehen überhaupt keine Spalten und damit ergibt sich ein über den ganzen Umfang des Fügepunktes gleichmäßiger Hinterfließvorgang. Die Hinterschneidung ist überall gleich stark und fest. Besonders gute Ergebnisse lassen sich natürlich dadurch erzielen, daß man die Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 und 5 bis 8 kombiniert.It is particularly preferred if the opening of the die is one has circular cross-section, and the joints in shape from inward curved arches, so that the Opening like an iris can open. With this solution there are no columns at all and this results in a Uniform backflow process over the entire circumference of the joining point. The undercut is equally strong everywhere and firm. This, of course, enables particularly good results achieve that the features of claims 1 to 4 and 5 to 8 combined.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

FIGUR 1
eine einstufige Durchsetzfügevorrichtung ohne Schneideanteil gemäß dem Stand der Technik;
FIGUR 2
einen mit der Vorrichtung gemäß Figur 1 hergestellten Fügepunkt;
FIGUR 3
eine erfindungsgemäße einstufige Durchsetzfügevorrichtung ohne Schneidanteil mit vergrößertem Amboß;
FIGUR 4
einen mit der Vorrichtung gemäß Figur 3 hergestellten Fügepunkt;
FIGUR 5
eine erfindungsgemäße Amboß-Matrizenanordnung in perspektivischer Darstellung;
FIGUR 6
die Anordnung der Figur 5 in Schnittdarstellung senkrecht zu der Fuge geschnitten;
FIGUR 7
eine weitere erfindungsgemäße Amboß-Matrizenanordnung in perspektivischer Darstellung;
FIGUR 8
ein Matrizenteil der Figur 7 in perspektivischer Darstellung;
FIGUR 9
eine Matrizenanordnung mit radial verlaufenden Fugen gemäß dem Stand der Technik in geschlossenem Zustand;
FIGUR 10
die Anordnung der Figur 9 in geöffnetem Zustand (während des Hinterfließvorgangs);
FIGUR 11
einen mit der Matrizenanordnung gemäß dem Stand der Technik nach Figur 9 hergestellten Fügepunkt in Draufsicht;
FIGUR 12
einen Schnitt entlang der Linie a-a der Figur 11;
FIGUR 13
einen Schnitt entlang der Linie b-b der Figur 11;
FIGUR 14
eine erfindungsgemäße Matrizenanordnung in "Iris-Blendenform" im geschlossenen Zustand;
FIGUR 15
die Anordnung der Figur 14 in geöffnetem Zustand (während des Hinterfließvorgangs);
FIGUR 16
eine weitere erfindungsgemäße Matrizenanordnung in Iris-Blendenform aus nur zwei Teilen und
FIGUR 17
die Matrizenanordnung der Figur 16 auf dem Amboß montiert in Schnittdarstellung.
The present invention will now be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:
FIGURE 1
a single-stage clinching device without cutting portion according to the prior art;
FIGURE 2
a joining point produced with the device according to FIG. 1;
FIGURE 3
a single-stage clinching device according to the invention without cutting portion with an enlarged anvil;
FIGURE 4
a joining point produced with the device according to FIG. 3;
FIGURE 5
an anvil matrix arrangement according to the invention in a perspective view;
FIGURE 6
the arrangement of Figure 5 in a sectional view cut perpendicular to the joint;
FIGURE 7
a further anvil matrix arrangement according to the invention in a perspective view;
FIGURE 8
a die part of Figure 7 in perspective;
FIGURE 9
a die assembly with radially extending joints according to the prior art in the closed state;
FIGURE 10
the arrangement of Figure 9 in the open state (during the backflow process);
FIGURE 11
a joining point produced with the die arrangement according to the prior art according to FIG. 9 in plan view;
FIGURE 12
a section along the line aa of Figure 11;
FIGURE 13
a section along the line bb of Figure 11;
FIGURE 14
an inventive matrix arrangement in "iris diaphragm shape" in the closed state;
FIGURE 15
the arrangement of Figure 14 in the open state (during the backflow process);
FIGURE 16
a further matrix arrangement according to the invention in iris diaphragm shape from only two parts and
FIGURE 17
the die arrangement of Figure 16 mounted on the anvil in a sectional view.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung ist in Figur 1 zuerst die Funktion einer Durchsetzfügevorrichtung gemäß dem Stand der Technik (beispielsweise U.S.-Patent 4 910 853) dargestellt. Die Figur 1 zeigt den Zustand am Ende des Hinterfließvorgangs. Der Stempel 10 ist maximal auf den Amboß 12 abgesenkt. Die Matrizenteile 14, 16 sind maximal auseinandergedrückt, so daß die beiden zu verbindenden Bleche 18, 20 bereits beginnen, über die Seitenkanten des Ambosses 12 nach unten zu fließen.For a better understanding of the present invention, in Figure 1 first the function of a clinching device according to the prior art (e.g. U.S. Patent 4,910 853). Figure 1 shows the state at the end of Backflow. The stamp 10 is at most on the anvil 12 lowered. The die parts 14, 16 are maximally pressed apart, so that the two sheets 18, 20 to be connected already start after over the side edges of the anvil 12 flow down.

