EP0934132A1 - Durchsetzfügeverfahren und -vorrichtung zum verbinden von blechteilen - Google Patents

Durchsetzfügeverfahren und -vorrichtung zum verbinden von blechteilen

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EP0934132A1
EP0934132A1 EP98922642A EP98922642A EP0934132A1 EP 0934132 A1 EP0934132 A1 EP 0934132A1 EP 98922642 A EP98922642 A EP 98922642A EP 98922642 A EP98922642 A EP 98922642A EP 0934132 A1 EP0934132 A1 EP 0934132A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet metal
metal parts
stamp
clinching
die
Prior art date
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Granted
Application number
EP98922642A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0934132B1 (de
Inventor
Hanns-Peter Liebig
Jan Bober
Jens Jacobsen
Timm Kühne
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.)
Eckold GmbH and Co KG
Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Original Assignee
Eckold GmbH and Co KG
Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
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 Eckold GmbH and Co KG, Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau filed Critical Eckold GmbH and Co KG
Publication of EP0934132A1 publication Critical patent/EP0934132A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0934132B1 publication Critical patent/EP0934132B1/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
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing

Definitions

  • the invention relates to a clinching method according to the preamble of patent claim 1 and to a device intended for its implementation according to the preamble of patent claim 8.
  • the sheet metal parts to be joined are pushed through together at a selectable joining point and then cold-compressed using such pressures that a lateral tool flow of material creates a positive and non-positive interlocking of the sheet metal parts in the form of a cup-like joining element.
  • the volume of material located at the joint under a stamping surface is initially only enforced.
  • the sheet metal material is moved out of the plane of the sheet metal parts, the base thickness of the resulting joint still roughly corresponding to the total starting sheet thickness.
  • the bowl of the joining element is clamped between a stamping surface and the anvil and an upsetting process with radial material flow in the bottom region, the so-called spreading, is brought about by an increasingly increasing stamping force.
  • the thickness of the floor panels is reduced by upsetting compared to the original panel thickness, which is necessary in order to produce the necessary positive fit by spreading.
  • the sheet metal parts to be connected can be partially cut at the joint in the direction of penetration, since then during the upsetting process the bowl bottom of the joining element remains largely free of the bond to the other material or this bond is at least reduced.
  • a cutting portion of the joining process reduces the strength of the penetration joining and the joining is not gas-tight, so that joining elements which are produced without local cutting are preferred.
  • a first object of the invention is therefore to create a clinching method of the type mentioned at the outset with which a sufficiently firm joining can be produced even in the case of joining parts from materials which tend to undergo particular strain hardening or from pre-consolidated materials.
  • a second object is to provide an apparatus for this method.
  • the widthing is made more difficult by the fact that the material tries to evade under compressive stresses and flows back against the direction of action of the punch.
  • this backflow is prevented and the sheet metal Material is forced to form a form-fitting connecting element in the effective area of the die by thus initiating the spreading.
  • the process therefore also leads to a good positive fit not previously achieved.
  • the pressure force acting on the sheet metal parts around the joint is a passive force that must be higher than the reflux force of the material of the parts to be joined during the joining process. According to the invention, it was found that the pressure force then exceeds the return flow force of the material if the pressure force is preferably set at least so high that the sheet metal parts do not gap in the vicinity of the stamp during the joining process.
  • preferred values for the pressing force are ⁇ times to ⁇ times the forces which are only required for stripping or to prevent bending of the joining parts during the enforcement phase.
  • the pressure force is preferably applied to an effective pressure surface with such a size around the joint that the pressure force to be used does not leave an impression in the metal sheets and the moldings of the die can move laterally when compressed.
  • the contact pressure effective area can therefore be dimensioned sufficiently large so that the resulting pressure load cannot lead to plastic deformation of the clamped parts to be joined, and as small as possible so that joining can also be carried out in poorly accessible places.
  • the deformation can be improved even more if the sheet metal parts are joined at a higher temperature than the environment or the tools; a temperature difference of 10 ° C to 50 ° C results in an improvement in the load-bearing behavior of the joint with the same joining force, or with the same load-bearing behavior as joining elements produced at ambient temperature, the joining force can be reduced by up to 15%.
  • One reason for this is a reduction in strain hardening, as occurs in particular in the case of austenitic sheet materials.
  • sheet metal materials with a pronounced tendency to work hardening can also be clinched without causing plastic deformation of the punch and anvil or failure of the basic tool body.
  • the modular stamp and die-side structure enables the tool set to be more resilient because cracks are anticipated. The tool set can therefore accommodate higher joining pressures.
  • Preferred materials of high strength for the stamp and anvil are hard metal and high-strength ceramic.
  • stamping pin and anvil pin can each be supported on a flat base plate.
  • the anvil surface preferably has a design in accordance with the flow of material in the form of a circumferential, flat chamfer, with which a better positive fit is achieved with the same sheet metal base thickness. At the same time, such a chamfer relieves pressure on the edge, which amount is increased.
  • the active surfaces of the stamp and anvil pin can have a star-shaped grinding pattern, which further increases their tool life and improves the material flow.
  • FIG. 1 schematically shows a partially sectioned side view of a first embodiment of a clinching device
  • FIG. 2 shows a partially sectioned side view of a stamp with pressure element according to a further exemplary embodiment of a clinching device
  • FIG. 3 shows a top view of an active surface of a stamp according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a side view of an anvil according to a further exemplary embodiment of a clinching device
  • FIG. 5 shows a plan view of an active surface of an anvil pin according to FIG. 4,
  • FIG. 9a shows in partial section a connection made with the device according to FIG. 1,
  • FIG. 9b shows a partial section of a connection made with a device without a pressing element with the same bottom thickness of the joining element as in FIG. 9a
  • FIG. 10a shows the connection produced according to FIG. 9a
  • FIG. 10b shows a partial section of a connection made with a device without a pressure element with a bottom thickness of the joining element reduced by greater joining force as in FIGS. 9a, 9b and 10a.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device for clinching from a tool set with a punch 1 and a die 2, which are each arranged in a clinching tool holder 3, 4.
