DE10030283A1 - Verfahren zum umformtechnischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen - Google Patents
Verfahren zum umformtechnischen Verbinden von plattenförmigen BauteilenInfo
- Publication number
- DE10030283A1 DE10030283A1 DE2000130283 DE10030283A DE10030283A1 DE 10030283 A1 DE10030283 A1 DE 10030283A1 DE 2000130283 DE2000130283 DE 2000130283 DE 10030283 A DE10030283 A DE 10030283A DE 10030283 A1 DE10030283 A1 DE 10030283A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tool
- recess
- components
- counter
- overlapping area
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum umformtechnischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen. DOLLAR A Bei dem Verfahren werden überlappt angeordnete, plattenförmige Bauteile über der Ausnehmung eines Gegenwerkzeugs positioniert. Ein Formwerkzeug wird entlang einer Vorschubachse so gegen das Gegenwerkzeug bewegt, dass ein überlappender Bereich der Bauteile in die Ausnehmung des Gegenwerkzeugs gedrückt wird. DOLLAR A Während dieser Vorschubbewegung werden die Längsachse des Gegenwerkzeugs sowie gegebenenfalls die Längsachse des Formwerkzeugs innerhalb eines Kegelmantels um die Vorschubachse geführt. DOLLAR A Durch diese zusätzliche Bewegung der Längsachsen wird die axiale Fügekraft deutlich reduziert, so dass entsprechende Fügevorrichtungen in leichterer Bauweise hergestellt werden können. Durch die Bewegung des Gegenwerkzeugs kann eine Ausformung auch bei einteiligen Matrizen ohne zusätzliche Auswerfermechanik realisiert werden. Zusätzlich können wesentlich größere Blechdickentoleranzen im Vergleich zu den bisher bekannten Matrizen mit starrer Wandung überbrückt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum umform
technischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen.
Bei dem Verfahren werden überlappt angeordnete,
plattenförmige Bauteile, wie beispielsweise Bleche,
miteinander verbunden. Derartige Verfahren zur Ver
bindung plattenförmiger Bauteile sind in DIN 8593, Teil
5 unter 4.5.2.11 unter dem Begriff "Durchsetzfügen"
beschrieben.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche
Verfahren und Werkzeuge bzw. Vorrichtungen bekannt, die
eine Verbindung mittels Durchsetzfügen herstellen.
So ist beispielsweise aus der DE 43 17 278 ein
Verfahren zur Verbindung zweier Blechteile bekannt, bei
dem ein Stempel mit einer Kraft gegen die Ausnehmung
einer Matrize gepresst wird, auf der die Blechteile
übereinander liegen. Die über der Ausnehmung befind
lichen Bereiche der Blechteile werden dadurch gemeinsam
in die Ausnehmung tiefgezogen, so dass sie eine Ein
prägung bilden. Anschließend wird von der Gegenseite
eine weitere Verformung der Einprägung vorgenommen.
Aus der DE 36 13 324 sind ebenfalls ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Verbinden dünner Platten
bekannt. Die aufeinander liegenden Platten werden
gemeinsam tiefgezogen, wonach der Bodenbereich der
tiefgezogenen Flächenteile in der speziell ausgeformten
Ausnehmung einer Matrize breitgequetscht wird. Es
entsteht ein druckknopfartiger Fügepunkt. Das
Tiefziehen und Quetschen des Materials erfolgt durch
eine lineare Vorschubbewegung eines Stempels, der die
Plattenbereiche in die Ausnehmung der Matrize drückt.
Die DE 31 06 313 beschreibt eine Einrichtung zum
Verbinden von Blechen, bei dem ebenfalls ein Stempel
eine lineare Vorschubbewegung in Richtung der Ausneh
mung einer Matrize ausführt, um die Blechteile in die
Ausnehmung zu drücken.
Ein entsprechend ausgebildetes Werkzeug mit einem
gegenüber einer Matrize längsverschiebbaren Stempel ist
in der DE 37 13 083 beschrieben.
Das Ergebnis dieser bekannten Verfahren ist ein
durch eine lineare Fügebewegung erzeugtes, druckknopf
artiges Verbindungselement.
