JP2003200230A - 面状に重ね合わされた金属薄板部分を突通し接合するための方法および装置 - Google Patents
面状に重ね合わされた金属薄板部分を突通し接合するための方法および装置Info
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 突通し接合過程もしくはクリンチング過程に
おける結合の度合いを向上させる。 【解決手段】 パンチと、アンビルを有するダイとから
成る接合工具によって金属薄板部分、プロファイルまた
は多重薄板結合部を変形エネルギの作用下に薄板平面か
ら一緒に押し出しかつ圧潰させて、面状に重ね合わされ
た金属薄板部分を突通し接合するための方法において、
変形エネルギを超音波領域でのパンチ（ソノトロード）
の高周波数の振動によって導入し、高周波数の振動を接
合過程で押込み・突通し段階中に縦方向で薄板厚さ方向
に導入し、引き続き冷間据込み過程中に、交番する方向
および／または並進的な振動を有するねじれ振動を薄板
平面方向に導入する。
おける結合の度合いを向上させる。 【解決手段】 パンチと、アンビルを有するダイとから
成る接合工具によって金属薄板部分、プロファイルまた
は多重薄板結合部を変形エネルギの作用下に薄板平面か
ら一緒に押し出しかつ圧潰させて、面状に重ね合わされ
た金属薄板部分を突通し接合するための方法において、
変形エネルギを超音波領域でのパンチ（ソノトロード）
の高周波数の振動によって導入し、高周波数の振動を接
合過程で押込み・突通し段階中に縦方向で薄板厚さ方向
に導入し、引き続き冷間据込み過程中に、交番する方向
および／または並進的な振動を有するねじれ振動を薄板
平面方向に導入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パンチと、アンビ
ル（Ａｍｂｏｓｓ）を有するダイとから成る接合工具に
よって金属薄板部分、プロファイル（異形成形材）また
は多重薄板結合部（Ｍｅｈｒｂｌｅｃｈｖｅｒｂｉｎｄ
ｕｎｇ）を変形エネルギの作用下に薄板平面から部分的
に押し出しかつ圧潰させて、面状に重ね合わされた金属
薄板部分を突通し接合（Ｄｕｒｃｈｓｅｔｚｆｕｅｇｅ
ｎ）するための方法に関する。
ル（Ａｍｂｏｓｓ）を有するダイとから成る接合工具に
よって金属薄板部分、プロファイル（異形成形材）また
は多重薄板結合部（Ｍｅｈｒｂｌｅｃｈｖｅｒｂｉｎｄ
ｕｎｇ）を変形エネルギの作用下に薄板平面から部分的
に押し出しかつ圧潰させて、面状に重ね合わされた金属
薄板部分を突通し接合（Ｄｕｒｃｈｓｅｔｚｆｕｅｇｅ
ｎ）するための方法に関する。
【０００２】さらに本発明は、このような方法を実施す
るための装置、つまり面状に重ね合わされた金属薄板部
分を突通し接合するための装置であって、当該装置がフ
レームと、該フレーム内に配置された接合工具とから成
っており、該接合工具がパンチと、アンビルを有するダ
イとから成っている形式のものに関する。
るための装置、つまり面状に重ね合わされた金属薄板部
分を突通し接合するための装置であって、当該装置がフ
レームと、該フレーム内に配置された接合工具とから成
っており、該接合工具がパンチと、アンビルを有するダ
イとから成っている形式のものに関する。
【０００３】
【従来の技術】「クリンチング（Ｃｌｉｎｃｈｅｎ）」
とも呼ばれる公知の突通し接合では、パンチが作業スト
ローク時に、結合したい薄板に侵入し、この場合、反対
の側では強固なダイまたは分割されたダイが型を形成す
る。
とも呼ばれる公知の突通し接合では、パンチが作業スト
ローク時に、結合したい薄板に侵入し、この場合、反対
の側では強固なダイまたは分割されたダイが型を形成す
る。
【０００４】前記工具によって凹部を加工することによ
って、接合パートナの間には摩擦接続（Ｋｒａｆｔｓｃ
ｈｌｕｓｓ）と共に公知の形状接続効果、つまりいわゆ
る「アンダカット部の形成」が得られる。この場合、こ
の過程は通常、目標とされる底部厚さの減少が得られる
まで実施される。このときに、パンチ側の薄板では、最
初の材料厚さがクリンチパンチの範囲で著しく減寸され
て、いわゆる「ネック厚さ」を形成する。原理的には、
結合強度を向上させるために高いアンダカット量および