Dieser Fließvorgang ist in Figur 2 nochmals detailliert dargestellt, wobei hier die Pfeile A die Fließrichtung des Materials angeben. Wie in Figur 2 dargestellt, entsteht also bei diesem Verfahren ein Hinterschnitt von der Tiefe d1. Die Festigkeit eines Fügepunktes ist im wesentlichen abhängig von der Größe dieses Hinterschnitts d1.This flow process is shown again in detail in FIG. 2, with arrows A indicating the direction of flow of the material. As shown in FIG. 2, an undercut of depth d 1 is created in this method. The strength of a joining point essentially depends on the size of this undercut d 1 .

Figur 3 zeigt demgegenüber eine erfindungsgemäße Durchsetzfügevorrichtung, bei der der Amboß 112 wesentlich breiter ist als der Stempel 10. Auch diese Vorrichtung ist während eines Fügevorgangs zum Zeitpunkt des Abschlusses des Hinterfließvorgangs dargestellt. Wie in Figur 3 deutlich erkennbar, kann das Material hier nicht um die Seitenkanten des Ambosses herumfließen, da dieser wesentlich breiter ist. Die hier natürlich entsprechend dünner ausgeführten Matrizenteile 114, 116 sind ebenfalls maximal geöffnet.FIG. 3 shows a clinching device according to the invention, where the anvil 112 is much wider as the stamp 10. This device is also during a Joining process at the time of completion of the backflow process shown. As can be clearly seen in FIG the material does not flow around the side edges of the anvil here, because it is much wider. Of course here correspondingly thinner die parts 114, 116 are also open to the maximum.

Die Figur 4 zeigt den entstandenen Fügepunkt, wobei in diesem Fall die Pfeile B die Fließrichtung angeben. Wie deutlich sichtbar, zeigt diese Fließrichtung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung waagerecht zur Seite (Pfeile B in Figur 4), während in Figur 2 die Pfeile A mit etwa 45° seitlich nach unten zeigen. Wie in Figur 4 deutlich erkennbar, entsteht hierbei ein wesentlich breiterer Hinterschnitt d2. Somit ist der Fügepunkt gemäß Figur 4 erheblich fester als der Fügepunkt gemäß Figur 2.FIG. 4 shows the resulting joining point, in which case arrows B indicate the direction of flow. As can clearly be seen, this flow direction points horizontally to the side in the device according to the invention (arrows B in FIG. 4), while in FIG. 2 the arrows A point laterally downward at approximately 45 °. As can clearly be seen in FIG. 4, this results in a significantly wider undercut d 2 . The joining point according to FIG. 4 is thus considerably firmer than the joining point according to FIG. 2.