Allerdings liegt bei diesen Verfahren die zur
Blechumformung erforderliche, materialabhängige axiale
Fügekraft bei mehreren dkN pro Fügepunkt.
Dies erweist sich als besonders nachteilig bei der
konstruktiven Auslegung von Fügeeinrichtungen, wie
Bügel, Zangen, Pressen etc., da diese, um die verfah
rensbedingte hohe Steifigkeit zu erreichen, sehr massiv
und somit schwer gebaut werden müssen. Dadurch ist der
mobile Einsatz solcher Vorrichtungen bzw. Verfahren,
insbesondere bei hand- oder robotergeführten Werk
zeugen, stark eingeschränkt.
Zur Reduzierung dieser axialen Fügekraft wird in
der DE 197 29 368 ein Verfahren zum mechanischen Fügen
vorgeschlagen, bei dem die zur Umformung benötigte
Fügekraft durch mehrere kurzfristig aufeinander
folgende Stöße auf den senkrecht zur Oberfläche der
Blechteile geführten Stempel in die herzustellende
Fügeverbindung eingebracht wird. Die zugehörige
Vorrichtung weist einen entsprechenden
Schlagmechanismus auf.
Ein vergleichbares Verfahren und eine Vorrichtung
sind aus der DE 198 747 267 bekannt, bei denen die
Umformenergie als ein oder mehrere Impulse einer
beschleunigten, von oben auf den Stempel auftreffenden
Masse zugeführt wird.
Weiterhin zeigt die DE 40 04 020 eine Vorrichtung
zum schlagenden Bearbeiten von Fügeteilen, die an einer
frei programmierbaren Positioniereinheit befestigt
werden kann.
Bei den letztgenannten Verfahren und Vorrichtungen
wird die lineare senkrecht zur Blechoberfläche
verlaufende Stempelbewegung mit Hilfe eines Impuls
antriebes in kleine Segmente aufgeteilt. Dadurch lässt
sich die erforderliche axiale Fügekraft reduzieren. Der
Werkstofffluss während des Fügevorgangs verhält sich
vergleichbar dem, der bei den bekannten Verfahren mit
kontinuierlichem Stempelvorschub auftritt.
Ein anderer Ansatz zur Reduzierung der axialen
Fügekraft wird in der deutschen Patentanmeldung
198 40 780 vorgestellt, bei der die Längsachse des
Stempels während der Vorschubbewegung innerhalb eines
Kegelmantels um die Vorschubachse geführt wird, so dass
eine taumelnde Bewegung entsteht. Diese zusätzliche
Bewegung reduziert die für die Vorschubbewegung
erforderliche Fügekraft in erheblichem Maße.
Durch diese bekannten Verfahren wird zwar die
Fügekraft teilweise reduziert, eine weitere Reduzierung
ist jedoch wünschenswert.
Weiterhin werden bei allen der beschriebenen
Verfahren feststehende, auf die Vorschubachse des
Stempels ausgerichtete Matrizen verwendet. Besonders
bei starren (einteiligen) Matrizen besteht jedoch die
Gefahr, dass sich der matrizenseitige Werkstoff in der
Matrize festfrisst und nur noch durch sehr große
Auswerfkräfte aus der Matrize ausgeformt werden kann.
Eine entsprechende hierfür erforderliche Auswerf
mechanik verursacht aufgrund ihrer geometrischen
Abmessungen allerdings deutliche Einschränkungen bei
der Zugänglichkeit der Werkzeuge zu der Fügestelle.
Aufgrund der fest vorgegebenen Matrizenkontur sind
bei der Verwendung von starren Matrizen die Anfor
derungen an die Einhaltung der Nennblechdicke, die für
die jeweilige Matrize vorgesehen ist, sehr groß. Dieses
Problem kann zwar durch die Verwendung von geteilten
Matrizen, wie sie aus dem Stand der Technik bereits
bekannt sind, gelöst werden, verursacht jedoch einen
deutlich höheren Werkzeugaufwand im Vergleich zu
starren Matrizen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Verbindung plattenförmiger Bauteile
anzugeben, mit dem eine Reduzierung der axialen
Fügekraft bei dem Verbinden sowie ein leichtes Aus
formen des umgeformten Blechbereiches aus einem
formgebenden Gegenwerkzeug erreicht werden kann.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die zu
verbindenden plattenförmigen Bauteile, beispielsweise
Bleche, so übereinander gelegt, dass sie zumindest
teilweise überlappen. Die Anzahl der Bauteile ist dabei
nicht auf zwei beschränkt. Es können vielmehr auch drei
oder mehr Bauteile auf diese Weise in einem Schritt
miteinander verbunden werden.