高いネック厚さが重要となる。接合パートナ同士の間の
最大変形度のゾーンにおける冷間プレス溶接（Ｋａｌｔ
ｐｒｅｓｓｓｃｈｗｅｉｓｓｕｎｇ）から、結合強度の
一層の向上が得られる。
って、接合パートナの間には摩擦接続（Ｋｒａｆｔｓｃ
ｈｌｕｓｓ）と共に公知の形状接続効果、つまりいわゆ
る「アンダカット部の形成」が得られる。この場合、こ
の過程は通常、目標とされる底部厚さの減少が得られる
まで実施される。このときに、パンチ側の薄板では、最
初の材料厚さがクリンチパンチの範囲で著しく減寸され
て、いわゆる「ネック厚さ」を形成する。原理的には、
結合強度を向上させるために高いアンダカット量および
高いネック厚さが重要となる。接合パートナ同士の間の
最大変形度のゾーンにおける冷間プレス溶接（Ｋａｌｔ
ｐｒｅｓｓｓｃｈｗｅｉｓｓｕｎｇ）から、結合強度の
一層の向上が得られる。
【０００５】このような接合装置は、欧州特許出願公開
第０８９０３９７号明細書に基づき公知である。パンチ
をパンチ側の接合部分へ衝撃または脈動の形で打ち込む
ことにより、パンチの加速度は極めて大きくなり、この
場合、接合部分へのパンチの侵入時にパンチにより接合
部分からダイ内へ一緒に引き込まれる材料量が、従来汎
用のハイドロリック的な力導入を用いた接合の場合より
も少なくなる。脈動の形で力導入が行われると、接合部
分の、パンチ端面の下方に位置する範囲が、より強力に
延伸（ストレッチ）される。
第０８９０３９７号明細書に基づき公知である。パンチ
をパンチ側の接合部分へ衝撃または脈動の形で打ち込む
ことにより、パンチの加速度は極めて大きくなり、この
場合、接合部分へのパンチの侵入時にパンチにより接合
部分からダイ内へ一緒に引き込まれる材料量が、従来汎
用のハイドロリック的な力導入を用いた接合の場合より
も少なくなる。脈動の形で力導入が行われると、接合部
分の、パンチ端面の下方に位置する範囲が、より強力に
延伸（ストレッチ）される。
【０００６】力導入のためには、パンチを侵入させるた
めに設けられた打撃機構に種々の駆動装置が収納されて
いてよい。ニューマチック式の駆動装置、たとえば圧縮
空気ビットまたは圧縮空気ハンマにおけるニューマチッ
ク式の駆動装置、電気的な駆動装置、たとえばクランク
循環駆動装置、アンバランスモータまたは電磁式の駆動
装置、エレクトロニューマチック式の駆動装置またはサ
ーボハイドロリック式の駆動装置を備えた駆動装置が使
用される。これによって、周波数、衝撃強さおよび衝撃
速度を所定の範囲内で変化させることができる。
めに設けられた打撃機構に種々の駆動装置が収納されて
いてよい。ニューマチック式の駆動装置、たとえば圧縮
空気ビットまたは圧縮空気ハンマにおけるニューマチッ
ク式の駆動装置、電気的な駆動装置、たとえばクランク
循環駆動装置、アンバランスモータまたは電磁式の駆動
装置、エレクトロニューマチック式の駆動装置またはサ
ーボハイドロリック式の駆動装置を備えた駆動装置が使
用される。これによって、周波数、衝撃強さおよび衝撃
速度を所定の範囲内で変化させることができる。
【０００７】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００６
００３５号明細書に基づき、金属薄板、プロファイルお
よび／または多重薄板結合部を機械的に接合するための
装置が公知である。この公知の装置では、上側部分とダ
イとから成る接合工具のパンチが、このパンチに短時間
で連続的に作用する複数回の衝撃によるか、または脈動
により、所定の励起周波数で、接合したい部分に侵入す
るようになっている。
００３５号明細書に基づき、金属薄板、プロファイルお
よび／または多重薄板結合部を機械的に接合するための
装置が公知である。この公知の装置では、上側部分とダ
イとから成る接合工具のパンチが、このパンチに短時間
で連続的に作用する複数回の衝撃によるか、または脈動
により、所定の励起周波数で、接合したい部分に侵入す
るようになっている。
【０００８】パンチの外周面には少なくともパンチの前
側の自由な端区分の範囲で、滑り止め作用が付与されて
いる。これにより、パンチ先端部の外周面と、接合した
い部分との間に摩擦値の増大が生じる。
側の自由な端区分の範囲で、滑り止め作用が付与されて