Die Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Amboß-Matrizenanordnung, wie sie beispielsweise in Figur 3 verwendet werden kann. Der Amboß 112 ist dabei im wesentlichen würfelförmig. Seine Kantenlänge ist größer als der maximale Durchmesser des Fügepunkts. Die beiden Matrizenteile 114, 116 bestehen aus L-förmigen Federstahlwinkeln, die zwischen sich die Öffnung 117 für den Fügepunkt einschließen. Die jeweils anderen Schenkel der L-förmigen Matrizenteile sind an ihrem distalen Ende, also von der Kante entfernt, durch Nieten oder Verschrauben mit der Seitenfläche des Ambosses verbunden.FIG. 5 shows an anvil matrix arrangement according to the invention, as used for example in Figure 3 can. The anvil 112 is essentially cube-shaped. Its edge length is larger than the maximum diameter of the Joining point. The two die parts 114, 116 consist of L-shaped ones Spring steel angles between them opening 117 include for the joining point. The other legs the L-shaped die parts are at their distal end, so away from the edge, by riveting or screwing with connected to the side surface of the anvil.

Zur weiteren Erläuterung zeigt Figur 6 eine entsprechende Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Matrizen-Amboßanordnung der Figur 5.For a further explanation, FIG. 6 shows a corresponding one Sectional view through the die anvil assembly according to the invention of Figure 5.

Figur 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Matrizen-Amboßanordnung, bei der die Matrize durch vier L-förmige Federstahlwinkel 213, 214, 215, 216 gebildet wird. Diese sind dann diagonal geteilt, so daß die Öffnung 217 von allen vier Matrizenteilen begrenzt wird. Die Befestigung am Amboßkörper entspricht der Anordnung in Figur 5.FIG. 7 shows a further die anvil arrangement according to the invention, in which the die is formed by four L-shaped spring steel brackets 213, 214, 215, 216 is formed. These are then divided diagonally so that the opening 217 of all four Die parts is limited. The attachment to the anvil body corresponds to the arrangement in FIG. 5.

Zur weiteren Veranschaulichung ist ein einzelnes Matrizenelement 213 in Figur 8 dargestellt.For further illustration, there is a single matrix element 213 shown in Figure 8.

Zum Verständnis der weiteren erfindungsgemäßen Lösung mit der "irisblendenförmigen" Matrizenanordnung ist in den Figuren 9 bis 13 ebenfalls wieder der Stand der Technik dargestellt. Figur 9 zeigt eine derzeit übliche Matrizenanordnung, die aus vier durch radial verlaufende Fugen 300 getrennten Matrizenelementen 313, 314, 315, 316 besteht, die jeweils einen Viertelkreis bilden.To understand the further solution according to the invention with the "Iris-shaped" matrix arrangement is shown in FIGS. 9 to 13 also shown the prior art. FIG. 9 shows a currently customary matrix arrangement which consists of four die elements separated by radial joints 300 313, 314, 315, 316, each one Form a quarter circle.

Figur 10 zeigt die gleiche Anordnung im geöffneten Zustand, d.h. am Ende des Hinterfließvorgangs, wenn durch das Fließen des Fügepunkts die Matrizenelemente 313, 314, 315, 316 maximal auseinandergetrieben sind.FIG. 10 shows the same arrangement in the open state, i.e. at the end of the backflow if through the flow of the joining point, the matrix elements 313, 314, 315, 316 maximum are dispersed.

Figur 11 zeigt einen Fügepunkt, der mit der Matrizenvorrichtung gemäß Figur 9 und 10 hergestellt ist, in Draufsicht. Es ist deutlich erkennbar, daß der Fügepunkt nicht vollständig rund ist, sondern an den Stellen, an denen die einzelnen Matrizenelemente 313 bis 316 aneinander stoßen, durch die Spalte 300 verursachte Ausnehmungen aufweist.Figure 11 shows a joining point with the matrix device is produced according to Figures 9 and 10, in plan view. It it is clearly recognizable that the joining point is not complete is round, but in the places where the individual matrix elements Bump 313 to 316 through the gap Has 300 recesses caused.

Wie aus den Figuren 12 und 13 ersichtlich, führen diese Ausnehmungen zu einer erheblichen Verminderung der Festigkeit des Fügepunktes.As can be seen from Figures 12 and 13, these recesses to a significant reduction in strength the joining point.