  • the die 2 has an anvil 5 as the central area, which forms a compression table 6 (anvil work surface) of a clinching mold cavity 7 in the die 2 on the head side.
  • the push-through mold cavity 7 limits the penetration of a material volume by matrix elements in the form of shaped pieces 8, 9, which protrude relative to the upsetting table 6 and which can laterally deflect during an upsetting process.
  • the pieces 8, 9 also form, with their respective head sides 10, 11, a die support for sheet metal parts 12, 13 to be joined. So that after a respective joining operation, the evaded fittings 8, 9 are reset and the die 2 close, there are preferably two Return springs 42, 43 combined in a spring bonnet.
  • the die 2 can be fastened to the tool holder 4 by means of a fastening screw 14.
  • the stamp 1 has a stamp pin 15 with a stamp effective surface 16 which penetrates into the clinching mold cavity 7 with a selectable joining force for a clinching process.
  • a material volume of the sheet metal parts 12, 13 located at a joining point below a stamping effective area 16 is first enforced, i.e. pushed out of the plane of the sheet metal parts 12, 13 until a bottom 17 (cf. FIGS. 9a and 10a) of the resulting joint rests on the anvil 5, and then compressed with widths.
  • the stamp 1 is enclosed by a pressure element 18 which applies force to the sheet metal parts 12, 13 around a joint, ie adjacent to the stamp active surface 16.
  • the pressure element 18 presses the sheet metal parts 12, 13 lying around the active stamping surface 16 against the die support.
  • the pressure element 18 is therefore intended to counteract the backward force of a material.
  • the amount of force applied or the pressure force is controllable. This control can be separate from or linked to the introduction of the joining force.
  • Spring elements 19, 20 are preferably provided for applying the pressure element force. Furthermore, the pressure element 18 is preferably guided via the spring elements 19, 20 on the tool holder 3 for the stamp 1. With such a guide, the introduction of force by the pressing element 18 can be increased in a simple manner during the joining process. For this purpose, the pressing element 18 can be provided with an active surface 21 against which the plunger 1 works by compressing the spring elements 19, 20 and increasing the pressing force.
  • the pressure element 18 is preferably designed as a pressure plate and can also be used as a stripping element at the end of a joining process.
  • pressure element force other pressure transmitters than springs can be used to generate the pressure forces. It is also not necessary for the pressure element 18 to be guided on the stamp.
  • the pressure element 18 can also perform its function by means of an external guide and an external drive.
  • the effective surface 21 of the pressing element 18 is dimensioned sufficiently large if the resulting pressure load does not lead to a plastic deformation of the surface of the sheet metal parts 12, 13 to be joined and the shaped pieces 8, 9 of the die 2 can open during the joining process.
  • the stamp 1 and the die 2 are preferably of modular construction.
  • the stamp 1 comprises the stamp pin 15, at the head end of which the stamp effective surface 16 is formed and which is pressed into a base body 23.
  • the base body 23 preferably has one Through hole 24.
  • This modular structure allows the use of different materials for the stamp pin 15 and the base body 23.
  • the stamp pin 15 can consist of a first material, namely a material of higher hardness or higher strength. Preferred materials for this are hard metal and high-strength ceramics.
  • the base body 23 can consist of a second material that is less hard, but is, for example, tougher than the first material. Tempered tool steel is preferred as the second material.
  • the stamp pin 15 is preferably supported on a plate 25, which can be made of the same material as the stamp pin 15 and which in turn is supported in the tool holder 3 of a press, not shown.
  • the transverse dimensions of the plate 25 are chosen so that the load acting on the tool holder 3 can be absorbed by the latter without risk of breakage.
  • the punch 1 can be fastened to the tool holder 3 by means of a fastening screw 26.
  • the die 2 can have a modular design like the stamp 1.
  • the anvil 5 is then formed by an anvil pin 22 made of a first material, namely a material of higher hardness or greater strength, such as hard metal or high-strength ceramic.
  • the anvil pin 22 is pressed into a base body 27 made of a tougher material, for which purpose it has a through hole 29.
  • the material pairing can be chosen as for the stamp.
  • the anvil 5 can also be supported on the tool holder 4 via a plate 28.
  • the plate 28 can be designed corresponding to the plate 25 for the stamp 1.
  • Fig. 2 shows a stamp 1 in a modular design with a stamp pin 15 on which the stamp effective surface 16 is formed, which is pressed into a base body 23 and is supported on a base plate.
  • Sectionu fangsnuten 30 are used for quick tool change and thus the attachment of the punch 1 to a tool acceptance.
  • the effective end of the stamp is encompassed by a pressure element 18 which is supported on the base body 23 by means of springs 19, 20.
  • the pressure element 18 according to FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that the active surface 21 of the pressure element 18 runs continuously.
  • Fig. 4 shows the associated die 2 with an anvil 5, which is pressed into a base body 27 and is supported on a base plate 28.
  • the base body 27 has on its side facing the die 1 on inclined surfaces 32, on which are supported matrix elements (not shown), which are spring-loaded against the anvil 5 and, together with the active surface 6 of the anvil, delimit the die cavity.
  • a circumferential chamfer 31 is provided, the cross-sectional shape of which, as shown in FIGS. 6 to 8, can be variable: rounded (FIG. 6 ), flat beveled (Fig. 7) or double beveled (Fig. 8). This chamfer also favors the material flow.
  • the facing active surfaces 16, 6 of punch 1 and / or anvil 5 are provided with a surface finish which favors the flow of the material to be joined, as can be seen from the star-shaped micrograph in FIGS. 3 and 5.
  • the active surfaces 16 and 6 can be designed in the device according to FIG. 1.
  • a push-through method for connecting sheet metal parts 12, 13 lying one above the other comprises a joining process in which a material volume of the sheet metal parts 12, 13 is locally penetrated at a joint by means of a stamp 1 and a die 2 and is joined under material flows by upsetting perpendicular to the sheet metal plane.
  • the sheet metal parts 12, 13 surrounding the joint are pressed onto the die 2 during this joining process with a pressing force which is sufficient to prevent material flow against the direction of action of the punch 1.