Ein überlappender Bereich der Bauteile wird so
zwischen einem Form- und einem Gegenwerkzeug positio
niert, dass er über einer speziell vorgesehenen Aus
nehmung des Gegenwerkzeugs liegt. Das Gegenwerkzeug
kann hierbei ebenso wie das Formwerkzeug in länglicher
Form ausgebildet sein.
Schließlich wird das Formwerkzeug, das beispiels
weise in Form eines Stempels ausgebildet ist, auf oder
parallel zu einer Vorschubachse so gegen das Gegen
werkzeug bewegt, dass der überlappende Bereich der
Bauteile in die Ausnehmung des Gegenwerkzeugs gedrückt
wird. Anstelle des Formwerkzeuges kann selbstver
ständlich auch das Gegenwerkzeug auf oder parallel zur
Vorschubachse entsprechend gegen das Formwerkzeug
bewegt werden. Vorzugsweise wird jedoch das Form
werkzeug entlang der Vorschubachse bewegt.
Während dieser Vorschubbewegung ist gleichzeitig
die Längsachse des Gegenwerkzeugs schräg zur Vorschub
achse gestellt und wird, vorzugsweise auf einem Kegel
mantel, um die Vorschubachse bewegt bzw. geführt. Unter
der Längsachse des Gegenwerkzeugs ist die Werkzeugachse
zu verstehen, die im Wesentlichen senkrecht zu der die
Ausnehmung aufweisenden Oberfläche des Gegenwerkzeuges
verläuft. In einer bevorzugten Ausführungsform werden
sowohl die Längsachse des Formwerkzeugs als auch die
Längsachse des Gegenwerkzeugs schräg zur Vorschubachse
gestellt und innerhalb eines Kegelmantels um die Vor
schubachse bewegt bzw. geführt.
Unter einem Kegel ist hierbei nicht nur ein Kreis
kegel zu verstehen. Vielmehr umfasst der Begriff auch
andere Kegelformen, beispielsweise mit einer ellipsen
förmigen Grundfläche. Bevorzugt ist allerdings aufgrund
der einfachen Realisierbarkeit eine Kreiskegelform,
wobei der halbe Öffnungswinkel dieses Kegelmantels
vorzugsweise zwischen 2 und 6° beträgt.
Vorzugsweise werden das Formwerkzeug und das
Gegenwerkzeug während der Vorschubbewegung direkt auf
dem Kegelmantel geführt, d. h. ihre Längsachse bzw. ein
Punkt auf ihrer Längsachse beschreibt jeweils eine
kreis- oder ellipsenförmige Bahn um die Vorschubachse.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
beschreiben die Längsachsen bzw. ein jeweiliger Punkt
auf den Längsachsen während der Vorschubbewegung eine
rosettenförmige Bahn um die Vorschubachse. In diesem
Fall stellt der Kegelmantel die äußere Begrenzung
dieser Figur dar.
Durch die Vorschubbewegung wird das Material in
die Ausnehmung des Gegenwerkzeugs tiefgezogen und
fließt so, dass eine feste Verbindung zwischen den
Bauteilen hergestellt wird. Die Ausnehmung des Gegen
werkzeugs kann dabei Formen aufweisen, die aus den in
der Beschreibungseinleitung genannten Dokumenten bei
den dort eingesetzten Matrizen bekannt sind.
