DE3916817A1 - Verfahren und vorrichtung zum fuegen bzw. stoffschluessigen verbinden von wenigstens zwei teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fügen bzw. stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Teilen, insbesondere Blechteilen, mit einem Stempel und einer Ma­ trize, sowie auf eine Vorrichtung hierfür.

Wenn bisher zum Verbinden beispielsweise von zwei Blechtei­ len das Fügen als stoffschlüssiges Verbindungsverfahren ange­ wandt wurde, wobei diese Verfahrensweise auch als Durch­ setzfügen oder Toxen bezeichnet werden kann, waren die Füge­ stellen, die meist punktförmig als Fügepunkte ausgebildet sind, vorgewölbt. Die Vorwölbung steht daher an dem mit ei­ ner Öffnung oder einem Loch versehenen Blechteil durch das Hinterfließen des Materials über die Rückseite desselben über, so daß diese Fläche des einen Blechteils an der Füge­ stelle uneben ist. Für die Ausbildung der Öffnung in dem Blechteil kann man einen Lochstanzstempel verwenden, während eine entsprechend ausgebildete Matrize als Gegenhalter für das zweite Blechteil dient.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zum Fügen der vorstehend genannten Art und eine Vorrichtung hierfür bereitzustellen, mittels welchen man auf einfache Weise und möglichst geringem Arbeitsaufwand eine weitgehend ebene bzw. flache Fügestelle erhält.

Nach der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zum Fügen bzw. stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Teilen, insbesondere Blechteilen, mit einem Stempel und einer Ma­ trize dadurch aus, daß mittels des Stempels aus einem Teil ein Ausriß ausgestanzt und der Stempel durch das andere Teil derart gedrückt wird, daß das Material desselben zur stofflüssigen Verbindung in den Ausriß fließt und die Ma­ trize die Fügestelle flachdrückt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird im Zusammenwirken von Stempel und Matrize erreicht, daß in einem der zu verbinden­ den Teile ein Ausriß in Form einer Öffnung oder eines Loches ausgestanzt wird und dann durch das Einpressen des Stempels in das andere Teil das Material dieses Teils durch die Be­ aufschlagung des Stempels zum Fließen gebracht und in die Öffnung des anderen Teils eingedrückt wird. Wenn die Matrize, die als Gegenhalter dient, in entsprechender Weise gestaltet wird, kann diese bewirken, daß die Fügestelle flachgedrückt wird, um Vorwölbungen des in die Öffnung zur stoffschlüssigen Verbindung hineingedrückten Materials zu vermeiden, so daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Füge­ stelle im wesentlichen eben ist, d.h. im wesentlichen bündig mit der Oberseite der verbundenen Teile abschließt.

Wenn es erwünscht ist, daß man eine möglichst große Festig­ keit mittels der Fügeverbindung erreicht, so wird gemäß einer zweckmäßigen weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung zur Erhöhung der Festigkeit der Fügestelle bewirkt, daß wenig­ stens teilweise das mit dem Ausriß versehene Teil von dem Material des jeweils anderen Teils hinterflossen wird. In diesem Fall wird zwar die Ebenheit der Fügestelle durch das Hinterfließen nicht mehr so zuverlässig gewährleistet, aber dafür erhält man eine Verbindung mit erhöhter Festigkeit, die in Abhängigkeit vom Anwendungsfall manchmal gewünscht wird.

Eine Vorrichtung zum Fügen bzw. stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Teilen, insbesondere Blechteilen, mit einem Stempel und einer Matrize, zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß das vordere Ende des Stem­ pels eine Abflachung zur Ausbildung eines Ausrisses in einem der zu verbindenden Teile hat. Durch diese Abflachung am Stempel wird erreicht, daß nach dem Erstellen des Ausris­ ses in einem der zu verbindenden Teile das Material des je­ weils anderen zu verbindenden Teils derart in den Ausriß eingedrückt wird, daß man eine möglichst flache Oberfläche an der Fügestelle erhält, welche nahezu kaum über die Ober­ fläche des jeweiligen Teils vorsteht.

Zur Herabsetzung des Materialwiderstandes geht gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung die Abflachung am vorderen Ende des Stempels allmählich zu dem Stempelgrundprofil über, wobei man vor­ zugsweise einen konischen Übergangsbereich vorsieht. Hier­ durch wird erreicht, daß man gezielt am vorderen Ende des Stempels mit Hilfe der Abflachung an der Fügestelle den ge­ wünschten Ausriß bei der entsprechenden Bewegung des Stem­ pels ausbildet und dann zugleich bei der Stempelbewegung das Einpressen des Materials in den Ausriß vornimmt.

Um eine möglichst ebene Ausbildung der Fügestelle zu errei­ chen, ist vorzugsweise die Matrize wenigstens im oder um den Bereich des Ausrisses eben ausgebildet, so daß eine ebene Gegenfläche an der Matrize vorhanden ist, welche das in den Ausriß geflossene Material beim Fügen flachdrückt.

Gegebenenfalls kann die Matrize auch derart ausgestaltet werden, daß wenigstens teilweise das Material im Ausriß das mit dem Ausriß versehene Blechteil hinterfließen kann, wodurch sich die Festigkeit einer derartigen Fügeverbindung erhöhen läßt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens von Stempel und Matrize beim Fügeverfahren nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer fertiggestellten Fügeverbindung zwischen zwei zu verbindenden Teilen, beispielsweise Blechteilen, und

Fig. 3 eine schematische auseinandergezogene Darstellung eines Stempels und einer Matrize bei der Vor­ richtung zum Fügen von wenigstens zwei Teilen nach der Erfindung.