  • the pressure force can be kept constant during the entire joining process.
  • the pressing force can be increased during the joining process, so that at least during compression, a pressing force acts in the surrounding area of the joint, which exceeds the reflux force, while it can be selected lower beforehand.
  • a first pressure force can also be applied around the active surface of the stamp before or shortly before the joining process.
  • the sheet metal parts 12, 13 are pressed onto the die 2 in a substantially stationary manner, with such a pressing force that material backflow is prevented. This applies in particular to pre-consolidated materials that tend to undergo special strain hardening.
  • the pressing force is chosen in particular in such a way that the sheet metal parts 12, 13 do not gap in the vicinity of the stamp 1 during the joining process, ie the sheet metal parts 12, 13 lie flat against one another.
  • the pressure force for flat, flat sheet metal parts can also be selected such that it is ⁇ times to ⁇ times the forces that are only required to prevent the parts to be bent during the enforcement phase.
  • An example of the guideline value for the force introduced with a joining element diameter of 5mm is 3000 N, if, for example, austenitic stainless steel sheets are joined.
  • the pressure force is preferably applied to an effective pressure surface of such a size around the joint that the pressure force to be used does not leave an imprint in the sheet metal parts and the die can open laterally.
  • the temperature of the sheet metal parts 12, 13 can be increased compared to the ambient temperature. Temperatures 10 ° C. to 50 ° C. higher than the ambient temperature are preferred.
  • FIG. 9a shows an example of a joint produced using the clinching devices described above, the contact pressure exerted by the pressing element 18 during the joining process being indicated by the arrows and the letter F.
  • Sheet metal parts 12, 13 made of a particularly cold-strengthening material with an initial sheet thickness of approximately 1 mm each are positively connected by a joining element, the bottom 17 of which is compressed between the stamping active surface 16 and the anvil working surface 6 in the mold cavity 7 while reducing the overall initial thickness.
  • a width 33 has been formed by material flows, for which the shaped pieces 8, 9 have moved outwards. The result is a joint with a good positive fit.
  • the sheet metal parts 12, 13 do not gap in the area surrounding the stamp, so that they lie flat against one another and without gap areas.
  • FIG. 9b shows a joint with a stamp 1 and a die 2 with a stamp collar but without a pressing element. If the same base thickness is achieved, ie approximately the same joining forces, no effective positive locking is achieved.
  • 10a and 10b serve to further clarify the method according to the invention. 10a corresponds to that shown in FIG. 9a.
  • the joining of FIG. 10b differs from that of FIG. 9b in that increased joining forces have been used which have led to a greater compression of the bottom 17 of the joining. However, the width 34 achieved in this way does not yet show sufficient form closure.
  • 9a, 9b and 10a, 10b illustrate that the method according to the invention allows the use of lower joining forces because the effective positive locking is achieved even with a small compression.

Description

Durchsetzfügeverfahren und -Vorrichtung zum Verbinden von Blechteilen
Die Erfindung betrifft ein Durchsetzfügeverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine zu seiner Durchführung bestimmte Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Aus der EP 0 330 061 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchsetzfügen von zwei oder mehreren übereinanderliegenden, ebenen Blechteilen bekannt, bei denen ein Werkzeugsatz aus Stempel und Matrize verwendet wird, dessen Matrize einen mittigen Amboß und gegenüber einer Amboßarbeitsfläche hochstehende Matrizenformstücke aufweist, die vorzugsweise während eines Stauchens seitlich ausweichen können und einen Formhohlraum begrenzen, in den hinein gefügt wird.
Bei dem bekannten Durchsetzfügen werden die zu verbindenden Blechteile an einer wählbaren Fügestelle gemeinsam durchgesetzt und danach kaltgestaucht unter Anwendung solcher Drücke, daß durch einen seitlichen Werk- stofffluß ein form- und kraftschlüssiges Ineinandersitzen der Blechteile in Form eines napfartigen Fügeelementes entsteht. Das an der Fügestelle unter einer Stempelwirkfläche befindliche Werkstoffvolumen wird dabei zunächst nur durchgesetzt. Dazu wird der Blechwerkstoff aus der Ebene der Blechteile heraus verschoben, wobei die Bodendicke der entstehenden Fügung noch ungefähr der Gesamtausgangsblechdicke entspricht. Bei einem weiteren Durchsetzen wird der Napf oden des Fügeelements zwischen einer Stempelwirkfläche und dem Amboß eingespannt und durch eine zunehmend ansteigende Stempelkraft ein Stauchvorgang mit radialem Werkstofffluß im Bodenbereich bewirkt, das sogenannte Breiten. Die Dicke der Bodenbleche ist durch das Stauchen gegenüber der Ausgangsblechdicke reduziert, was nötig ist, um durch Breitung den notwendigen Formschluß herzustellen.
Um diesen Stauchvorgang zu erleichtern, können an der Fügestelle die zu verbindenden Blechteile in Durchsetzrichtung partiell eingeschnitten werden, da dann beim Stauchvorgang der Napfboden des Fügeelementes weitgehend frei von der Bindung an den übrigen Werkstoff bleibt oder diese Bindung zumindest reduziert ist. Nachteilig ist jedoch, daß ein Schneidanteil am Fügevorgang die Festigkeit der Durchsetzfügung verringert und die Fügung nicht gasdicht ist, so daß Fügeelemente bevorzugt werden, die ohne lokales Einschneiden hergestellt werden.
Dieses Durchsetzfügen von Blechteilen ist bisher wirtschaftlich nicht einsetzbar bei Blechteilen aus Edelstahl mit vorwiegend austenitischem Grundgefüge. Gleiches gilt für sonstige bei fortschreitender Formänderung zu einer besonders ausgeprägten Kaltverfestigung neigenden Metalle, z.B. hochlegierte Edelstahle, Titan, oder für bereits vorverfestigte Metalle, z.B. höherfeste Stähle. Die werkstoffbedingten Prozeßkräfte für ein umformtechnisches Fügen liegen hier oberhalb der Belastungsgrenze des Fügewerkzeugs oder führen schon nach wenigen Fügevorgängen zum Versagen desselben.