いる。これにより、パンチ先端部の外周面と、接合した
い部分との間に摩擦値の増大が生じる。
【０００９】パンチ面の端面に付加的に滑り止め作用を
付与することにより、パンチ先端部の端面の下方に位置
する材料の延伸を一層低減させることができる。このよ
うな滑り止めは、前で述べたパンチ面を粗面化すること
により行うことができる。通常では、パンチの自由な端
区分の外周面と、端面とに環状の溝筋またはリブが設け
られている。パンチ面に滑り止め特性を付与するための
別の構成では、パンチ面が、滑り止め作用を有するコー
ティングを備えていてよい。
付与することにより、パンチ先端部の端面の下方に位置
する材料の延伸を一層低減させることができる。このよ
うな滑り止めは、前で述べたパンチ面を粗面化すること
により行うことができる。通常では、パンチの自由な端
区分の外周面と、端面とに環状の溝筋またはリブが設け
られている。パンチ面に滑り止め特性を付与するための
別の構成では、パンチ面が、滑り止め作用を有するコー
ティングを備えていてよい。
【００１０】パンチ面の摩擦値増大に基づき、接合部分
へのパンチの侵入時に、接合部分の、接合個所に隣接し
た範囲から、より多くの材料が引き込まれるようにな
り、この材料はアンダカット部を形成する据込みプロセ
スのために提供され、これによって接合個所のネック範
囲における延伸量が増大させられることにより、このネ
ック範囲の、より高い強化が得られ、かつ接合個所の強
度特性値が改善される。変形度とアンダカット部とに基
づき、この場合にも冷間プレス溶接の改善による結合強
度の一層の向上が得られる。
へのパンチの侵入時に、接合部分の、接合個所に隣接し
た範囲から、より多くの材料が引き込まれるようにな
り、この材料はアンダカット部を形成する据込みプロセ
スのために提供され、これによって接合個所のネック範
囲における延伸量が増大させられることにより、このネ
ック範囲の、より高い強化が得られ、かつ接合個所の強
度特性値が改善される。変形度とアンダカット部とに基
づき、この場合にも冷間プレス溶接の改善による結合強
度の一層の向上が得られる。
【００１１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８９０３９７号明
細書
細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００
６００３５号明細書
６００３５号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、突通
し接合過程もしくはクリンチング過程における結合の度
合いを向上させることである。
し接合過程もしくはクリンチング過程における結合の度
合いを向上させることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の、面状に重ね合わされた金属薄板部分を突通
し接合するための方法では、変形エネルギを超音波領域
でのパンチ（ソノトロードもしくはホーン）の高周波数
の振動によって導入し、高周波数の振動を接合過程で押
込み・突通し段階（Ｅｉｎｓｅｎｋ−／Ｄｕｒｃｈｓｅ
ｔｚｐｈａｓｅ）中に縦方向（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａ
ｌ）で薄板厚さ方向に導入し、引き続き冷間据込み過程
（Ｋａｌｔｓｔａｕｃｈｖｏｒｇａｎｇ）中に、交番す
る方向および／または並進的な振動を有するねじれ振動
を薄板平面方向に、つまり薄板平面に対して平行な方向
に導入するようにした。
に本発明の、面状に重ね合わされた金属薄板部分を突通
し接合するための方法では、変形エネルギを超音波領域
でのパンチ（ソノトロードもしくはホーン）の高周波数
の振動によって導入し、高周波数の振動を接合過程で押
込み・突通し段階（Ｅｉｎｓｅｎｋ−／Ｄｕｒｃｈｓｅ
ｔｚｐｈａｓｅ）中に縦方向（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａ
ｌ）で薄板厚さ方向に導入し、引き続き冷間据込み過程
（Ｋａｌｔｓｔａｕｃｈｖｏｒｇａｎｇ）中に、交番す
る方向および／または並進的な振動を有するねじれ振動
を薄板平面方向に、つまり薄板平面に対して平行な方向
