JPH05208221A - 脆い材料を局部的に成形する方法及び装置 - Google Patents

脆い材料を局部的に成形する方法及び装置

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JPH05208221A
JPH05208221A JP4297149A JP29714992A JPH05208221A JP H05208221 A JPH05208221 A JP H05208221A JP 4297149 A JP4297149 A JP 4297149A JP 29714992 A JP29714992 A JP 29714992A JP H05208221 A JPH05208221 A JP H05208221A
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Japan
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die
anvil
cavity
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machined surface
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JP4297149A
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English (en)
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Gerd Juergen Eckold
ゲルト−ユルゲン、エツコルト
Hans Maass
ハンス、マース
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Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Original Assignee
Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
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    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脆い材料でも局部的に大きく変形させて成形
することのできる方法と装置を提供する。 【構成】 成形中、例えばほぞを用いて接合されるよう
な材料に張力が作用せしめられる。成形されるべき材料
部分が押圧されても脆い破砕は回避される。装置は、ダ
イス型（１０）と、ダイス型中に摺動可能に嵌装されて
いて圧縮スプリング（２６）により予め上方へ弾圧され
た金敷（１２）と、金敷と一列に整列されていて金敷を
ダイス型内へ押し込むことのできるパンチ（３０）とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脆い材料を局部的に成
形する方法と、その方法を実施するための装置に関す
る。本発明は、特に、ほぞによる接合技術を利用した金
属シートの接合に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くのこの種の方法が知られており、例
えば、欧州特許第２１５４４９号，米国特許第４７５７
６０９号及び米国特許第５０４６２２８号等により参照
することができる。総てのこれらの方法の共通の特徴
は、金属シートが平らに重ねて置かれて、両シートの片
側の材料がほぞを用いて局部的に接合され、両シートの
材料が接合部分で摩擦により確実に一体に締め付けられ
るように注意が払われるという点である。
【０００３】この技術は、例えば大量生産を必要とされ
る自動車産業，空調装置産業及び機械組立産業等の多く
の分野で、経済的な生産方法として採用されて来てい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの接合方法は多
くの金属やプラスチック材料に適用可能であるが、例え
ば或る種のアルミニウム合金のような脆い材料をこの方
法で接合することは今まで可能ではなかった。何故かと
言えば、変形能力が不十分で、原則としてこの種の脆い
材料は或る狹い範囲内でのみ非切断成形に耐え得るに過
ぎないからである。
【０００５】本発明の目的は、脆い材料を従来よりも大
きく変形させることのできる方法を提供することにあ
る。特に、脆いアルミニウム合金の複数のシートをほぞ
を用いて接合することができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、特許請求の範囲の請求項１に記載の方法により解
決される。請求項２以降において、その方法の好適な実
施態様とそれを実施するための装置が定義されている。
【０００７】
【作用】従来、或る追加の圧力負荷の下で遂行される成
形においては脆い破砕が発生しないのに、追加の圧力負
荷を掛けない同程度の成形の際に脆い破砕が発生すると
いう経験的に確立している事実は、どのような現象が基
礎となっているのか知られていなかった。勿論、この圧
力負荷は、応力−歪図の弾性域内に留められなければな
らないし、又成形時に補正されるが、その場合、塑性変
形が起こる前に全弾性域を通過する筈であることは云う
までもない。このことは、更なる研究により説明されな
ければならないであろう。
【０００８】一般的に、冒頭で述べた形式の公知のほぞ
を用いて接合を行うための装置は、パンチによってその
中へシート材料が変形せしめられるべき空洞部を画成し
ているダイス型と、パンチの加工面に対向して配置され
た底部を有する金敷とを含んでいる。本発明による方法
を実施するための極めて単純な装置では、シート材料
は、パンチの加工ストロークに対向する方向に金敷を予
め弾圧する適当なスプリングによって、加圧状態に置か
れる。この点で、ほぞを用いて接合を行う公知の装置で
は、金敷はパンチの加工ストロークと同じ方向に予め弾
圧されていることが分かる。米国特許第３７７１２１６
号は、金敷とスプリングの組合せ体が接合部をダイス型
から分離させるためのエゼクターとして役立つようにな
っている、この種装置を開示している。米国特許第４５
８４７５３号は、休止位置で金敷が予め弾圧しているス
プリングによってダイス型の端縁を越えて突出するよう
になっている構成のダイス型を開示している。この場
合、金敷の突出部分は、予め穴の開けられたシートをダ
イス型とパンチに対して芯合せするための手段として役
立っている。然しながら、上記何れの場合も、スプリン
グによる弾力は、本発明により適用される力よりは大き
さの点で可成り小さい。
【０００９】
【実施例】以下、本発明による方法を実施するための装
置の簡単な一実施例が、添付図面に基づき詳細に説明さ
れる。図１は（説明を簡単にするために横断面が円形
の）各構成要素の接合作業開始位置を示しており、図２
は接合作業終了位置を示している。。金敷１２はダイス
型１０の穴１４内に摺動可能に嵌装されている。穴１４
の頂部は中へ材料が変形して入れられる空洞部１６（図
２参照）を画成している。肩部１８は金敷１２に形成さ
れた鍔２０の上部ストッパーとして役立っている。穴１
４の大径底部付近にはねじ２２が切られていて、その中
には下部ストッパー２４が螺着されている。下部ストッ
パー２４と鍔２０との間には強力なスプリング、この場
合には螺旋圧縮スプリング２６が張架されていて、金敷
１２を図１に示された上端位置へ向けて予め弾圧してい
る。接合作業前は、金敷１２はダイス型１０の加工面２
８を越えて突出しており、その端縁は面取りされてい
る。
【００１０】例えば、油圧装置によって駆動されるパン
チ３０は、先ず一体に接合されるべきシート３２，３４
をパンチ３０の加工面と金敷１２との間に挾み付けて、
シート材料が予め作用しているスプリング２６の弾力に
相当する荷重で押圧されるようにする。接合作業中、こ
の押圧力は先ず金敷１２がダイス型の穴１４内へ押し戻
されるまで増大せしめられる。この間意外にも材料の破
砕は全く発生しない。最後に、金敷１２は下部ストッパ
ー２４上に休止し、パンチ３０は金敷の面取り部により
自由に残された空間内へ材料をプレスして、両シート３
２，３４が一体に締め付けられるようにする。ここで分
かることは、押圧荷重はほぞを用いる接合前だけでなし
に接合中も又作用しているということである。
【００１１】抜取りを容易にするため、ダイス型は、開
くことができるように蝶番が付けられてもよいし、又空
洞部の領域にアンダーカットが設けられていてもよい
が、何れも接合装置においては既に公知のことであり、
本装置にも有利に適用することができる。
【００１２】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、脆い材料で
も破砕することなしに従来よりも大きく変形させること
ができ、特に或る種のアルミニウム合金の如き脆い複数
のシートでもほぞを用いて接合することのできる装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置が接合作業を開始する位置にある場
合の縦断面図である。
【図２】本発明装置が接合作業を終了した位置にある場
合の縦断面図である。
【符号の説明】
１０ ダイス型 １２ 金敷 １４ 穴 １６ 空洞部 １８ 肩部 ２０ 鍔 ２２ ねじ ２４ 下部ストッパー ２６ 螺旋圧縮スプリング ２８ 加工面 ３０ パンチ ３２，３４ シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルト−ユルゲン、エツコルト ドイツ連邦共和国、デー3424 ザンクト マンドレアスベルク、ジルベルヒユツテ 11 (72)発明者 ハンス、マース ドイツ連邦共和国、デー3422 バート ラ ウテルベルク、ゲルメルマンシユトラーセ 12