Werden jedoch zu geringe Prozeßkräfte angewendet, ist das Tragverhalten der Fügungen unzureichend. Ferner wurde festgestellt, daß auch bei größtmöglicher Kaltstauchung nur ein unzureichender Formschluß im Fügeelement erreicht wird. Ein Durchsetzfügen solcher Blechwerkstoffe ist daher überhaupt nur mit einer Einschneidung der Blechteile und unter Inkaufnahme der damit verbundenen Nachteile möglich, wobei auch die durch das Einschneiden erreichte Verringerung der Prozeßkräfte zu keiner nennenswerten Steigerung der Werkzeugstandmenge führt.
Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Durchsetzfügeverfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem auch bei Fügeteilen aus zur besonderen Kaltverfestigung neigenden Werkstoffen oder aus vorverfestigten Werkstoffen eine ausreichend feste Fügung herstellbar ist.
Eine zweite Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung für dieses Verfahren zu schaffen.
Die erste Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die zweite Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 8 gelöst.
Hierdurch wird ein Verfahren geschaffen, bei dem ein wirksamer Formschluß unter verringerter Fügekrafteinleitung erreicht wird. Dies gilt insbesondere für die zur besonderen Kaltverfestigung neigenden Werkstoffe. Die insoweit anzuwendenden Fügekräfte sind so reduziert, daß die Werkzeuge dieser Belastung standhalten können.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß insbesondere bei stark kaltverfestigenden Blechwerkstoffen das Breiten dadurch erschwert ist, daß der Werkstoff unter Druckspannungen auszuweichen versucht und entgegen der Stempelwirkrichtung zurückfließt. Durch ein Andrücken der Fügeteile während des Fügevorgangs wird dieses Rückfließen verhindert und der Blech- Werkstoff gezwungen, durch somit eingeleitetes Breiten ein formschlüssiges Verbindungselement im Wirkbereich der Matrize zu formen. Bei den zu besonderer Kaltverfestigung neigenden Werkstoffen führt das Verfahren deshalb auch zu einem bisher nicht erreichten guten Formschluß.
Dadurch, daß die um eine Fügestelle liegenden Blechteile mit einer so großen Kraft an die Matrize gedrückt werden, die ausreicht, um das Material derart auf eine Unterlage (hier die Matrize) zu pressen, daß das zu fügende Werkstoffvolumen nicht mehr entgegen der Wirkrichtung des Stempels zurückfließen kann, wird nämlich erreicht, daß die eingeleitete Stauchkraft bereits in einer frühen Phase des Stauchens zur Bildung eines wirksamen Formschlusses genutzt wird. Folglich resultiert in vorteilhafter Weise eine hinreichend feste Fügung auch dann, wenn unter Schonung der Werkzeuge der notwendige Umformgrad an der Fügestelle unter verringerter Krafteinleitung erfolgt. Damit wird insbesondere das Durchsetzfügen wirtschaftlicher, weil die Zahl der mit einem Fügewerkzeug ausführbaren Fügungen sich erheblich vergrößert.
Die auf die Blechteile um die Fügestelle wirkende Andruckkraft ist eine passive Kraft, die höher sein muß als die Rückfließkraft des Werkstoffs der Fügeteile während des Fügevorgangs. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die Andruckkraft dann die Rückfließkraft des Werkstoffs übersteigt, wenn vorzugsweise die Andruckkraft mindestens so hoch eingestellt ist, daß die Blechteile während des Fügevorgangs im Umgebungsbereich des Stempels nicht klaffen.
Ferner liegen bevorzugte Werte für die Andruckkraft beispielsweise für flache, ebene Blechteile bei dem δfachen bis δfachen der Kräfte, die lediglich zum Abstreifen oder zum Verhindern einer Aufbiegung der Fügeteile während der Durchsetzphase benötigt werden.
Weiterhin wird die Andruckkraft vorzugsweise auf eine wirksame Andruckfläche mit einer solchen Größe um die Fügestelle aufgebracht, daß die anzuwendende Andruckkraft keinen Abdruck in den Blechen hinterläßt und die Formstücke der Matrize sich beim Stauchen seitlich wegbewegen können. Die Andruckkraft-Wirkfläche kann also hinreichend groß bemessen werden, so daß die resultierende Druckbelastung nicht zu einer plastischen Deformation der geklemmten Fügeteile führen kann, und möglichst klein, damit auch an schlecht zugänglichen Stellen gefügt werden kann.
Es wurde gefunden, daß die Umformung sich noch verbessern läßt, wenn die Blechteile bei gegenüber der Umgebung bzw. den Werkzeugen erhöhter Temperatur gefügt werden; dabei ergibt eine Temperaturdifferenz von 10° C bis 50° C bei gleicher Fügekraft bereits eine Verbesserung des Tragverhaltens der Fügung, oder bei gleichem Tragverhalten wie bei Umgebungstemperatur hergestellten Fügeelementen läßt sich die Fügekraft um bis zu 15% absenken. Ein Grund hierfür liegt in einer Verminderung der Kaltverfestigung, wie sie insbesondere bei den austenitisehen Blechwerkstoffen auftritt.
Mit der erfindungsgemäßen Durchsetzfügevorrichtung können auch Blechwerkstoffe mit ausgeprägter Neigung zur Kaltverfestigung durchsetzgefügt werden, ohne daß es zu plastischen Verformungen von Stempel und Amboß oder einem Versagen der Werkzeuggrundkörper kommt. Dabei ermöglicht der modulare Stempel- und matrizenseitige Aufbau eine höhere Belastbarkeit des Werkzeugsatzes, da Risse vorweggenommen werden. Der Werkzeugsatz kann folglich höhere Fügedrücke aufnehmen.
Bevorzugte Werkstoffe hoher Festigkeit für den Stempel- und Amboßstift sind Hartmetall und hochfeste Keramik.
Für eine beanspruchungsgerechte Abstützung von Stempel- und Amboßstift können sich diese jeweils auf einer planen Unterlegplatte abstützen.