Die Figur 12 zeigt einen Schnitt durch den Fügepunkt der Figur 11 entlang der Linie a-a. Wie ersichtlich, ist dort die Hinterschneidung gut und der Fügepunkt scheint somit gute Festigkeitswerte aufzuweisen.FIG. 12 shows a section through the joining point of the figure 11 along the line a-a. As can be seen, there is the Undercut good and the joining point therefore seems to have good strength values to show.

Schneidet man jedoch entlang der Linie b-b der Figur 11, wie dies in Figur 13 dargestellt ist, wobei der Schnitt also dann durch die durch die Spalte 300 gebildeten Ausnehmungen des Fügepunktes läuft, so erkennt man aus Figur 13, daß hier fast keine Hinterschneidung gebildet worden ist. Diese Bereiche des Fügepunktes tragen somit nicht zur Festigkeit bei. Dem gemäß dem Stand der Technik hergestellten Fügepunkt fehlt daher ein erheblicher Teil der theoretisch erreichbaren maximalen Festigkeit.However, one cuts along the line b-b of FIG. 11 as this is shown in FIG. 13, the section then then by the recesses of the Joining point runs, it can be seen from Figure 13 that here almost no undercut has been formed. These areas the joining point therefore do not contribute to the strength. The Joining point produced according to the prior art is therefore missing a significant part of the theoretically achievable maximum Strength.

Um diesem Übelstand abzuhelfen, lehrt die vorliegende Erfindung, die entsprechenden Spalte 300 nicht radial (in Fließrichtung des Hinterfließvorgangs) verlaufen zu lassen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist in Figur 14 dargestellt. Hierbei sind die Fugen 400 zwischen den einzelnen Matrizenelementen 413 bis 416 bogenförmig ausgebildet, so daß sich auch beim Auftreiben der Matrize durch den Hinterfließvorgang keine Spalten bilden können, da die einzelnen Matrizenelemente 413 bis 416 ohne Spaltenbildung auseinander wandern können, wie dies in Figur 15 dargestellt ist.To remedy this problem, the present invention teaches the corresponding column 300 is not radial (in the direction of flow of the backflow process). A a particularly preferred embodiment is shown in FIG. 14. Here, the joints 400 are between the individual matrix elements 413 to 416 arcuate, so that even when the die is expanded due to the backflow process cannot form columns because the individual matrix elements 413 to 416 move apart without gaps can, as shown in Figure 15.

Da sich bei dieser erfindungsgemäßen Lösung keine Spalten zwischen den einzelnen Matrizenelementen bilden können, ist auch eine vereinfachte Anordnung gemäß Figur 16 mit nur zwei Matrizenelementen 414, 416 möglich. Selbstverständlich funktioniert diese Anordnung auch mit einer anderen Anzahl von Matrizenelementen. Bei mehr als fünf Matrizenelementen dürfte die Konstruktion jedoch zu aufwendig werden.Since there are no gaps in this solution according to the invention can form between the individual matrix elements is also a simplified arrangement according to FIG. 16 with only two Matrix elements 414, 416 possible. Of course it works this arrangement also with a different number of Matrix elements. With more than five matrix elements the construction, however, become too complex.

Figur 17 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Matrizen-Amboßanordnung für eine Matrizenform gemäß Figur 16. Der Amboß 412 ist hier ebenfalls breiter als die Maximalbreite des Fügepunktes ausgeführt. Die L-förmigen Matrizenelemente 414 und 416 sind an den Seitenflächen des Ambosses angebracht. Sie werden durch einen Federring 420 bewegbar und elastisch zurückfedernd in ihrer Position gehalten.FIG. 17 shows a sectional illustration through the die anvil arrangement for a die shape according to Figure 16. The anvil 412 is also wider than the maximum width of the Joining point executed. The L-shaped die elements 414 and 416 are attached to the side surfaces of the anvil. They are made movable and elastic by a spring ring 420 held back in position.