Die vorzugsweise gleichzeitige Taumelbewegung der
Längsachsen des Formwerkzeugs und des Gegenwerkzeugs um
die Vorschubachse reduziert die lokale Umformfläche und
somit die für die Vorschubbewegung erforderliche Kraft,
die notwendig ist, um den überlappenden Bereich der
Bauteile in die Ausnehmung zu drücken, in erheblichem
Maße.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Verbin
dungselemente hergestellt, die den mit dem Durch
setzfügen des Standes der Technik erzeugten Verbin
dungselementen ähnlich sind. Das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht jedoch eine deutliche Reduzierung
der für das Fügen benötigten Axialkraft, d. h. des
Krafteinsatzes in Vorschubrichtung, und ermöglicht
dennoch eine beständige druckknopfartige Verbindung von
zwei oder mehreren plattenförmigen Bauteilen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann hierdurch
eine vorteilhafte Reduzierung der zur Umformung
benötigten axialen Fügekraft von ca. 80% im Vergleich
zur linearen Umformbewegung erzielt werden. Weiterhin
ist aufgrund der geringeren Belastung der am Füge
vorgang beteiligten Elemente eine höhere Standzeit vor
allem der Werkzeuge zu erwarten.
Gleichzeitig sind die Vorteile des vorliegenden
Verfahrens darin zu sehen, dass das Maß der Hinter
schneidung des oberseitigen Bleches im Fügeelement über
eine unabhängige, gegebenenfalls einstellbare, Schräg
stellung von Werkzeug und Gegenwerkzeug im Vergleich zu
den bekannten umformtechnischen Fügeverfahren vergrößert
werden kann. Dabei kann durch die Gestaltung
und Bewegung des Gegenwerkzeugs das Verbindungselement
in seiner äußeren Form sowohl den Festigkeits
anforderungen als auch den optischen Anforderungen
angepasst werden.
Durch die Bewegung des Gegenwerkzeugs lässt sich
eine Ausformung auch bei einteiligen Matrizen ohne
zusätzliche Auswerfermechanik realisieren. Zusätzlich
können wesentlich größere Blechdickentoleranzen im
Vergleich zu den bisher bekannten Matrizen mit starrem
Rand überbrückt werden.
Vorzugsweise erfolgen die Bewegungen des Formwerk
zeugs und des Gegenwerkzeugs derart gekoppelt, dass die
Längsachsen des Formwerkzeugs und des Gegenwerkzeugs zu
jeder Zeit eine die Vorschubachse enthaltende Ebene
aufspannen, während der überlappende Bereich in die
Ausnehmung gedrückt wird. Die Längsachsen des Form
werkzeugs und des Gegenwerkzeugs werden hierbei
vorzugsweise unter einen Winkel < 0° zueinander
gestellt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform,
insbesondere in Verbindung mit der kreis- oder
ellipsenförmigen Bewegung um die Vorschubachse, werden
das Formwerkzeug und das Gegenwerkzeug zusätzlich um
ihre Längsachse drehbar gehalten. Hierdurch kann die
während des Fügevorgangs auftretende Reibung zur
Oberfläche des überlappenden Bereiches der Bauteile
gezielt beeinflusst werden.
Vorteilhaft ausgestaltete Formwerkzeuge weisen
kegelförmige, ebene oder kugelkalottenförmige
Abschlussflächen auf. Unter der Abschlussfläche ist
hierbei die Endfläche des Formwerkzeugs zu verstehen,
die mit den Bauteilen in Berührung kommt.
Besonders vorteilhaft ist ein Formwerkzeug, dessen
Schaftquerschnitt sich zur Abschlussfläche hin
verbreitert. Die Verbreiterung wird so gewählt, dass
der gegenüber der Längsachse vorliegende Winkel der
Verbreiterung dem halben Öffnungswinkel des Kegel
mantels entspricht, auf dem die Längsachse des Form
werkzeugs geführt wird. Durch den Einsatz eines
derartig geformten Formwerkzeugs kann eine besonders
gute Verbindung zwischen den plattenförmigen Bauteilen
erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
werden das Formwerkzeug und das Gegenwerkzeug entlang
der jeweiligen Werkzeuglängsachse verschiebbar gehalten
und gegebenenfalls mit einer zusätzlichen variablen
Kraft beaufschlagt. Dadurch kann die durch die Rotation
der Werkzeuge um die Vorschubachse entstehende Hüll
kurve so verändert werden, dass dadurch die Material
hinterschneidung zwischen den Blechen gezielt
vergrößert wird.