Die Amboßfläche besitzt vorzugsweise eine Werkstoffflußgerechte Gestaltung in Form einer umlaufenden, flachen Fase, mit der ein besserer Formschluß bei gleicher Blechbodendicke erreicht wird. Gleichzeitig führt eine solche Fase zu einer Druckentlastung der Kante, wodurch die Stand- menge erhöht wird.
Die Wirkflächen von Stempel- und Amboßstift können ein sternförmiges Schliffbild aufweisen, wodurch deren Standmenge weiter erhöht und der Werkstofffluß verbessert wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine teilgeschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Durchsetzfügevorrichtung,
Fig. 2 zeigt eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Stempels mit Anpreßelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Durchsetzfügevorrichtung,
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht einer Wirkfläche eines Stempels gemäß Fig. 2,
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Ambosses gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Durchsetzfügevorrichtung,
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht einer Wirkfläche eines Amboßstiftes gemäß Fig. 4,
Fig. 6, 7 und 8 sind vergrößerte Seitenansichten weiterer
Ausführungsformen des in Fig. 4 mit einem strichpunktierten Kreis markierten Bereiches.
Fig. 9a zeigt im Teilschnitt eine mit der Vorrichtung nach Fig. 1 hergestellte Verbindung,
Fig. 9b zeigt im Teilschnitt eine mit einer Vorrichtung ohne Anpreßelement hergestellte Verbindung bei gleicher Bodendicke des Fügeelements wie bei Fig. 9a,
Fig. 10a zeigt die hergestellte Verbindung gemäß Fig. 9a, Fig. 10b zeigt im Teilschnitt eine mit einer Vorrichtung ohne Anpreßelement hergestellte Verbindung bei durch größere Fügekraft wie bei Fig. 9a, 9b und 10a verringerter Bodendicke des Fügeelementes.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchsetzfügen aus einem Werkzeugsatz mit einem Stempel 1 und einer Matrize 2, die jeweils in einer Durchsetzfüge-Werkzeugaufnahme 3, 4 angeordnet sind.
Die Matrize 2 besitzt als zentralen Bereich einen Amboß 5, der kopfseitig einen Stauchtisch 6 (Amboßarbeitsfläche) eines Durchsetzfüge-Form- hohlraums 7 in der Matrize 2 bildet. Der Durchsetzfüge-Formhohlraum 7 begrenzt ein Durchsetzen eines Werkstoffvolumens durch gegenüber dem Stauchtisch 6 hochstehende Matrizenelemente in Form von Formstücken 8, 9, die bei einem Stauchvorgang seitlich ausweichen können. Die For stük- ke 8, 9 bilden ferner mit ihrer jeweiligen Kopfseite 10, 11 eine Matrizenauflage für zu fügende Blechteile 12, 13. Damit nach einem jeweiligen Fügevorgang die ausgewichenen Formstücke 8, 9 wieder zurückgestellt werden und die Matrize 2 schließen, sind vorzugsweise zwei Rückstellfedern 42, 43 in einer Federhaube zusammengefaßt. Mittels einer Befestigungsschraube 14 ist die Matrize 2 an der Werkzeugaufnahme 4 befestigbar.
Der Stempel 1 besitzt einen Stempelstift 15 mit einer Stempelwirkfläche 16, die in den Durchsetzfüge-Formhohlraum 7 mit einer wählbaren Fügekraft für einen Durchsetzfügevorgang eindringt. Bei diesem Fügevorgang wird ein an einer Fügestelle unter einer Stempelwirkfläche 16 befindliches Werkstoffvolumen der Blechteile 12, 13 zunächst durchgesetzt, d.h. aus der Ebene der Blechteile 12, 13 herausverschoben, bis ein Boden 17 (vgl. Fig. 9a und 10a) der entstehenden Fügung auf dem Amboß 5 aufliegt, und danach gestaucht mit Breiten.
Der Stempel 1 ist umschlossen von einem Anpreßelement 18, das eine Krafteinleitung auf die Blechteile 12, 13 um eine Fügestelle, d.h. be- nachbart der Stempelwirkfläche 16, ermöglicht. Das Anpreßelement 18 drückt dazu die um die Stempelwirkfläche 16 liegenden Blechteile 12, 13 gegen die Matrizenauflage. Das Anpreßelement 18 soll also eine Gegenwirkung zu einer Rückfliehkraft eines Werkstoffes ausüben. Die Höhe der Krafteinleitung bzw. der Andruckkraft ist steuerbar. Diese Steuerung kann getrennt sein von der Einleitung der Fügekraft oder mit dieser verknüpft sein.
Vorzugsweise sind Federelemente 19, 20 zum Aufbringen der Anpreßelementekraft vorgesehen. Ferner ist das Anpreßelement 18 vorzugsweise über die Federelemente 19, 20 an der Werkzeugaufnahme 3 für den Stempel 1 geführt. Durch eine solche Führung kann in einfacher Weise die Krafteinleitung durch das Anpreßelement 18 während des Fügevorgangs gesteigert werden. Dazu kann das Anpreßelement 18 mit einer Wirkfläche 21 versehen sein, gegen die der Stempel 1 unter Komprimierung der Federelemente 19, 20 und Erhöhung der Andruckkraft arbeitet. Das Anpreßelement 18 ist vorzugsweise als Preßplatte ausgebildet und kann zusätzlich auch als Abstreifelement am Ende eines Fügevorgangs eingesetzt werden.
Zum Aufbringen der Anpreßelementekraft können auch andere Druckgeber als Federn für die Erzeugung der Druckkräfte eingesetzt werden. Es ist ferner nicht erforderlich, daß das Anpreßelement 18 am Stempel geführt ist. Mittels einer externen Führung und eines externen Antriebs kann das Anpreßelement 18 seine Funktion ebenfalls ausführen.
Die Wirkfläche 21 des Anpreßelements 18 wird dann hinreichend groß bemessen, wenn die resultierende Druckbelastung nicht zu einer plastischen Deformation der Oberfläche der zu fügenden Blechteile 12, 13 führt und die Formstücke 8, 9 der Matrize 2 sich beim Fügevorgang öffnen können.