Durch die vorliegende Erfindung kann durch eine wenig aufwendige Abwandlung der Amboß-Matrizenanordnung eine erheblich bessere Festigkeit der Fügepunkte erzielt werden, ohne daß hierfür zusätzliche Arbeitsschritte beim Durchsetzfügevorgang erforderlich wären.The present invention can be done by a less expensive Modification of the anvil-matrix arrangement a considerably better strength of the joining points can be achieved without for this additional work steps in the clinching process would be required.

Claims (8)

Vorrichtung zum Durchsetzfügen von sich überlappenden Blechteilen, mit einem Stempel und einem Amboß, an dem mindestens zwei Matrizenteile seitlich beweglich abgestützt sind, die eine Öffnung begrenzen, so daß sie bei einer Bewegung des Stempels in die Öffnung beim Verformen der Bleche seitlich ausweichen und so ein Fügepunkt gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (112) eine dem Stempel (10) zugewandte Oberfläche aufweist, die mindestens die ganze Fläche unterstützt, über die sich der Fügepunkt am Ende des Fügevorgangs erstreckt.Device for pushing through overlapping sheet metal parts, with a stamp and an anvil, on which at least two die parts are laterally movably supported, which delimit an opening, so that they deflect laterally when the stamp moves into the opening when the plates are deformed and so on Joining point is formed, characterized in that the anvil (112) has a surface facing the punch (10) which supports at least the entire area over which the joining point extends at the end of the joining process. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenteile (114, 116; 213, 214, 215, 216) aus L-förmig gebogenen Federstahlblechen bestehen, die sich mit dem einen Schenkel des L über die dem Stempel (10) zugewandte Oberfläche des Ambosses (112) erstrecken, während der andere Schenkel parallel zu dem Amboß (112) verläuft und am distalen Ende am Amboß (112) befestigt ist. Device according to claim 1, characterized in that the die parts (114, 116; 213, 214, 215, 216) made of L-shaped bent spring steel sheets consist of one Leg of the L over the surface facing the stamp (10) of the anvil (112) while the other leg runs parallel to the anvil (112) and at the distal end attached to the anvil (112). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (112) quaderförmig ausgebildet ist, und zwei Matrizenteile (114, 116) an einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Quaders vorgesehen sind.Device according to claim 2, characterized in that the anvil (112) is cuboid, and two die parts (114, 116) on opposite side surfaces of the cuboid are provided. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (112) quaderförmig ausgebildet ist, und an allen vier Seitenflächen des Quaders je ein Matrizenteil (213, 214, 215, 216) angeordnet ist.Device according to claim 2, characterized in that the anvil (112) is cuboid, and on all four side surfaces of the cuboid, one die part each (213, 214, 215, 216) is arranged. Vorrichtung zum Durchsetzfügen von sich überlappenden Blechteilen, mit einem Stempel und einem Amboß, an dem mindestens zwei Matrizenteile seitlich beweglich abgestützt sind, die eine Öffnung begrenzen, so daß sie bei einer Bewegung des Stempels in die Öffnung beim Verformen der Bleche seitlich ausweichen und so ein Fügepunkt gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenteile (413, 414, 415, 416) durch Fugen (400) getrennt sind, die nicht radial verlaufen.Device for pushing through overlapping sheet metal parts, with a stamp and an anvil, on which at least two die parts are laterally movably supported, which delimit an opening, so that they deflect laterally when the stamp moves into the opening when the plates are deformed and so on Joining point is formed, characterized in that the die parts (413, 414, 415, 416) are separated by joints (400) which do not run radially. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugen (400) schräg zu der Radialrichtung verlaufen.Apparatus according to claim 5, characterized in that the joints (400) run obliquely to the radial direction. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (417) der Matrize einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und die Fugen (400) dazu tangential verlaufen.Apparatus according to claim 6, characterized in that the opening (417) of the die has a circular cross section has and the joints (400) run tangentially. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (417) der Matrize einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und die Fugen (400) in Form von nach innen gekrümmten Bögen verlaufen, so daß sich die Öffnung wie eine Irisblende öffnen kann.Apparatus according to claim 5, characterized in that the opening (417) of the die has a circular cross section has, and the joints (400) in the form of inwardly curved Arches run so that the opening is like an iris can open.
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