Hierbei kann auch nur ein Teil des Werkzeugs, bei
spielsweise ein stempelartig ausgebildeter Bodenbereich
einer als Gegenwerkzeug eingesetzten Matrize ent
sprechend verschiebbar gehalten werden.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
sowohl in der Erhöhung der Verbindungsfestigkeit, der
Reduzierung der axialen Fügekräfte, in der leichteren
Ausformbarkeit auf der Seite des Gegenwerkzeugs, der
Toleranzunempfindlichkeit gegen Blechdickenschwan
kungen, als auch in der sich aus den reduzierten Füge
kräften ergebenden leichteren Bauweise der Fügeein
richtungen zu sehen.
Das Verfahren ist in allen Maschinen, Werkzeugen
und Vorrichtungen mit rotatorischem Antrieb einsetzbar,
insbesondere aufgrund des geringen Kraftbedarfs auch an
Roboterarmen und bei Handwerkzeugen. Beispiele für
derartige Vorrichtungen sind Fräsmaschinen, Ständer
bohrmaschinen, Drehbänke oder C-Bügeleinrichtungen
jeglicher Art.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren
nochmals erläutert. Hierbei zeigen
Fig. 1 ein Beispiel für Form- und Gegenwerkzeug zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 Beispiele a) bis d) für verschiedene
Geometrien der Formwerkzeuge für das
erfindungsgemäße Verfahren;
Fig. 3 Beispiele e) bis g) für verschiedene
Geometrien der beim erfindungsgemäßen
Verfahren einsetzbaren Gegenwerkzeuge; und
Fig. 4 ein Beispiel für eine rosettenförmige Bewegung
um die Vorschubachse.
Der Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Verbindung von plattenförmigen Bauteilen
ist anhand von Fig. 1 zu erkennen. Im vorliegenden
Beispiel werden zwei plattenförmige Bauteile (1, 2)
verbunden. In der Figur sind das Gegenwerkzeug (4) mit
der Ausnehmung (8) sowie das Formwerkzeug (3) darge
stellt. In der Figur sind deutlich die Winkel α bzw. β
zu erkennen, unter dem die Längsachsen (6/7) des Form
werkzeugs und des Gegenwerkzeugs zur Vorschubachse (5)
der nicht dargestellten Antriebseinheit gehaltert bzw.
eingespannt sind. Das Formwerkzeug und das Gegenwerk
zeug sind in diesem Beispiel zusätzlich um ihre Längs
achsen drehbar gelagert. In der Figur sind ebenfalls
sehr gut die hier eingesetzte kegelförmige Form der
Abschlussfläche (9) des Formwerkzeugs (3) und die
entsprechend angepasste Form der Ausnehmung (8) des
Gegenwerkzeugs (4) zu erkennen. Der linke Teil der
Figur zeigt hierbei die Situation beim Start, der
rechte Teil die Situation während der Durchführung des
Fügevorgangs. Wie aus dem linken Teil zu erkennen, hat
die entsprechend der Neigung der Werkzeuge auf die
Bauteile wirkende Verformungskraft einen direkten
Werkstofffluss in radialer Richtung zum Fügeelement zur
Folge und führt so zu einer entsprechenden festigkeits
bestimmenden Ausprägung der Hinterschneidung.
Zu Beginn des Fügevorgangs werden die zu verbin
denden plattenförmigen Bauelemente (1, 2) auf dem
Gegenwerkzeug (4) so positioniert, dass ein über
lappender Bereich der Bauelemente über der Ausnehmung
(8) des Gegenwerkzeugs liegt.
Dann bewegen sich sowohl das Form- (3) als auch
das Gegenwerkzeug (4) entlang der Vorschubachse (5) auf
die Verbindungsstelle zu. Der Gesamtablauf ist so
gesteuert, dass das Gegenwerkzeug (4) zuerst die
Bauteiloberfläche erreicht. Form- und Gegenwerkzeug
bewegen sich dabei (voneinander unabhängig ansteuerbar)
um ihre Werkzeugachsen (6 bzw. 7) auf einem oder
innerhalb eines Kegelmantels mit dem Winkel α bzw. β
(a/β ≧ 0°). Das Formwerkzeug (3) verformt die Bauteile
(1 + 2) in die im Gegenwerkzeug (4) vorgesehene
Ausnehmung (8), ohne dabei das Material einzuschneiden.