Der Stempel 1 und die Matrize 2 sind vorzugsweise modular aufgebaut. Dazu umfaßt der Stempel 1 den Stempelstift 15, an dessen kopfseitigem Ende die Stempelwirkfläche 16 ausgebildet ist und der in einen Grundkörper 23 eingepreßt ist. Vorzugsweise besitzt der Grundkörper 23 hierzu eine Durchgangsbohrung 24. Dieser modulare Aufbau erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Materialien für den Stempelstift 15 und den Grundkörper 23. Der Stempelstift 15 kann aus einem ersten Material, nämlich einem Material höherer Härte bzw. höherer Festigkeit, bestehen. Bevorzugte Materialien hierfür sind Hartmetall und hochfeste Keramik. Der Grundkörper 23 kann aus einem zweiten Material bestehen, das weniger hart, aber dafür beispielsweise zäher ist als das erste Material. Bevorzugt ist als zweites Material vergüteter Werkzeugstahl.
An seinem der Arbeitswirkfläche 16 abgekehrten Ende stützt sich der Stempelstift 15 weiterhin vorzugsweise auf einer Platte 25 ab, die aus demselben Material wie der Stempelstift 15 bestehen kann und die sich ihrerseits in der Werkzeugaufnahme 3 einer nicht dargestellten Presse abstützt. Die Querabmessungen der Platte 25 sind so gewählt, daß die auf die Werkzeugaufnahme 3 wirkende Belastung von dieser ohne Bruchgefahr aufgenommen werden kann. Mittels einer Befestigungsschraube 26 kann der Stempel 1 an der Werkzeugaufnahme 3 befestigt sein.
Die Matrize 2 kann entsprechend modular aufgebaut sein wie der Stempel 1. Der Amboß 5 wird dann gebildet von einem Amboßstift 22 aus einem ersten Material, nämlich einem Material höherer Härte bzw. größerer Festigkeit, wie beispielsweise Hartmetall oder hochfeste Keramik. Der Amboßstift 22 ist in einen Grundkörper 27 aus zäherem Material eingepreßt, wozu dieser eine Durchgangsbohrung 29 aufweist. Die Materialpaarung kann wie bei dem Stempel gewählt werden. Auch der Amboß 5 kann sich über eine Platte 28 an der Werkzeugaufnahme 4 abstützen. Die Platte 28 kann entsprechend der Platte 25 für den Stempel 1 ausgebildet sein.
Die Fig.2 bis 5 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Durchsetzfügevorrichtung, das sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nur durch die nachfolgend genannten Unterschiede unterscheidet. Im übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen entsprechend, so daß für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Fig. 2 zeigt einen Stempel 1 in modularer Bauweise mit einem Stempelstift 15, an dem die Stempelwirkfläche 16 ausgebildet ist, der in einen Grundkörper 23 eingepreßt ist und sich an einer Grundplatte abstützt. Teilu fangsnuten 30 dienen dem Werkzeugschnellwechsel und damit der Befestigung des Stempels 1 an eine Werkzeugannahme. Das Wirkende des Stempels ist wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 von einem Anpreßelement 18 umfaßt, das sich über Federn 19, 20 am Grundkörper 23 abstützt. Über dieses Anpreßelement 18, das den Stempel 1 möglichst eng, jedoch mit Gleitsitz umschließt und die Federn 19, 20 werden nun die erfindungsgemäßen Druckkräfte eingeleitet, die das Anpreßelement 18 so kräftig auf die Matrize pressen, daß das Blechmaterial rings um den Stempel 1 fest eingespannt wird und so verhindert, daß das Material des Stempelseitigen Blechs während des Stauchens nach oben, also entgegen der Wirkrichtung des Stempels 1, fließen kann. Bereits vor dem Beginn des Durchsetzens kann das stempelseitige Blech angedrückt sein, so daß auch keine Verbiegung der Bleche während des Durchsetzens befürchtet werden muß.
Das Anpreßelement 18 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 dadurch, daß die Wirkfläche 21 des Anpreßelements 18 stetig verläuft.
Fig. 4 zeigt die zugehörige Matrize 2 mit einem Amboß 5, der in einen Grundkörper 27 gepreßt ist und sich an einer Grundplatte 28 abstützt. Der Grundkörper 27 weist an seiner dem Stempel 1 zugekehrten Seite Schrägflächen 32 auf, auf denen sich Matrizenelemente (nicht dargestellt) abstützen, die sich federvorgespannt an den Amboß 5 anlegen und zusammen mit der Wirkfläche 6 des Ambosses den Matrizenhohlraum begrenzen.
Um der Gefahr vorzubeugen, daß der Amboß 5 und/oder der Stempelstift 15 am Rand unter hoher Druckbelastung ausbrechen, ist eine umlaufende Fase 31 vorgesehen, deren Querschnittsform, wie in Fig. 6 bis 8 dargestellt, variabel sein kann: abgerundet (Fig. 6), flach abgeschrägt (Fig. 7) oder doppelt abgeschrägt (Fig. 8). Diese Fase begünstigt auch den Material- fluß.
Die einander zugekehrten Wirkflächen 16, 6 von Stempel 1 und/oder Amboß 5 sind mit einem das Fließen des zu fügenden Materials begünstigenden Oberflächenfinish versehen, wie an dem sternförmigen Schliffbild in Fig. 3 und 5 erkennbar. Entprechend können die Wirkflächen 16 und 6 bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ausgebildet sein.
Ein Durchsetzfügeverfahren zum Verbinden von übereinanderliegenden Blechteilen 12, 13 umfaßt einen Fügevorgang, bei dem mittels eines Stempels 1 und einer Matrize 2 an einer Fügestelle ein Werkstoffvolumen der Blechteile 12, 13 lokal durchgesetzt und durch Stauchen senkrecht zur Blechebene unter Werkstofffließen gefügt wird. Die die Fügestelle umgebenden Blechteile 12, 13 werden dabei während dieses Fügevorgangs auf die Matrize 2 gedrückt mit einer Andruckkraft, die ausreicht, ein Werkstofffließen entgegen der Wirkrichtung des Stempels 1 zu verhindern.
