DE102014011944A1

DE102014011944A1 - Zweiteilige Matrize für ein Fügewerkzeug

Info

Publication number: DE102014011944A1
Application number: DE102014011944.0A
Authority: DE
Inventors: Florian Unger; Frank Letzsch
Original assignee: Eckold GmbH and Co KG; Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Current assignee: Eckold GmbH and Co KG; Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2034-08-15
Also published as: DE102014011944B4

Abstract

Eine Matrize für ein Fügewerkzeug bestehend aus einem einen zylindrischen Zapfen (2) mit einer Länge (LZ) aufweisenden Grundkörper (1) und einer auf dem Grundkörper (1) aufgesetzten Hülse (3) mit einer Länge (LH) die mit einer Innenwandung (4) an einer Umfangswandung (5) des Zapfens (2) anliegt, wobei die Länge (LH) der Hülse (3) größer ist als die (LZ) des Zapfens (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Matrize für ein Fügewerkzeug. Das Fügewerkzeug kann insbesondere zum Durchsetzfügen aufeinanderliegender dünner Platten oder Plattenabschnitte verwendet werden, bei dem übereinanderliegende Flächenteile der Platten miteinander in eine Tiefziehöffnung tiefgezogen und die tiefgezogenen Flächenteile gebreitet werden. Eine solche Matrize ist beispielsweise aus der DE 199 29 375 B4 oder der DE 199 29 377 B4 bekannt.
Beim Durchsetzfügen (Clinchen) werden Bleche und Profile ohne Zusatz- oder Hilfsfügeteile mittels lokaler Kaltumformung nicht lösbar miteinander verbunden. Die formschlüssige Verbindung wird dabei aus dem Werkstoff der zu verbindenden Bleche geformt. Die zu verbindenden Teile können gleiche oder unterschiedliche Blechdicken aufweisen und aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein. Die miteinander zu verbindenden Platten werden zwischen der Matrize und dem Stempel des Fügewerkzeuges angeordnet. Beim Zufahren des Werkzeuges drückt der Stempel das Material der Platten in das Gesenk der Matrize, so dass die plastische Verformung des Materials eintritt und die Verbindung der Platten hergestellt wird.
Die aus der EP 1 385 649 B1 bekannte Matrize ist zweiteilig ausgebildet. Sie besteht aus einem Grundkörper, in den eine Sackbohrung eingebracht ist und einem Einsatzteil, das in die Sackbohrung eingesetzt ist. Die Dicke des Einsetzteiles ist kleiner als die Höhe der Sackbohrung. Das Einsatzteil bildet den Boden des Gesenks, die über das Einsetzteil hinausragende Innenwandung der Sackbohrung bildet die Umfangswandung des Gesenks. Das Einsatzteil besteht aus einem härteren Material als der Grundkörper, so dass das Einsatzteil die gewünschte Härte aufweisen kann und aufgrund seiner Ausgestaltung weniger oder keine Bruchbeanspruchung unterliegt, während der andere Teile, nämlich der Aufnahmeteil, entsprechend seinem Zweck aus weichem und elastischen Material bestehen kann.
Hiervon ausgehend soll die Matrize für ein Fügewerkzeug so verändert werden, dass ihre Montage vereinfacht wird.
Die Problemlösung erfolgt durch eine Matrize für ein Fügewerkzeug bestehend aus einem einen zylindrischen Zapfen mit einer Länge aufweisenden Grundkörper und einer auf dem Grundkörper aufgesetzten Hülse mit einer Länge, die mit einer Innenwandung an einer Umfangswandung des Zapfens anliegt, wobei die Länge der Hülse größer ist als die Länge des Zapfens.
Dadurch, dass die Hülse länger als der Zapfen ist, bildet der überstehende Bereich der Hülse das Gesenk und der Zapfen den Amboss aus.
Dadurch ist es möglich, den Zapfen aus einem härteren Werkstoff auszubilden als die Hülse, was die Herstellungskosten der Matrize reduziert.
Der Zapfen kann vorzugsweise mit dem Grundkörper einstückig ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, dass der Zapfen und der Grundkörper zwei separate Bauteile sind, die miteinander durch eine Presspassung oder ein Gewinde miteinander verbunden werden. Eine zweiteilige Ausbildung hat den Vorteil, dass der Zapfen auch aus einem härteren Material als der Grundkörper ausgebildet werden kann, wodurch die Herstellungskosten weiter reduziert werden können. Außerdem können die dem Verschleiß unterliegenden Bauteile ausgetauscht werden.
Um die Montage der Matrize zu vereinfachen, liegt die Hülse vorzugsweise auf einem am Grundkörper ausgebildeten Absatz auf. Der Sitz der Hülse und damit die Höhe des Gesenkes werden damit definiert.
Vorzugsweise ist zwischen dem Zapfen und der Hülse eine Presspassung eingestellt.
Wenn es gewünscht ist, können der Grundkörper, der Zapfen und die Hülse auch aus dem gleichen Werkstoff bestehen. Auch kann der Materialzustand von Grundkörper, Zapfen und Hülse identisch sein. Die Bauteile können also zum Beispiel alle der gemeinsamen Härtung unterworfen werden.
Bevorzugt ist die Hülse zwecks Ausbildung der Gesenkwandung unnachgiebig.
Um die Matrize einfach an einem Werkzeug zu befestigen, weist bevorzugt der Grundkörper Mittel zur Befestigung auf. Vorzugsweise ist der Grundkörper hierzu in einem vom Zapfen abgewandten Bereich mit einer Durchgangsbohrung versehen, über die der Grundkörper an dem Werkzeug angeschraubt werden kann.
Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel nachfolgend näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 – eine Matrize in Seitenansicht;
2 – die Matrize nach 1 in perspektivischer Ansicht;
3 – den Längsschnitt durch die Matrize;
4 – die Ansicht der Hülse;
5 – die Hülse nach 4 in perspektivischer Darstellung;
6 – den Grundkörper in Seitenansicht;
7 – den Grundkörper nach 6 in perspektivischer Darstellung.
Die erfindungsgemäße Matrize für ein Fügewerkzeug besteht aus einem Grundkörper 1 und einer Hülse 3, die auf einen zylindrischen Zapfen 2, der am Grundkörper 1 ausgebildet ist, über eine Presspassung aufgesetzt ist. Der Zapfen 2 kann mit dem Grundkörper 1 einstückig ausgebildet sein. Grundkörper 1 und Zapfen 2 können aber auch zwei Bauteile sein, die miteinander verschraubt oder über eine Presspassung miteinander verbunden werden. Der Innendurchmesser d der Hülse ist zur Einstellung der Presspassung kleiner als der Außendurchmesser D des Zapfens. Die Länge L_Z des Zapfens 2 ist kleiner als die Länge L_H der Hülse 3. Für eine einfache Montage der Hülse auf dem Grundkörper 1 ist an diesem ein Absatz 4 ausgebildet, gegen den die Hülse anschlägt. Wie 3 zeigt, bildet ein Bereich 5 der Hülse, der aufgrund ihrer größeren Länge L_H über den Zapfen 2 hinausragt, das Gesenk und die Hülse 3 selbst in diesem Bereich 5 die Gesenkwandung aus.
Wie 3 entnehmbar ist, ist das freie Ende des Zapfens 2 mit einer umlaufenden Freimachung 7, insbesondere einer Fase versehen, die dazu dient, dass beim Verpressen zweier Bleche Material in den sich erweiternden Ringspalt fließt, sodass sich die Verbindung zwischen zwei Blechplatten einstellt.
Um die Matrize an einem hier nicht dargestellten Werkzeug befestigen zu können, ist am Fuß des Grundkörpers 1, also in dem vom Zapfen 2 abgewandten Bereich, eine Durchgangsbohrung 6 vorgesehen, über die die Matrize mit dem Werkzeug verschraubt werden kann.
Hülse 3, Grundkörper 1 und Zapfen 2 können aus unterschiedlichen Werkstoffen oder aus demselben Werkstoff bestehen. Vorzugsweise kommt für die Hülse 3 ein pulvermetallurgischer Stahl (PM-Stahl) oder Werkzeugstahl zum Einsatz, für den Grundkörper 1 und den Zapfen 2 kommen vorzugsweise pulvermetallurgische Stähle (PM-Stähle), Hartmetalle (HM-Werkstoffe) oder Keramikwerkstoffe zum Einsatz.
Der Zapfen 2, der beim Fügen von Blechen dem größten Verschleiß unterliegt, ist vorzugsweise aus einem härteren und deshalb in der Regel auch teureren Werkstoff ausgebildet als die Hülse 3. Wenn der Grundkörper 1 und der Zapfen 2 zweiteilig sind, ist vorzugsweise auch der Grundkörper 1 aus einem kostengünstigeren und deshalb weicheren Werkstoff ausgebildet als der Zapfen 2.
Bezugszeichenliste