に導入するようにした。
【００１４】さらに上記課題を解決するために本発明
の、面状に重ね合わされた金属薄板部分を突通し接合す
るための装置の構成では、接合工具が超音波装置を備え
ており、該超音波装置が、脈動する力を接合部分に加え
るようになっており、しかも超音波装置がパンチとダイ
とに配置されているようにした。
の、面状に重ね合わされた金属薄板部分を突通し接合す
るための装置の構成では、接合工具が超音波装置を備え
ており、該超音波装置が、脈動する力を接合部分に加え
るようになっており、しかも超音波装置がパンチとダイ
とに配置されているようにした。
【００１５】
【発明の効果】本発明による方法は、慣用の突通し接合
の場合に１回の作業ステップで加えられなければならな
い圧力が減じられるような突通し接合方法もしくはクリ
ンチング方法を包含している。
の場合に１回の作業ステップで加えられなければならな
い圧力が減じられるような突通し接合方法もしくはクリ
ンチング方法を包含している。
【００１６】変形エネルギは本発明によれば、超音波領
域内の、ソノトロード（Ｓｏｎｏｔｒｏｄｅ）として働
くパンチの高周波数の振動によって持ち込まれる。互い
に最適に調和された状態で、振動系には小さな質量と、
比較的小さな衝撃エネルギとが大きな衝撃周波数で対応
している。
域内の、ソノトロード（Ｓｏｎｏｔｒｏｄｅ）として働
くパンチの高周波数の振動によって持ち込まれる。互い
に最適に調和された状態で、振動系には小さな質量と、
比較的小さな衝撃エネルギとが大きな衝撃周波数で対応
している。
【００１７】また、変形エネルギをマトリックス全体も
しくはダイ全体の高周波数の振動によって導入するか、
またはダイの所定の個所でのみの高周波数の振動によっ
て導入するか、あるいは有利にはパンチとダイとにおけ
る高周波数の振動によって導入することもできる。
しくはダイ全体の高周波数の振動によって導入するか、
またはダイの所定の個所でのみの高周波数の振動によっ
て導入するか、あるいは有利にはパンチとダイとにおけ
る高周波数の振動によって導入することもできる。
【００１８】その場合、このような装置では、たとえば
互いに向かい合って位置する個所に１つの超音波ユニッ
トが配置されているか、あるいはまた接合したい材料層
の複数の超音波ユニットが配置されている。これらの超
音波ユニットは、これらの超音波ユニットがそのエネル
ギの導入を有利にはパンチとダイとの互いに向かい合っ
て位置する範囲から同時に、接合したい材料層の接合範
囲へ導入するように互いに協働する。このためには、各
超音波ユニットがその出力、周波数、振幅および位相位
置のパラメータに関して互いに調和される。
互いに向かい合って位置する個所に１つの超音波ユニッ
トが配置されているか、あるいはまた接合したい材料層
の複数の超音波ユニットが配置されている。これらの超
音波ユニットは、これらの超音波ユニットがそのエネル
ギの導入を有利にはパンチとダイとの互いに向かい合っ
て位置する範囲から同時に、接合したい材料層の接合範
囲へ導入するように互いに協働する。このためには、各
超音波ユニットがその出力、周波数、振幅および位相位
置のパラメータに関して互いに調和される。
【００１９】その場合、接合過程では、パンチおよび／
またはダイがアクチュエータもしくは作動手段によって
互いに向かって線状に案内される。
またはダイがアクチュエータもしくは作動手段によって
互いに向かって線状に案内される。
【００２０】力導入は、パンチの高周波数の振動の周波
数、振幅および位相位置を変えることによって的確に調
節され得る。
数、振幅および位相位置を変えることによって的確に調
節され得る。
【００２１】変形加工装置全体は振動に対して絶縁され
る。接合工具だけが、その都度の使用事例に関連した規
模で振動させられることが有利である。この場合、主と
してパンチとダイとが一緒になって、カップリングされ
た１つの振動系を形成する。機械全体の固有周波数を抑
制するためには、フレームの振動特性に影響を与えるこ
とが可能であってよい。このことは、付加質量体または
可変の補剛部を用いた付加的な装置により行われる。
る。接合工具だけが、その都度の使用事例に関連した規
模で振動させられることが有利である。この場合、主と