Die Andruckkraft kann während des gesamten Fügevorgangs konstant gehalten werden. Alternativ kann die Andruckkraft während des Fügevorgangs erhöht werden, damit zumindest beim Stauchen eine Andruckkraft im Umgebungsbereich der Fügestelle wirkt, die die Rückfließkraft übersteigt, während sie vorher niedriger gewählt werden kann. Auch kann eine erste Andruckkraft bereits vor oder kurz vor dem Fügevorgang um die Wirkfläche des Stempels angelegt werden.
Die Blechteile 12, 13 werden im wesentlichen ortsfest auf der Matrize 2 gedrückt, und zwar mit einer solchen Andruckkraft, daß ein Werkstoffrückfließen verhindert wird. Dies gilt insbesondere für zur besonderen Kaltverfestigung neigende oder vorverfestigte Werkstoffe.
Die Andruckkraft wird insbesondere derart gewählt, daß die Blechteile 12, 13 während des Fügevorgangs im Umgebungsbereich des Stempels 1 nicht klaffen, d.h. die Blechteile 12, 13 liegen flächig aneinander. Die Andruckkraft für flache, ebene Blechteile kann weiterhin derart gewählt werden, daß sie das δfache bis δfache der Kräfte beträgt, die lediglich zum Verhindern einer Aufbiegung der Fügeteile während der Durchsetzphase benötigt werden. Ein beispielhaft genannter Richtwert für die eingeleitete Kraft bei einem Fügeelementdurch esser von 5mm ist 3000 N, wenn z.B. austenitische Edelstahlbleche gefügt werden.
Dabei wird die Andruckkraft vorzugsweise auf eine wirksame Andruckfläche mit einer solchen Größe um die Fügestelle aufgebracht, daß die anzuwendende Andruckkraft keinen Abdruck in den Blechteilen hinterläßt und die Matrize sich seitlich öffnen kann.
Weiterhin kann die Temperatur der Blechteile 12, 13 gegenüber der Umgebungstemperatur erhöht werden. Bevorzugt sind 10° C bis 50° C höhere Temperaturen als die Umgebungstemperatur.
Fig. 9a zeigt beispielhaft eine mit den vorstehend beschriebenen Durchsetzfügevorrichtungen hergestellte Fügung, wobei die von dem Anpreßelement 18 während des Fügevorgangs ausgeübte Andruckkraft durch die Pfeile und den Buchstaben F angedeutet ist. Blechteile 12, 13 aus einem besonders kaltverfestigenden Werkstoff mit einer Ausgangsblechdicke von jeweils etwa 1 mm sind formschlüssig durch ein Fügeelement verbunden, dessen Boden 17 zwischen der Stempelwirkfläche 16 und der Amboßarbeitsfläche 6 in dem Formhohlraum 7 unter Verringerung der Gesamtausgangsdik- ke gestaucht ist. Eine Breitung 33 hat sich durch Werkstofffließen gebildet, wozu die Formstücke 8, 9 sich nach außen bewegt haben. Das Ergebnis ist eine Fügung mit einem guten Formschluß. Am Ende des Fügevorganges klaffen die Blechteile 12, 13 im Umgebungsbereich des Stempels nicht, so daß diese flächig und ohne Spaltbereiche aneinanderliegen.
Im Vergleich dazu zeigt Fig. 9b eine Fügung mit einem Stempel 1 und einer Matrize 2 mit einem Stempelbund aber ohne Anpreßelement. Bei Erzielung gleicher Bodendicke, d.h. annähernd gleichen Fügekräften, wird noch kein wirksamer Formschluß erreicht. Die Fig. 10a und 10b dienen zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Fügung gemäß Fig. 10a entspricht der in Fig.9a dargestellten. Die Fügung von Fig. 10b unterscheidet sich von der der Fig. 9b dadurch, daß erhöhte Fügekräfte eingesetzt wurden, die zu einer stärkeren Stauchung des Bodens 17 der Fügung geführt haben. Aber auch die auf diese Weise erzielte Breitung 34 zeigt noch nicht den ausreichenden Formschluß.
Die Fig. 9a, 9b und 10a, 10b verdeutlichen, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Anwendung geringerer Fügekräfte erlaubt, weil der wirksame Formschluß bereits bei kleinerer Stauchung erzielt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Durchsetzfügeverfahren zum Verbinden von übereinanderliegen- den Blechteilen durch einen Fügevorgang, bei dem mittels eines Stempels und einer Matrize an einer Fügestelle ein Werkstoffvolumen der Blechteile lokal durchgesetzt und durch Stauchen senkrecht zur Blechebene unter Werkstofffließen gefügt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügestelle umgebende Blechteile während des Fügevorgangs auf die Matrize gedrückt werden mit einer Andruckkraft, die ausreicht, ein Werkstofffließen entgegen der Wirkrichtung des Stempels zu verhindern.
2. Durchsetzfügeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft derart gewählt wird, daß die Blechteile während des Fügevorgangs im Umgebungsbereich des Stempels nicht klaffen.
3. Durchsetzfügeverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft für flache, ebene Blechteile derart gewählt wird, daß sie das δfache bis δfache der Kräfte beträgt, die lediglich zum Abstreifen oder zum Verhindern einer Aufbiegung der Fügeteile während der Durchsetzphase verwendet werden.
4. Durchsetzfügeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft auf eine wirksame Andruckfläche mit einer solchen Größe um die Fügestelle aufgebracht wird, daß die anzuwendende Andruckkraft keinen Abdruck in den Blechteilen hinterläßt und die Matrize sich seitlich öffnen kann.
5. Durchsetzfügeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Andruckkraft bereits vor Beginn des Fügevorgangs auf die umgebenden Blechteile aufgebracht wird.
6. Durchsetzfügeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Blechteile gegenüber der Umgebungstemperatur erhöht wird.
7. Durchsetzfügeverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechteile auf eine 10° C bis 50° C höhere Temperatur als die Umgebungstemperatur gebracht werden.
