JP2004520941A - 板を機械的に結合するための工具 - Google Patents

Abstract

スタンプ（１）とダイ（２）とから成り、その際、それぞれスタンプ及びダイが、２つの部分から形成されており、その際、一方の部分（８，１３）が、それぞれ直接加工をするために使用され、従って、比較的硬い材料から成るのに対し、他方の部分（７，１２）が、工具を保持するために使用される、特に接合のための機械工具を提案する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、主請求項の種類に従うスタンプとダイによって板の機械加工をするための、即ち板の相互結合（接合等）、プレス、打抜き等をするための工具から出発する。
【背景技術】
【０００２】
この種の様式の接合のために使用される通常の工具（特許文献１）の場合、スタンプは、比較的小さい直径のピンを備え、このピンによって、互いに結合すべき板が、ダイの袋穴内へと深絞り及び圧搾され、このようにして、これらの板の間の強固な結合が得られる。他のこの種の方法も公知であり、この方法では、スタンプとダイとから成る工具が使用され、これらの工具は、板のプレス、打抜き等のために使用され、特に、板の部分を結合するためにも使用される（特許文献２）。
【０００３】
接合結合の場合に、スタンプ側及び／又はダイ側で、工具を、即ちスタンプ及びダイを激しく冷却することも公知であり、これにより、少なくとも部分的にポリマから成るか、又はポリマを含有する板を互いに結合することもできる（特許文献３）。これにより、ポリマ、ゴム等のような粘弾性材料から成る板を、例えば金属のような他の材料と共に加工する場合は、その際にこのような結合を可能にする似たような物理的な前提があることに達する。この様式の多部分から成る工具は、当然費用がかかり、相応の目的もしくは相応の必要性がある場合にしか使用されない。
【０００４】
この種の様式の他の公知の方法（特許文献４）の場合、特に、工作機械の工具収容部内での工具の、即ちスタンプ又はダイの収容に注意が払われるが、これは、これらの工具を有利に交換することを目的とし、このため、相応の半径方向の摺動能力が予め備えられている。
【０００５】
しかしながらまたこれらの場合でも、基本的に、直接加工工程に関わる工具部分は、特に応力を受ける。この場合に使用される工具の耐用年数は、工具材料の使用及び要求に相応し、多くの場合、不十分に低い。現行の水準を達成するため、工具を製造するための費用は非常に高い。何故なら、これらの工具は、相応の硬さを応力を受ける範囲内で備えなければならないからである。他方で、このような硬さは、工具を破損へと導いてしまい、特に、しばしば必要な著しい長手方向延在範囲が、その作業方向に対して横断方向に与えられている場合に生じる。加えて、保持をするためには、最低長手方向延在範囲が作業方向に必要であり、即ち、これらの状況に基づいて、スタンプ及びダイは、このような高い耐用年数にとって必要な硬さの場合に、ある程度の破損傾向を備え、その際、このような破損は、破滅的な結果を伴ってしまう。特に、工具が、シリーズ製品で、自動車における板を結合する際に使用される場合に、このような欠点は、破滅的な結果を伴う。従って、常に、最も有利な硬さを備え、僅かな破損傾向しか備えない場合でも、最適な寿命を有する工具が得られるように努められる。
【特許文献１】独国特許第３７１０９２９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９９１３６９５号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９７５２２０１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０００６７８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、最も有利な硬さを備え、僅かな破損傾向しか備えない場合でも、最適な寿命を有する工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、主請求項の特徴を有する板の機械加工をするための工具によって解決される。
【０００８】
主請求項を特徴付ける特徴を有する本発明による工具は、従来技術による工具に対し、実際に加工をするために必要である部分だけが、即ち挿入部分だけが、所望の硬さを備え、その形態に基づいて、僅かにしか又は全く破損応力を受けないのに対し、他の部分は、即ち収容部分は、その目的に応じて比較的柔軟で弾性的な材料から構成することができるという利点を有する。スタンプがそれぞれ及び／又はダイがそれぞれ２分割されているにも関わらず、工具の製造費用は、特に上で説明したリスクを考慮して、比較可能な従来技術におけるよりも僅かである。更に、特に作業力を伝達するスタンプ及び／又はダイの横断面が、本来の板加工に晒されている横断面よりも大きく、従って、本発明では、有利なことに、力を伝達するためには弾性的な材料から成る大きな横断面が存在し、本来の板加工のためには相応の工具硬さを有する小さい横断面が使用されるということが加わる。
【０００９】
工具の様式に応じて、本発明は、スタンプ側か、ダイ側か、又は両側かのいずれかで使用することができる。
【００１０】
本発明の有利な形態によれば、スタンプ及び／又はダイが、駆動方向に対して（作業方向に対して）横断方向に分割されて形成されており、これにより、十分な形状閉塞もしくはこれにより付与される動力伝達能力が得られる。この場合、作業方向に互いに向かい合って位置する挿入部分及び収容部分の面を、いかなる過剰な応力も、特に収容部分の面において生じないような大きさで形成することは問題ない。
【００１１】