してパンチとダイとが一緒になって、カップリングされ
た１つの振動系を形成する。機械全体の固有周波数を抑
制するためには、フレームの振動特性に影響を与えるこ
とが可能であってよい。このことは、付加質量体または
可変の補剛部を用いた付加的な装置により行われる。
【００２２】接合工具の衝撃の高い励起周波数に基づ
き、短い作用時間で高いピーク力が生ぜしめられる。こ
れに相応して、作動手段により形成された押圧力を接合
過程中に相応して減少させることができる。パンチとダ
イとにより実施される互いに相対的な運動は場合によっ
ては極めて僅かにしか押圧されず、単に追従されるに過
ぎない。
き、短い作用時間で高いピーク力が生ぜしめられる。こ
れに相応して、作動手段により形成された押圧力を接合
過程中に相応して減少させることができる。パンチとダ
イとにより実施される互いに相対的な運動は場合によっ
ては極めて僅かにしか押圧されず、単に追従されるに過
ぎない。
【００２３】超音波による力作用はパンチを介して押込
み段階中ではまず有利には縦方向で、つまり薄板厚さ方
向で、工具の迅速な打撃によって行われる。
み段階中ではまず有利には縦方向で、つまり薄板厚さ方
向で、工具の迅速な打撃によって行われる。
【００２４】引き続き、冷間据込み過程中に超音波は、
交番する方向かつ／または並進的な振動を有するねじれ
振動を介して、有利には薄板平面方向で接合部分に導入
される。このことは冷間プレス溶接に対して付加的に、
表面上の汚染除去の局所的な改善を可能にし、ひいては
冷間溶接された範囲の増大を可能にする。これにより、
接合部分は摩擦接続的（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉ
ｇ）な結合および形状接続的（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓ
ｓｉｇ）な結合（嵌合に基づく係合）に加えて、ウェブ
厚さ（残留底部厚さ）の範囲で材料接続的に（ｓｔｏｆ
ｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）互いに結合される。このこと
は、高められた剪断引張強度もしくは剥離引張強度（Ｋ
ｏｐｆｚｕｇｆｅｓｔｉｇｋｅｉｔ）をもたらす。
交番する方向かつ／または並進的な振動を有するねじれ
振動を介して、有利には薄板平面方向で接合部分に導入
される。このことは冷間プレス溶接に対して付加的に、
表面上の汚染除去の局所的な改善を可能にし、ひいては
冷間溶接された範囲の増大を可能にする。これにより、
接合部分は摩擦接続的（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉ
ｇ）な結合および形状接続的（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓ
ｓｉｇ）な結合（嵌合に基づく係合）に加えて、ウェブ
厚さ（残留底部厚さ）の範囲で材料接続的に（ｓｔｏｆ
ｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）互いに結合される。このこと
は、高められた剪断引張強度もしくは剥離引張強度（Ｋ
ｏｐｆｚｕｇｆｅｓｔｉｇｋｅｉｔ）をもたらす。
【００２５】これによって、押込み・突通し段階中に摩
擦接続的な結合および／または形状接続的な結合が形成
され、そして有利には冷間据込み過程中に材料接続的な
結合が形成される。
擦接続的な結合および／または形状接続的な結合が形成
され、そして有利には冷間据込み過程中に材料接続的な
結合が形成される。
【００２６】超音波により発生した摩擦熱は、接合部分
の形状変化強度の、温度に関連した減少に基づき、一層
容易な変形加工に対して助成作用を加える。
の形状変化強度の、温度に関連した減少に基づき、一層
容易な変形加工に対して助成作用を加える。
【００２７】薄板はコーティングまたは表面処理されて
いるか、種々異なる厚さを有しているか、種々の材料か
ら製造されているか、あるいはまた中間層を有していて
よい。
いるか、種々異なる厚さを有しているか、種々の材料か
ら製造されているか、あるいはまた中間層を有していて
よい。
【００２８】切断要素を有する突通し接合の場合には、