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 成形されるべき部分に張力が加えられ、
    且つ実際の成形前に該部分に圧力が加えられるようにし
    た、脆い材料を局部的に成形する方法。
  2. 【請求項２】 脆い材料がアルミニウム合金である、請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 金属シートのほぞによる接合に適用され
    る、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 接合されるべき金属シートがその表面と
    直交する方向に加圧されるようにした、請求項３に記載
    の方法。
  5. 【請求項５】 その中へほぞによる接合が行われる空洞
    部を画成しているダイス型と、 上記空洞部と一列に整列されて動力駆動装置により上記
    ダイス型に対して往復動せしめられ得るパンチと、 上記空洞部を通って延びていて、上記ダイス型に対し、
    その加工面が上記ダイス型の加工面と一致するか又は上
    記ダイス型の加工面を越える上端位置と、その加工面が
    底部で上記空洞部を画成する下端位置との間を往復摺動
    し得る金敷と、 上記金敷を、ほぞによる接合に必要な押圧力に相当する
    力で上記上端位置へ予め弾圧するスプリング装置と、 を含む請求項４に記載の方法を実施するための装置。
  6. 【請求項６】 上記ダイス型が、上記金敷の上端位置と
    下端位置とを決定するためのストッパーを有している、
    請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 上記パンチの加工面積が上記ダイス型の
    空洞部の入口面積よりも小さくなるように選定されてい
    る、請求項５又は６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 上記金敷は、上記パンチに対向している
    自由端が面取りされている、請求項５乃至７の何れかに
    記載の装置。
  9. 【請求項９】 上記のパンチと金敷とダイス型の空洞部
    は何れも横断面が円形である、請求項５乃至８の何れか
    に記載の装置。
JP4297149A 1991-11-13 1992-11-06 脆い材料を局部的に成形する方法及び装置 Pending JPH05208221A (ja)

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ES (1) ES2072680T3 (ja)
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