本発明の付加的な有利な形態によれば、挿入部分に面した収容部分の端面に、挿入部分との形状閉塞的な結合をするための切欠き部が存在する。通常の方法では、この切欠き部は、穴等であり、この穴内へと、対応する挿入部分が、この挿入部分に面した端部によって差込み可能もしくは挿入可能である。この場合、挿入部分の縁部は、容易な導入が得られるように、傾斜付け又は丸み付けをしても良い。
【００１２】
これに関する本発明の有利な形態によれば、挿入部分と収容部分との間の形状閉塞的な結合部は、圧縮結合部として形成されており、即ち半径方向の圧力が、切欠き部の内壁と挿入部分のジャケット面との間に存在する。
【００１３】
本発明の付加的な有利な形態によれば、挿入部分は、プラグ状に形成されており、これを切欠き部内へと挿入した後、この切欠き部の底部を構成する。本発明のこの形態は、特にダイに関するが、このダイの場合は、その際、挿入部分が、切欠き部から突出しない。何故なら、この挿入部分は、底部を、そこに付与された特別に高い応力のために構成すべきであるからである。
【００１４】
本発明の付加的な有利な形態によれば、収容部分と挿入部分との間の結合部が、捩れに対して確実に形成されている。この捩れに対する確実性は、収容部に根本がある円形横断面を単純に平坦にすることによって得ることができる。
【００１５】
本発明の特別な有利な形態によれば、切欠き部の側壁は、スタンプのジャケット面に対する半径方向の間隔を備え、その際、切欠き部は、半径及び軸の方向に袋状開口部として形成されており、この袋状開口部の側壁は、スタンプの運動方向に延在し、かつ切欠き部の底部のように頑強に形成されている。スタンプ及びダイのこのような形成は、それ自身公知（欧州特許第０２１５４４９号明細書）であるが、もっとも、冒頭で述べた従来技術の欠点を有する。ここで、本発明を使用することによって、著しい進歩が得られる。何故なら、周知のように、板部分の深絞り及び後続の圧搾をする場合、作業方向に進行する負荷は、特別に高く、これに対し、半径方向の抵抗力は、本質的に僅かとなり得るからである。
【００１６】
本発明の他の特別な形態によれば、構造部分、即ちボルト、ナット等を板と結合するための工具が使用され、その際、工具スタンプの前には、加工した後、板に残留する使い捨てのスタンプが接続されている（特許文献２）。
【００１７】
本発明の更なる利点及び有利な形態は、以下の説明、図面、及び請求項から読み取り可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の対象の実施例を、図面に示し、以下で詳細に説明する。
【００１９】
図面には、本発明による工具が、工具ホルダを含めて、しかしながら工作機械自体におけるその収容部は含まれていないが、分解展開図に示されており、その際、スタンプ１とダイ２との間には、互いに結合すべき２つの板３が配設されている。これらの板を互いに結合するため、スタンプ１は、下方へと操作され、その端部に配設されたピン４で、相応に作用を受ける板３の部分を、ダイ２の切欠き部５内へと引き入れ、行程を継続した場合に、深く引き入れられたこれらの板部分を半径方向にも圧搾し、従って、深絞り及び圧搾された板部分の相互噛合いが行なわれ、これにより、この接合によって、板３の間の強固な結合が生じる。
【００２０】
スタンプ１は、工具ホルダ６を介して、ここには図示されてない工作機械内に配設されており、２つの部分、即ち収容部分７と、ピン４を備える挿入部分８とから成る。高い応力に基づいて、ピン４を有する挿入部分８は、その大きな横断面に基づいて僅かにしか応力を受けない収容部分７よりも、もしくは工具保持部６よりも本質的に高い硬さを備える。収容部分７及び挿入部分８は、圧縮結合部９を介して互いに結合されており、その際、挿入部分８の上端部は、収容部分７の切欠き部１０内へと形状閉塞的に差し込まれており、高い力を吸収するのに適している。挿入部分８と収容部分７との間の捩れ防止部として、切欠き部１０内へと突出する挿入部分８の終端部分における平坦部１１が使用される。
【００２１】
同様に工具保持部６内に配設されているダイ２も、切欠き部５を備える収容部分１２と切欠き部５内へと押し込まれたプラグ１３から成る２つの部分から形成されており、このプラグは、切欠き部５内への良好な導入のために、その下側に、面取り部１４を備える。その上側には、同様に面取り部１５が設けられていても良く、従って、最終的に製造のために有利な溝１６が生じる。残留する切欠き部５の残部は、公知の方法で、ダイ２の深絞り開口部１７として役立つ。従って、この深絞り開口部１７の底部は、プラグ１３によって構成され、このプラグは、同様に、このダイの収容部分１２よりも本質的に大きな材料硬さを備える。
【００２２】
工具保持部６は、それぞれ１つの工作機械と結合されるソケット部分１８を備え、このソケット部分内へと、スタンプ１もしくはダイ２が挿入され、袋ナット１９もしくはバネカラー２０並びにバネ２１によってその作業位置に保持される。
【００２３】
上記の説明、請求項及び図面に図示された全ての特徴は、個別にでも、任意に組み合せても、共に本発明の本質的なことであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図２における線Ｉ−Ｉに対応する部分について、スタンプ、ダイ、及び工具ホルダを経る部分縦断面図を、分解展開図に示す。
【図２】図１における線ＩＩ−ＩＩに対応する横断面図を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１ スタンプ
２ ダイ
３ 板
４ ピン
５ 切欠き部
６ 工具
７ 収容部分
８ 挿入部分
９ 圧縮差込み結合部
１０ 切欠き部
１１ 平坦部
１２ 収容部分
１３ プラグ
１４ 面取り部
１５ 面取り部
１６ 溝
１７ ダイ開口部
１８ ソケット部分
１９ 袋ナット
２０ バネカラー
２１ バネ