接合エレメントが、組み合わされた剪断切断・突通し接
合過程と冷間据込み過程との局所的な作用を受ける。薄
板平面から押し出された薄板材料は据込み加工されるの
で、拡幅加工（Ｂｒｅｉｔｅｎ）によって摩擦接続的な
結合および形状接続的な結合が生じる。
接合エレメントが、組み合わされた剪断切断・突通し接
合過程と冷間据込み過程との局所的な作用を受ける。薄
板平面から押し出された薄板材料は据込み加工されるの
で、拡幅加工（Ｂｒｅｉｔｅｎ）によって摩擦接続的な
結合および形状接続的な結合が生じる。
【００２９】切断要素なしの突通し接合の場合には、押
込みにより接合範囲が区画されるような、組み合わされ
た押込み・突通し過程と、突き通された材料体積が据え
込まれる冷間据込み過程とにおいて、摩擦接続・形状接
続・材料接続的な結合が流れ押出し加工（Ｆｌｉｅｓｓ
ｐｒｅｓｓｅｎ）によって形成される。このときに、ダ
イ側の接合部分とパンチ側の接合部分との互いに異なる
流れ特性が与えられている。
込みにより接合範囲が区画されるような、組み合わされ
た押込み・突通し過程と、突き通された材料体積が据え
込まれる冷間据込み過程とにおいて、摩擦接続・形状接
続・材料接続的な結合が流れ押出し加工（Ｆｌｉｅｓｓ
ｐｒｅｓｓｅｎ）によって形成される。このときに、ダ
イ側の接合部分とパンチ側の接合部分との互いに異なる
流れ特性が与えられている。
【００３０】本発明の特別な利点は、ウェブ厚さ（残留
底部厚さ）の範囲における摩擦接続・形状接続的な結合
に加えて接合部分の材料接続的な結合が得られることに
ある。このことから得られる、高められた剪断引張強度
もしくは剥離引張強度は、変形加工技術的な薄板接合の
使用可能性を拡張させるか、またはそれどころか、接合
された部分の改善された材料特性に基づき、機械的な接
合結合のための新しい使用を提供する。
底部厚さ）の範囲における摩擦接続・形状接続的な結合
に加えて接合部分の材料接続的な結合が得られることに
ある。このことから得られる、高められた剪断引張強度
もしくは剥離引張強度は、変形加工技術的な薄板接合の
使用可能性を拡張させるか、またはそれどころか、接合
された部分の改善された材料特性に基づき、機械的な接
合結合のための新しい使用を提供する。
【００３１】さらに、より大きなスロート（Ａｕｓｌａ
ｄｕｎｇ）と自由空間とを有するパワーフォーマもしく
は力形成器（Ｋｒａｆｔｆｏｒｍｅｒ）を形成すること
が可能となる。なぜならば、これによって必要となる変
形力の高さが低減されるからである。
ｄｕｎｇ）と自由空間とを有するパワーフォーマもしく
は力形成器（Ｋｒａｆｔｆｏｒｍｅｒ）を形成すること
が可能となる。なぜならば、これによって必要となる変
形力の高さが低減されるからである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 デトレフ ノヴォトニ
ドイツ連邦共和国 グラーベンシュテッテ
ン ウラッハー シュトラーセ 67
(72)発明者 フォルクマー シューラー
ドイツ連邦共和国 ウルム ブランデンブ
ルクヴェーク 97
Claims (5)
- 【請求項１】 パンチと、アンビルを有するダイとから
成る接合工具によって金属薄板部分、プロファイルまた
は多重薄板結合部を変形エネルギの作用下に薄板平面か
ら一緒に押し出しかつ圧潰させて、面状に重ね合わされ
た金属薄板部分を突通し接合するための方法において、
変形エネルギを超音波領域でのパンチ（ソノトロード）
の高周波数の振動によって導入し、高周波数の振動を接
合過程で押込み・突通し段階中に縦方向で薄板厚さ方向
に導入し、引き続き冷間据込み過程中に、交番する方向
および／または並進的な振動を有するねじれ振動を薄板
平面方向に導入することを特徴とする、面状に重ね合わ
された金属薄板部分を突通し接合するための方法。 - 【請求項２】 接合過程中にパンチおよび／またはダイ
を作動手段によって互いに向かって線状に案内する、請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 接合過程中にパンチの高周波数の振動の
周波数、振幅および位相位置を、力導入の最適化のため