Sitzt der Boden des gegenwerkzeugseitig angeord
neten Plattenelements (1) auf dem Boden der Ausnehmung
(8) auf, so beginnt das Material radial in Richtung der
Werkzeugwandung zu fließen. Dabei wird die festigkeits
bestimmende Hinterschneidung des stempelseitigen
Materials im Gegenwerkzeug erzeugt.
Die Bewegung der Längsachse (6) des Formwerkzeugs
(3) auf dem (oder innerhalb des) Kegelmantel(s) erfolgt
in der Regel so, dass während des Umformvorgangs 5 bis
10 Umdrehungen (oder mehr) um die Vorschubachse (5)
erfolgen.
Während des Fügeablaufs können bei Bedarf sowohl
das Formwerkzeug (3) als auch das Gegenwerkzeug (4) als
Ganzes oder Teile davon zusätzlich in der jeweiligen
Achsrichtung verschoben werden.
Fig. 2 zeigt vier Beispiele a) bis d) für
verschiedene Formwerkzeuggeometrien des beim erfin
dungsgemäßen Verfahren eingesetzten Formwerkzeugs (3).
Auf der rechten Seite ist in Beispiel a) die
Abschlussfläche (9) des Formwerkzeugs (3) als Kegelform
ausgebildet, wobei an der Spitze und am Rand des Kegels
Rundungen mit bestimmten Mindestradien R1 und R2
gebildet sind. Dies verhindert das Einschneiden des
Materials bei Einsatz des Formwerkzeugs. Ein Beispiel
für solche Mindestradien sind R1 = 2 mm und R2 = 10 mm.
Das nächste Beispiel b) zeigt ein Formwerkzeug (3)
mit einer ebenen Abschlussfläche (9), wobei auch in
diesem Fall der Rand der Abschlussfläche einen Mindest
radius R1 aufweist.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist auch ein Formwerkzeug (3) mit einer
halbkugelförmigen Abschlussfläche (9) einsetzbar, wie
in Beispiel c) dargestellt.
Beispiel d) zeigt schließlich ein Formwerkzeug (3)
mit einer verbreiterten Abschlussfläche (9). Die Form
der Fläche (hier: kegelförmig) kann selbstverständlich
auch kugelkalottenförmig oder eben sein. Die Ver
breiterung der Abschlussfläche ist hierbei so gewählt,
dass der Verbreiterungswinkel α dem Winkel entspricht,
den die Längsachse des Formwerkzeugs (3) mit der
Vorschubachse (5) bildet.
Fig. 3 zeigt drei Beispiele e) bis g) für
verschiedene Geometrien der Ausnehmung (8) im Gegen
werkzeug (4). Diese ist vorzugsweise rotations
symmetrisch mit an die Werkstoffdicke angepasstem
Innendurchmesser und Tiefe sowie einem Bodenwinkel γ <
90°; γ = 90° oder γ < 90° ausgebildet.
Fig. 4 zeigt schließlich zur Veranschaulichung
ein Beispiel für eine rosettenförmige Bewegung (10) der
Längsachse (7) des Stempels um die Vorschubachse (5).