In Fig. 1 sind als Beispiele für zwei zu verbindende Teile ein Blechteil 1 und ein Blechteil 2 dargestellt, welche mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens stoffschlüssig verbunden werden sollen. Die beiden zu verbindenden Blech­ teile 1 und 2 werden zwischen einen Stempel 3 und eine Matrize 4 gelegt, wobei das zweite Blechteil 2 mit seiner Rückseite 5 auf der Oberseite der Matrize 4 aufliegt. Bei der Darstellung in Fig. 2 ist der Stempel 3 etwa in seiner Endstellung dargestellt, wenn die beiden Blechteile 1 und 2 über eine mit 6 bezeichnete Fügestelle verbunden sind. Bei der Bewegung des Stempels 3 in Richtung auf das Blechteil 1 trifft dieser zuerst auf die Oberseite 7 des Blechteils 1 auf. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Stempels 3 wird in dem zweiten Blechteil 2 ein Ausriß 8, wie beispielsweise ein Loch ausgebildet. Das entsprechend ausgerissene Teil 9 des Blechteils 2 fällt dann nach unten und der Ausriß in dem Blechteil 2 wird mit dem Material des ersten Blechteils 1 ausgefüllt, das durch die Preßbe­ aufschlagung mit Hilfe des Stempels 3 zum Fließen gebracht wird und in den Ausriß 8 fließt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wölbt sich das Fügematerial im Ausriß 8 an der der Matrize 4 zugewandten Seite gering­ fügig über die Rückseite 5 des Blechteils 2, da das zum Fließen gebrachte Material das Blechteil 2 an der Fügestelle 6 hinterfließt. Eine derartige Fügeverbindung weist aufgrund des Hinterfließens des Blechteils 2 eine relativ hohe Festig­ keit auf.

In Fig. 2 sind gleiche oder ähnliche Teile wie in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen. Hierbei ist die Matrize 4 unmittelbar im Bereich der Fügestelle 6 eben, d.h. flach ausgebildet, so daß die in Fig. 1 gezeigte Vorwölbung des Fügematerials im Ausriß 8 mit Hilfe der Matrize 4 flachge­ drückt wird bzw. plattgedrückt wird, so daß das Fügematerial an der Fügestelle im wesentlichen nicht über die Rückseite 5 des Blechteils 2 übersteht, sondern im wesentlichen bündig mit dieser Rückseite 5 des Blechteils 2 abschließt. Dank der am Stempel 3 vorgesehenen Abflachung 10, die an dessen vor­ derem Ende vorgesehen ist, kann in Verbindung mit einer ent­ sprechend flach ausgestalteten Umgebung der Matrize 4 im Bereich der Fügestelle 6 erreicht werden, daß der Ausriß 8 vollständig mit dem Material ausgefüllt wird, sich aber keine Vorwölbung an der Fügestelle 6 bildet.

In Fig. 3 ist ein Beispiel einer Vorrichtung zum Fügen bzw. stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Blechteilen 1, 2 gezeigt, die dort aus Übersichtlichkeitsgründen weg­ gelassen sind. Der Stempel 3 und die Matrize 4 stellen nur beispielhafte Ausbildungsformen dar und sie sind in aus­ einandergezogener Darstellung gezeigt. Der Stempel 3 hat an seinem vorderen, d.h. freien Ende eine Abflachung 10, die über einen zweckmäßigerweise konisch ausgestalteten Übergangsbereich 11 in das Stempelgrundprofil 12 übergeht.

Das Zusammenwirken dieses Ausführungsbeispiels mit dem Stempel 3 und der Matrize 4 nach Fig. 3 wurde bereits an­ hand den voranstehend erläuterten Fig. 1 und 2 erörtert.

Natürlich hängt die Ausbildung des Stempels und die Aus­ bildung der Matrize von der jeweils gewünschten Form der Fügestelle ab, wobei bei dem dargestellten Beispiel als be­ vorzugte Ausführungsform eine punktförmige Fügestelle, d.h. ein Fügepunkt, erläutert wurde.

Wesentlich beim erfindungsgemäßen Verfahren und der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist, daß die Fügestelle flach ist, d.h. daß die Fügestelle keine gewölbte oder unregelmäßig aus­ gestaltete Oberfläche hat, so daß sich beispielsweise Nachbe­ arbeitungen der Fügestelle erübrigen.

Bezugszeichen

 1 Blechteil
 2 Blechteil
 3 Stempel
 4 Matrize
 5 Rückseite des Blechteils 2
 6 Fügestelle
 7 Oberseite des Blechteils 1
 8 Anschluß
 9 Ausriß
10 Abflachung des Stempels 3
11 Übergangsbereich des Stempels 3
12 Stempelgrundprofil

Claims (6)

1. Verfahren zum Fügen bzw. stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Teilen, insbesondere Blechteilen, mit einem Stempel und einer Matrize, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels des Stempels aus einem Teil ein Ausriß ausgestanzt, der Stempel durch das andere Teil derart gedrückt wird, daß das Material desselben in den Ausriß zur stoffschlüssigen Verbindung fließt, und die Ma­ trize die Fügestelle flachdrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zur Erhöhung der Festigkeit der Fügestelle wenigstens teilweise das mit dem Ausriß versehene Teil hinterfließt.

3. Vorrichtung zum Fügen bzw. stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Teilen, insbesondere Blechteilen, mit einem Stempel und einer Matrize, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das vordere Ende des Stempels (3) eine Abflachung (10) zur Ausbildung eines Ausrisses (8) in einem der zu verbindenden Teile (2) hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachung (10) am vorderen Ende des Stempels (3) allmählich in das Stempelgrundprofil (12) übergeht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne, daß der Übergangsbereich (11) konisch ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (4) wenigstens im oder um den Bereich des Ausrisses eben ausgebildet ist.