に変化させる、請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 有利には押込み・突通し段階中に摩擦接
続的な結合および／または形状接続的な結合を形成し、
冷間据込み過程中に材料接続的な結合を形成する、請求
項３記載の方法。 - 【請求項５】 面状に重ね合わされた金属薄板部分を突
通し接合するための装置であって、当該装置がフレーム
と、該フレーム内に配置された接合工具とから成ってお
り、該接合工具がパンチと、アンビルを有するダイとか
ら成っている形式のものにおいて、接合工具が超音波装
置を備えており、該超音波装置が、脈動する力を接合部
分に加えるようになっており、しかも超音波装置がパン
チとダイとに配置されていることを特徴とする、面状に
重ね合わされた金属薄板部分を突通し接合するための装
置。
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|---|---|
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| JP (1) | JP2003200230A (ja) |
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| DE102011051301A1 (de) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Technische Universität Chemnitz | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Metall-Kunststoff-Verbindung |
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| US10406583B2 (en) | 2015-12-10 | 2019-09-10 | The Boeing Company | Apparatus, system, and method for forming metal parts |
| CN107413871A (zh) * | 2017-09-28 | 2017-12-01 | 中国地质大学（武汉） | 一种复合超声振动辅助微挤压成形加工设备 |
| DE102020104529B4 (de) | 2020-02-20 | 2023-03-02 | Technische Universität Chemnitz | Vorrichtung und Verfahren zum mechanischen Fügen von Hohlprofilen |
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| US3643483A (en) * | 1969-08-13 | 1972-02-22 | Univ Ohio State | Sonic system for deformation of sheet material |
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-
2001
- 2001-12-13 DE DE10161250A patent/DE10161250B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-12-11 US US10/316,543 patent/US6862913B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-12-13 JP JP2002362645A patent/JP2003200230A/ja not_active Abandoned
- 2002-12-13 FR FR0215801A patent/FR2833503B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| FR2833503A1 (fr) | 2003-06-20 |
| FR2833503B1 (fr) | 2005-01-21 |
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