Claims (8)

1. それぞれその板（３）とは逆に面した端部が工作機械の工具収容部内に保持されているスタンプ（１）とダイ（２）によって板（３）等の機械加工をするための、即ち板の相互結合（接合等）、プレス、打抜き等をするための工具において、
   −スタンプ（１）及び／又はダイ（２）が、それぞれ、板（３）を直接加工するために使用される挿入部分（８，１３）と保持のために使用される収容部分（７，１２）とから構成されていること、
   −挿入部分（８，１３）と収容部分（７，１２）との間に、形状閉塞的な結合部が存在すること、そして、
   −挿入部分（８，１３）が、収容部分（７，１２）よりも硬い材料から成ること、
   を特徴とする工具。
2. スタンプ（１）及び／又はダイ（２）が、駆動方向に対して（作業方向に対して）横断方向に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の工具。
3. 挿入部分（８，１３）に面した収容部分（７，１２）の端面に、挿入部分（８，１３）との形状閉塞的な結合をするための切欠き部（５，１０）が存在することを特徴とする請求項１又は２に記載の工具。
4. 挿入部分（８，１３）と収容部分（７，１２）との間の形状閉塞的な結合部が、圧縮結合部として形成されていることを特徴とする請求項３に記載の工具。
5. 挿入部分（１３）が、プラグ状に形成されており、これを切欠き部（５）内へと挿入した後、この切欠き部の底部を構成することを特徴とする請求項３又は４に記載の工具。
6. 収容部分（７）と挿入部分（８）との間の結合部が、捩れに対して確実であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の工具。
7. −切欠き部（５）の側壁が、成形スタンプ（４）のジャケット面に対する半径方向の間隔を備えること、そして、
   −ダイ（２）内の切欠き部（５）が、半径及び軸の方向に袋状開口部として形成されており、この袋状開口部の側壁が、スタンプ（１）の運動方向に延在し、かつ切欠き部（５）の底部のように頑強に形成されていること、
   を特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の工具。
8. この工具が、板内へと押し込み可能な、工具スタンプによって駆動される使い捨てのスタンプを使用して、板、ボルト、ナット等のような構造部分の板とのリベット様式の結合をするために使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の工具。

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