8. Durchsetzfügevorrichtung zum Verbinden von übereinanderliegen- den Blechteilen mit einer Matrize und einem in eine Hohlform der Matrize eindringbaren Stempel, wobei die Matrize einen Amboß und davon hochstehende, seitlich ausschwenkbare Formstücke zur Begrenzung der Hohlform, in die lokal durchgesetzt wird, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (1) von einem Anpreßelement (18) für eine Krafteinleitung auf die Blechteile (12, 13) umschlossen ist und der Amboß (5) und der Stempel (1) jeweils einen eine Wirkfläche (16, 6) aufweisenden Stift (15, 22) aus einem Werkstoff hoher Festigkeit besitzen, der in einen Grundkörper (23, 27) aus einem anderen Werkstoff eingepreßt ist.
9. Durchsetzfügevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel- und Amboßgrundkörper (23, 27) Durchgangsbohrungen (24, 29) aufweisen, die die jeweiligen Stifte (15, 22) innenliegend aufnehmen.
10. Durchsetzfügevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (15, 22) sich an dem der jeweiligen Wirkfläche (16, 6) gegenüberliegenden Ende jeweils an einer planen Unterlegplatte (25, 28) abstützen, über die eine Druckbelastung an dem Amboß (5) und dem Stempel (1) in eine Werkzeugaufnahme (3, 4) einleitbar ist.
11. Durchsetzfügevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegplatten (25, 28) aus einem hochfesten Werkstoff bestehen.
12. Durchsetzfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff hoher Festigkeit Hartmetall oder hochfeste Keramik einsetzbar ist.
13. Durchsetzfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkflächen (6, 16) von dem Amboß (δ) und/oder dem Stempel (1) mit einer Umfangsfase (31) versehen sind.
14. Durchsetzfügevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfase (31) abgerundet ist.
1δ. Durchsetzfügevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfase (31) einen Dreieckquerschnitt aufweist.
16. Durchsetzfügevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfase (31) eine eine Abrundung approximierende abknickende Querschnittsform aufweist.
17. Durchsetzfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkflächen (6, 16) von Amboß (δ) und/- oder Stempel (1) mit einem den Werkstofffluß begünstigenden Oberflächenfinish versehen sind.
18. Durchsetzfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßelement (18) eine am Stempel (1) geführte Preßplatte ist, die von einer oder mehreren vorgespannten Federn (19, 20) abgestützt ist.
19. Durchsetzfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßelement (18) am Grundkörper (23) des Stempels (1) geführt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180272408A1 (en) * 2015-09-28 2018-09-27 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Cutting method using a stamping press

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10031073B4 (de) * 2000-06-30 2016-11-24 Gustav Klauke Gmbh Verfahren zum Vernieten
US7578055B2 (en) * 2001-05-11 2009-08-25 Eugen Rapp Tool for the mechanical connection of plates
DE10245604A1 (de) * 2002-09-30 2004-04-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Verbinden von einander überlappenden, plattenförmigen Bauteilen
CN100341639C (zh) * 2005-11-30 2007-10-10 天津理工大学 加工快速连接结构的可分式模具
KR20090037995A (ko) 2006-05-31 2009-04-17 캐스트 씨알씨 리미티드 예열에 의해 셀프 피어싱 리벳을 사용하여 금속요소를 접합하는 방법 및 장치
JP5461853B2 (ja) * 2009-03-10 2014-04-02 矢崎総業株式会社 金属接合体、金属接合方法、及び、金属接合装置
BR112016009982A8 (pt) * 2013-11-04 2020-04-07 Bollhoff Attexor Sa ferramenta para formação de juntas do tipo de rebitamento
CN103801813B (zh) * 2014-01-17 2015-08-26 西安交通大学 基于逆变电阻焊与交流伺服直驱冲压板材的复合连接装置
EP3411178B1 (de) 2016-02-03 2021-03-31 Utica Enterprises, Inc. Vorrichtung und verfahren zum mechanischen fügen von fortschrittlichem hochfestem stahl
JP6692200B2 (ja) * 2016-03-31 2020-05-13 株式会社神戸製鋼所 メカニカルクリンチ接合部品の製造方法
NL1043110B1 (en) * 2018-12-24 2020-07-21 Bosch Gmbh Robert Process for manufacturing a laminate of stacked metal parts including a multi-layer blanking process step
CN111672989B (zh) * 2020-06-12 2021-06-22 中南大学 平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置及方法
CN111644502B (zh) * 2020-06-12 2021-06-22 中南大学 电磁驱动的旋锁式板材连接装置及方法
WO2024009875A1 (ja) * 2022-07-05 2024-01-11 電元社トーア株式会社 鍛接装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5435049A (en) * 1980-09-08 1995-07-25 Btm Corporation Apparatus for joining sheet material
DE3726392A1 (de) * 1987-08-07 1989-02-16 Kuka Schweissanlagen & Roboter Verfahren zum verbinden aufeinanderliegender duenner platten oder plattenabschnitte
DE3805688A1 (de) * 1988-02-24 1989-09-07 Eckold Vorrichtung Vorrichtung zum durchsetzfuegen von blechwerkstuecken
US5528815A (en) * 1990-04-03 1996-06-25 Webb; Edward L. T. Clinching tool for sheet metal joining
DE9114122U1 (de) * 1991-11-13 1993-04-01 Eckold Gmbh & Co Kg, 3424 St. Andreasberg, De
ATE186484T1 (de) * 1991-11-27 1999-11-15 Henrob Ltd Verfahren zur verbindung von platten

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9845065A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180272408A1 (en) * 2015-09-28 2018-09-27 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Cutting method using a stamping press

Also Published As

Publication number Publication date
ATE219708T1 (de) 2002-07-15
CA2257251A1 (en) 1998-10-15
CN1222872A (zh) 1999-07-14
RU99100054A (ru) 2000-11-27
PT934132E (pt) 2002-11-29
EP0934132B1 (de) 2002-06-26
DE59804575D1 (de) 2002-08-01
ES2179494T3 (es) 2003-01-16
JP2000511470A (ja) 2000-09-05
DE19714129A1 (de) 1998-10-15
WO1998045065A1 (de) 1998-10-15
DK0934132T3 (da) 2002-09-30

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