1: Grundköper
2: Zapfen
3: Hülse
4: Absatz
5: Raum
6: Durchgangsbohrung
7: Freimachung
D: Außendurchmesser
d: Innendurchmesser
L_H: Länge
L_Z: Länge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19929375 B4 [0001]
DE 19929377 B4 [0001]
EP 1385649 B1 [0003]

Claims

Matrize für ein Fügewerkzeug bestehend aus einem einen zylindrischen Zapfen (2) mit einer Länge (L_Z) aufweisenden Grundkörper (1) und einer auf dem Grundkörper (1) aufgesetzten Hülse (3) mit einer Länge (L_H), die mit einer Innenwandung (4) an einer Umfangswandung (5) des Zapfens (2) anliegt, wobei die Länge (L_H) der Hülse (3) größer ist als die (L_Z) des Zapfens (2).
Matrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (2) einstückig mit dem Grundkörper (1) ausgebildet ist.
Matrize nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (3) auf einem am Grundkörper (1) ausgebildeten Absatz (1') aufliegt.
Matrize nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zapfen (2) und der Hülse (3) eine Presspassung eingestellt ist.
Matrize nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1), der Zapfen (2) und die Hülse (3) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
Matrize nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Material-Zustand von Grundkörper (1), Zapfen (2) und Hülse (3) identisch ist.
Matrize nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) und der Zapfen (2) aus einem härteren Werkstoff bestehen als die Hülse (3).
Matrize nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (3) zwecks Ausbildung der Gesenkwandung unnachgiebig ist.
Matrize nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) Mittel (6) zur Befestigung mit einem Werkzeug aufweist.
Matrize nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) in einem vom Zapfen (2) abgewandten Bereich eine Durchgangsbohrung (6) zur Befestigung mit einem Werkzeug aufweist.