Claims (15)
1. Verfahren zum Verbinden von plattenförmigen
Bauteilen, bei dem
die Bauteile (1, 2) zumindest teilweise über lappend so zwischen einem Formwerkzeug (3) und einem Gegenwerkzeug (4) mit einer Ausnehmung (8) positioniert werden, dass sich ein überlappender Bereich der Bauteile (1, 2) über der Ausnehmung (8) befindet, und
das Formwerkzeug (3) und/oder das Gegenwerkzeug (4) auf oder parallel zu einer Vorschubachse (5) gegen die Bauteile (1, 2) bewegt werden, um den überlappenden Bereich der Bauteile (1, 2) in die Ausnehmung (8) zu drücken,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Längsachse (7) des Gegenwerkzeugs (4) innerhalb eines Kegelmantels um die Vorschubachse (5) geführt wird, während der überlappende Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
die Bauteile (1, 2) zumindest teilweise über lappend so zwischen einem Formwerkzeug (3) und einem Gegenwerkzeug (4) mit einer Ausnehmung (8) positioniert werden, dass sich ein überlappender Bereich der Bauteile (1, 2) über der Ausnehmung (8) befindet, und
das Formwerkzeug (3) und/oder das Gegenwerkzeug (4) auf oder parallel zu einer Vorschubachse (5) gegen die Bauteile (1, 2) bewegt werden, um den überlappenden Bereich der Bauteile (1, 2) in die Ausnehmung (8) zu drücken,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Längsachse (7) des Gegenwerkzeugs (4) innerhalb eines Kegelmantels um die Vorschubachse (5) geführt wird, während der überlappende Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Längsachse (6) des Formwerkzeugs (3)
innerhalb eines Kegelmantels um die Vorschubachse
(5) geführt wird, während der überlappende Bereich
in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsachsen (6, 7) des Formwerkzeugs (3)
und/oder des Gegenwerkzeugs (4) eine kreis- oder
ellipsenförmige Figur beschreiben, während der
überlappende Bereich in die Ausnehmung (8)
gedrückt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsachsen (6, 7) des Formwerkzeugs (3)
und/oder des Gegenwerkzeugs (4) eine rosetten
förmige Figur beschreiben, während der über
lappende Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Formwerkzeug (3) um seine Längsachse (6)
verschiebbar gelagert und mit einer Kraft entlang
der Längsachse (6) in Richtung der Bauteile (1, 2)
beaufschlagt wird, während der überlappende
Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gegenwerkzeug (4) oder ein Bestandteil
davon um seine Längsachse (7) verschiebbar
gelagert und mit einer Kraft entlang der
Längsachse (7) in Richtung der Bauteile (1, 2)
beaufschlagt wird, während der überlappende
Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Formgebung die Kraft verändert wird,
während der überlappende Bereich in die Ausnehmung
(8) gedrückt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungen des Formwerkzeugs (3) und des Gegenwerkzeugs (4) derart durchgeführt werden,
dass sich die Längsachsen (6, 7) des Formwerkzeugs (3) und des Gegenwerkzeugs (4) zu jeder Zeit in einer die Vorschubachse (5) enthaltenden Ebene befinden, während der überlappende Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
dass die Bewegungen des Formwerkzeugs (3) und des Gegenwerkzeugs (4) derart durchgeführt werden,
dass sich die Längsachsen (6, 7) des Formwerkzeugs (3) und des Gegenwerkzeugs (4) zu jeder Zeit in einer die Vorschubachse (5) enthaltenden Ebene befinden, während der überlappende Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsachsen (6, 7) des Formwerkzeugs (3)
und des Gegenwerkzeugs (4) einen Winkel < 0°
zueinander bilden, während der überlappende
Bereich in die Ausnehmung (8) gedrückt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gegenwerkzeug (4) eingesetzt wird, dessen
Ausnehmung (8) starre Wandungselemente aufweist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gegenwerkzeug (4) eingesetzt wird, dessen
Ausnehmung (8) radial nachgiebige Wandungselemente
aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Formwerkzeug (3) mit einer kegelförmigen
Abschlussfläche (9) eingesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Formwerkzeug (3) mit einer ebenen
Abschlussfläche (9) eingesetzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Formwerkzeug (3) mit einer kugelkalotten
förmigen Abschlussfläche (9) eingesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Formwerkzeug (3) eingesetzt wird, dessen
Abschlussfläche (8) gegenüber dem Schaftquer
schnitt des Formwerkzeugs verbreitert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000130283 DE10030283C2 (de) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Verfahren zum umformtechnischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000130283 DE10030283C2 (de) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Verfahren zum umformtechnischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10030283A1 true DE10030283A1 (de) | 2002-01-31 |
DE10030283C2 DE10030283C2 (de) | 2002-06-20 |
Family
ID=7646335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000130283 Expired - Fee Related DE10030283C2 (de) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Verfahren zum umformtechnischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10030283C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2833503A1 (fr) * | 2001-12-13 | 2003-06-20 | Daimler Chrysler Ag | Dispositif et procede pour l'assemblage mecanique de toles |
DE10332124B4 (de) * | 2003-07-15 | 2005-08-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zum Verbinden von plattenförmigen Bauteilen mit variabler Fügetechnik |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2087284B (en) * | 1980-09-08 | 1984-06-06 | Btm Corp | Apparatus for and method of joining sheet metal and sheet metal so joined |
US4757609A (en) * | 1980-09-08 | 1988-07-19 | Btm Corporation | Apparatus for joining sheet material |
DE3613324A1 (de) * | 1986-04-19 | 1987-10-22 | Eugen Rapp | Verfahren und vorrichtung zum verbinden duenner platten |
DE4004020C2 (de) * | 1990-02-09 | 1994-10-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Werkzeug zum schlagenden Bearbeiten und Montieren von Fügeteilen als Werkstücke |
AT403444B (de) * | 1992-05-29 | 1998-02-25 | Vaillant Gmbh | Verbindung mindestens zweier blechteile |
DE19729368A1 (de) * | 1997-07-09 | 1999-01-14 | Ortwin Hahn | Vorrichtung und Verfahren zum mechanischen Fügen von Blechen, Profilen und/oder Mehrblechverbindungen |
DE19747267C2 (de) * | 1997-10-25 | 1999-08-05 | Eckold Ag | Verfahren zum Durchsetzfügen und Vorrichtung zu seiner Durchführung |
DE19840780B4 (de) * | 1998-09-07 | 2005-02-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von plattenförmigen Bauteilen |
-
2000
- 2000-06-20 DE DE2000130283 patent/DE10030283C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2833503A1 (fr) * | 2001-12-13 | 2003-06-20 | Daimler Chrysler Ag | Dispositif et procede pour l'assemblage mecanique de toles |
DE10332124B4 (de) * | 2003-07-15 | 2005-08-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zum Verbinden von plattenförmigen Bauteilen mit variabler Fügetechnik |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10030283C2 (de) | 2002-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014103796B4 (de) | Elastisch gemitteltes Ausrichtungssystem | |
EP1198309B1 (de) | Verfahren, vorrichtung sowie hilfsfügeteil zum mechanischen fügen | |
DE3710929C2 (de) | ||
DE102013103612B4 (de) | Verfahren und Stauchwerkzeug zur Herstellung von hoch maßhaltigen Halbschalen | |
EP2987566B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren von Grat aufweisenden Schnittflächen an Stanz- oder Feinschneidteilen | |
DE19545890C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mit Nabe und Drück- oder Drückwalzmaschine | |
EP2263812A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Stanzteilen, insbesondere von Synchronringen, Kupplungskörpern oder Kupplunggsscheiben | |
DE2406361A1 (de) | Ungeteiltes gleitlager bzw. gehaeusebuchse mit stossfuge und mit formgeschlossenem bund sowie verfahren und vorrichtung zu deren herstellung | |
EP1115518A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verbinden von sich überlappenden plattenförmigen bauteilen | |
DE19840780B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von plattenförmigen Bauteilen | |
DE19929778B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum dynamischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen | |
DE10342396B4 (de) | Werkzeug zum Bördeln von beschichteten Bremsleitungen | |
DE10030283C2 (de) | Verfahren zum umformtechnischen Verbinden von plattenförmigen Bauteilen | |
DE69300981T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Drahtnägeln mit radial versetzten kreisförmigen Köpfen | |
DE4009813C1 (en) | Overlapping single metal components - are located on circular recess on matrix with groove ring along box of recess | |
DE102006053223B3 (de) | Loch- und Durchzugsstempel | |
WO2004054738A1 (de) | Taumelfügevorrichtung | |
DE10140989C2 (de) | Verfahren zum kraftreduzierten umformtechnischen Verbinden von Bauteilen | |
DE102004031290A1 (de) | Ankippsystem für eine Bördelvorrichtung | |
DE102017106356B4 (de) | Niederhaltervorrichtung für eine Ziehvorrichtung zur Herstellung von hohlzylindrischen Körpern | |
EP3034195B1 (de) | Nietwerkzeug | |
DE102018126086A1 (de) | Verbindungselement, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung | |
DE10151659B4 (de) | Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen und Vorrichtung hierfür | |
DE19947751C1 (de) | Verfahren zum Bearbeiten der Kanten von Metallbauteilen | |
DE102017115296A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Durchzugniets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |