DE4122158A1 - Production of hollow rivets from wire - has tool which forms rivet bore and rivet head in one operation, using mandrel arrangement - Google Patents

Production of hollow rivets from wire - has tool which forms rivet bore and rivet head in one operation, using mandrel arrangement

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DE4122158A1 DE19914122158 DE4122158A DE4122158A1 DE 4122158 A1 DE4122158 A1 DE 4122158A1 DE 19914122158 DE19914122158 DE 19914122158 DE 4122158 A DE4122158 A DE 4122158A DE 4122158 A1 DE4122158 A1 DE 4122158A1
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Abstract

A hollow rivet is produced from a short length of wire which is inserted into a die (1) and held in place by a ram (2). The die has a through hole (4) and a mandrel (5) is inserted into the die from the side opposite to the punch. The mandrel has an end region (6) which has a diameter corresponding to the required bore of the rivet. The mandrel is pressed into the wire to form a tube and a shoulder on the mandrel presses the tube into a recess formed in the end face of the ram so that the rivet head is formed by an upsetting operation. The rivet is removed from the die by a tool (23). USE/ADVANTAGE - Method of producing hollow rivets without wasting material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlnieten auf einer Presse durch Kaltfließpressen mit einer den Niet in einer Bohrung aufnehmenden Matrize und einem den Nietkopf stauchenden Stempel.The invention relates to a method for producing Hollow rivets on a press using cold extrusion a die receiving the rivet in a bore and a stamp upsetting the rivet head.

Zum Herstellen von Hohlnieten ist es bekannt, in einer Kaltformpresse eine Matrize und zwei Stempel zusammenarbeiten zu lassen. Dieses bekannte Verfahren benötigt verhältnismäßig viele Teile und ist zeitaufwendig.For the production of hollow rivets, it is known in one Cold forming press one die and two punches to work together. This known method requires a relatively large number of parts and is time-consuming.

Aufgabe ist es, eine Hohlnietpresse so zu verbessern, daß bei einfacher Konstruktion und wenig Ausschuß hohe Stückzahlen erreichbar sind.The task is to improve a rivet press so that with simple construction and few rejects high Quantities are achievable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Drahtabschnitt als Werkstück in der Matritzenbohrung einliegt, mit einem Ende aus der Matrize vorsteht und mit dem anderen Ende an einem in der Matritzenbohrung einliegenden Dorn anliegt, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des späteren Hohlraums des Hohlniets ist; daß der Stempel gegen die Matritzen fährt und mit einer Stempelvertiefung den vorstehenden Teil des Drahtabschnittes zum Nietkopf staucht; daß der Stempel eine Bohrung aufweist, die mit der Matritzenbohrung fluchtet, einen Durchmesser gleich des späteren Niethohlraumes besitzt und während des Stauchens durch einen Stempelstift verschlossen ist; daß nach Herstellen des Nietkopfes die Stempelbohrung durch Zurückziehen des Stempelstiftes geöffnet wird und der in der Matritzenbohrung einliegende Dorn in den Nietkörper hineingedrückt wird und den Niethohlraum erzeugt, wobei das Drahtmaterial entgegen der Dornbewegungsrichtung nach hinten fließt; daß der Dorn mit seinem vorderen Ende einen Materialbutzen des Nietkörpers ausstößt und in die Bohrung des Stempels schiebt, und daß nach Fertigstellung des Hohlniets dieser und der Butzen ausgestoßen werden.This object is achieved in that a Wire section as a workpiece in the die hole is inserted, protrudes from the die with one end and with the other end at one in the die hole the inserted mandrel, whose diameter is equal to that Diameter of the later cavity of the hollow rivet; that the stamp moves against the matrices and with a Stamp recess the protruding part of the wire section upset to the rivet head; that the stamp has a bore, aligned with the die hole, a diameter same as the later rivet cavity  and during the upsetting by a stamp pen is locked; that after making the rivet head Stamp hole by withdrawing the stamp pin is opened and the one in the die hole Mandrel is pressed into the rivet body and the Rivet cavity created, the wire material against the Direction of mandrel movement flows backwards; that the thorn with a material slug of the front end Rivet body ejects and into the bore of the punch pushes, and that after completion of the hollow rivet this and the slugs are expelled.

Bei diesem Verfahren ist nur noch ein Stempel erforderlich, der mit einer Matritze zusammenarbeitet. Bei großer Produktionssicherheit werden hohe Stückzahlen pro Zeiteinheit erreicht. Auch sind die Standzeiten der Werkzeuge sehr groß.With this procedure, only one stamp is required, who works with a matrix. With large Production reliability will be high quantities per Unit of time reached. The service life of the Tools very large.

Von Vorteil ist es, daß nach Fertigstellung des Hohlniets der Stempel von der Matritze sich zurückzieht und der fertigen Hohlniet aus der Matritzenbohrung durch den Dorn bzw. eine am Dorn anschließende Schulter eines den Dorn tragenden Stiftes und der Butzen aus der Stempelbohrung durch den Stempelstift gedrückt werden.It is advantageous that after completion of the hollow rivet the stamp withdraws from the die and the manufacture rivets from the die hole through the mandrel or a shoulder of the mandrel adjoining the mandrel bearing pin and the slug from the stamp bore be pressed by the stamp pen.

Um sicherzustellen, daß der fertige Hohlniet ausgeworfen wird, wird vorgeschlagen, daß nach dem Zurückziehen des Stempels und dem Ausstoßen des Hohlnietes ein Teil (Stripper) in den Raum zwischen Stempel und Matritze fährt und hinter den Kopf des Hohlniets greift, während der Dorn sich zurückzieht.To ensure that the finished rivet is ejected it is proposed that after the withdrawal of the Stamp and the ejection of the hollow rivet a part (Stripper) drives into the space between the punch and the die and reaches behind the head of the rivet while the mandrel withdraws.

Eine besonders einfache und sicher arbeitende Konstruktion wird dann erreicht, wenn der Stempel an einem Ende eines Preßstößels fest ist, der durch eine Kurve angetrieben wird. Hierbei kann der Stempelstift an einem im Preßstößel längsverschieblich gelagerten Übertragungsteil fest sein, der insbesondere über einen Hebel von einer weiteren Kurve betätigt wird.A particularly simple and safe construction is achieved when the stamp at one end of a Ram is fixed, driven by a curve becomes. Here, the stamp pin on one in the press ram  transmission part mounted in a longitudinally displaceable manner, which in particular uses a lever from another curve is operated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the Drawings are shown and will be described in more detail below described. Show it

Fig. 1 vier verschiedene Verfahrensschritte von Stempel und Matritze, Fig. 1 shows four different steps of the punch and female mold,

Fig. 2 die den Stempel betätigende Vorrichtung. Fig. 2, the stamp actuating device.

Auf einer Seite einer ortsfesten Matritze 1 liegt ein Stempel 2 an. Rechtwinklig zur Anlagefläche 3 befindet sich in der Matritze 1 eine Matritzenbohrung 4, in der ein Stift 5 verschieblich gelagert ist, dessen Durchmesser nur wenig geringer ist als der der Bohrung 4. An dem dem Stempel zugekehrten Ende des Stiftes 5 ist an diesem ein Dorn 6 koaxial angeformt, dessen Durchmesser geringer ist als der des Stiftes 5 und dessen Durchmesser dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlnietes entspricht.A stamp 2 rests on one side of a stationary die 1 . At right angles to the contact surface 3 there is a die hole 4 in the die 1 , in which a pin 5 is slidably mounted, the diameter of which is only slightly smaller than that of the hole 4 . At the end of the pin 5 facing the stamp, a mandrel 6 is coaxially formed thereon, the diameter of which is smaller than that of the pin 5 and the diameter of which corresponds to the inside diameter of the hollow rivet to be produced.

Im Stempel 2 befindet sich eine Stempelbohrung 7, in der ein Stempelstift 8 einliegt, dessen Durchmesser nur wenig geringer ist als der der Stempelbohrung 7, so daß durch den Stift die Bohrung 7 verschließbar ist.In the plunger 2 there is a punch hole 7 in which a plunger pin rests 8, whose diameter is only slightly smaller than the bore of the punch 7 so that by the pin, the bore 7 is closed.

Stift 5, Stempelstift 8 und Stempel 2 werden vorzugsweise durch Kurvenscheiben angetrieben. Der Antrieb von Stempel 2 und Stempelstift 7 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Stempel 2 ist mit seiner Rückseite in einem Preßstößel 9 befestigt, der in einer ortsfesten Stempelführung 10 verschieblich gelagert ist. An dem dem Stempel 2 abgewandten Ende ist am Preßstößel 9 eine Rolle 11 gelagert, die an einer Kurve 12 einer Kurvenscheibe anliegt. Pin 5 , stamp pin 8 and stamp 2 are preferably driven by cams. The drive of stamp 2 and stamp pin 7 is shown in Fig. 2. The stamp 2 is fastened with its back in a press ram 9 which is slidably mounted in a stationary stamp guide 10 . At the end facing away from the punch 2, a roller 11 is mounted on the press ram 9 , which abuts a curve 12 of a cam disk.

Der Stempelstift 8 ist mit seiner Rückseite an der Kolbenstange 13 eines Kolbens 14 gelagert, der koaxial im Preßstößel 9 verschieblich geführt ist und durch einen zweiarmigen Winkelhebel 15 betätigbar ist, dessen einer Arm an der Rückseite des Kolbens 14 und dessen anderer Arm über eine Schwenkrolle 16 an einer Kurve 17 einer Kurvenscheibe anliegt.The plunger pin 8 is mounted with its rear side on the piston rod 13 of a piston 14 , which is guided coaxially in the press ram 9 and can be actuated by a two-armed angle lever 15 , one arm of which is on the rear of the piston 14 and the other arm of which is via a swivel roller 16 abuts on a curve 17 of a cam.

Zu Beginn des Arbeitszyklus zur Herstellung eines Hohlnietes wird ein Drahtabschnitt 20 in die Matritzenbohrung 4 eingeschoben, wobei das dem Stempel 2 zugekehrte Ende mit einem dem Kopf-Volumen entsprechenden Bereich über die Matritze 1 hinaus steht. In diesem Zustand ist der Stempel 2 von der Matritze 1 abgehoben. Der Stempel 2 weist auf der der Matritze 1 zugekehrten Seite eine Vertiefung 18 auf, die in Größe und Abmessungen der des Nietkopfes 19 entspricht. Der Stempel 2 fährt gegen die Matritze 1 bis zur Anlage und staucht hierbei das aus der Matritze 1 überstehende Ende des Drahtabschnittes 20 zum Kopf 19 um, siehe Fig. 1A. Bei diesem Stauchvorgang liegt das dem Stempel 2 abgewandte Ende des Drahtabschnittes 20 an der Vorderseite des Dorns 6 an, um zu verhindern, daß der Drahtabschnitt 20 in die Matritzenbohrung 4 zurückgleitet.At the beginning of the work cycle for producing a hollow rivet, a wire section 20 is inserted into the die hole 4 , the end facing the punch 2 projecting beyond the die 1 with an area corresponding to the head volume. In this state, the punch 2 is lifted off the die 1 . The stamp 2 has on the side facing the die 1 a depression 18 which corresponds in size and dimensions to that of the rivet head 19 . The stamp 2 moves against the die 1 until it contacts and compresses the end of the wire section 20 protruding from the die 1 to the head 19 , see FIG. 1A. During this upsetting process, the end of the wire section 20 facing away from the punch 2 lies against the front of the mandrel 6 in order to prevent the wire section 20 from sliding back into the die hole 4 .

Nach dem Herstellen des Nietkopfes 19 wird der Stift 5 in Richtung des Stempels 2 vorgeschoben, wobei der Dorn (Nadel) 6 in den Nietkörper 20 hineingedrückt wird, um den Hohlraum des Hohlnietes 21 zu schaffen. Hierbei fließt das Material des Nietkörper 20 entgegen der Bewegung des Dornes 6 nach hinten innerhalb der Matritzenbohrung 4, siehe Fig. 1B. Der Dorn 6 wird soweit nach vorne geschoben, daß er Material des Nietkörper 20 in Form eines Butzens 22 aus dem Hohlniet 21 heraus in die Stempelbohrung 7 hineindrückt. Um dies zu ermöglichen, wurde der Stempelstift 8 von der Matritze weg zurückgezogen. Während des Herstellens des Nietkopfes war dieser Stempelstift 8 soweit vorgeschoben, daß er die Stempelbohrung 7 verschlossen hatte.After the rivet head 19 has been produced , the pin 5 is advanced in the direction of the stamp 2 , the mandrel (needle) 6 being pressed into the rivet body 20 in order to create the cavity of the hollow rivet 21 . Here, the material of the rivet body 20 flows against the movement of the mandrel 6 backwards within the die hole 4 , see FIG. 1B. The mandrel 6 is pushed forward so far that it presses the material of the rivet body 20 in the form of a slug 22 out of the hollow rivet 21 into the punch bore 7 . To make this possible, the punch pin 8 was withdrawn away from the die. During the manufacture of the rivet head, this stamp pin 8 had been advanced so far that it had closed the stamp bore 7 .

Danach wird der Stempel 2 von der Matritze 1 weggefahren und der Stift 5 mit dem Dorn 6 in Richtung des Stempels 2 vorgeschoben, so daß die vordere Schulter des Stiftes 5 den fertigen Hohlniet 21 aus der Matritze 1 herausschiebt. In diesem herausgezogenen Zustand lagert der Hohlniet 21 noch auf dem Dorn 6, siehe Fig. 1C. Um den Hohlniet 21 vom Dorn 6 abstreifen zu können bzw. den Dorn 6 aus dem Hohlniet herausziehen zu können, ohne daß der Hohlniet in die Matritzenbohrung zurückgleitet, wird rechtwinklig zur Achse des Dornes 6 ein Abstreifteil 23 vorgeschoben, das in seiner Breite der Länge des Hohlnietes abzüglich des Kopfes entspricht und hinter den Kopf 19 greift.Then the punch 2 is moved away from the die 1 and the pin 5 is advanced with the mandrel 6 in the direction of the punch 2 , so that the front shoulder of the pin 5 pushes the finished rivet 21 out of the die 1 . In this pulled-out state, the hollow rivet 21 is still supported on the mandrel 6 , see FIG. 1C. In order to strip the hollow rivet 21 from the mandrel 6 and to be able to pull out the mandrel 6 from the hollow rivet without the rivet slides back into the Matritzenbohrung, perpendicular to the axis of the mandrel 6 a stripping member 23 is advanced, that of its width to the length of Corresponds to hollow rivets minus the head and reaches behind the head 19 .

Nunmehr kann der Stift 5 zurückgezogen werden, so daß der Dorn 6 aus dem Hohlniet herausgleitet, siehe Fig. 1D. Gleichzeitig fährt das Abstreifteil 23 zurück und der Stempelstift 8 wird vorgeschoben, um den Butzen 22 aus der Stempelbohrung 7 herauszudrücken.Now the pin 5 can be withdrawn so that the mandrel 6 slides out of the rivet, see Fig. 1D. At the same time, the stripping part 23 moves back and the stamping pin 8 is advanced in order to push the slug 22 out of the stamping bore 7 .

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen von Hohlnieten (21) auf einer Presse durch Kaltfließpressen mit einer den Niet in einer Bohrung aufnehmenden Matritze (1) und einem den Nietkopf (19) stauchenden Stempel (2), dadurch gekennzeichnet,
  • - daß ein Drahtabschnitt (20) als Werkstück in der Matritzenbohrung (4) einliegt, mit einem Ende aus der Matritze (1) vorsteht und mit dem anderen Ende an einem in der Matritzenbohrung (4) einliegenden Dorn (6) anliegt, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des späteren Hohlraumes des Hohlnietes (21) ist,
  • - daß der Stempel (2) gegen die Matritzen (1) fährt und mit einer Stempelvertiefung (18) den vorstehenden Teil des Drahtabschnittes (20) zum Nietkopf (19) staucht,
  • - daß der Stempel (2) eine Bohrung (7) aufweist, die mit der Matritzenbohrung (4) fluchtet, einen Durchmesser gleich des späteren Niethohlraumes besitzt und während des Stauchens durch einen Stempelstift (8) verschlossen ist,
  • - daß nach Herstellen des Nietkopfes (19) die Stempelbohrung (7) durch Zurückziehen des Stempelstiftes (8) geöffnet wird und der in der Matritzenbohrung (4) einliegende Dorn (6) in den Drahtabschnitt (20) hineingedrückt wird und den Niethohlraum erzeugt, wobei das Drahtmaterial entgegen der Dornbewegungsrichtung nach hinten fließt,
  • - daß der Dorn (6) mit seinem vorderen Ende einen Materialbutzen (22) ausstößt und in die Bohrung (7) des Stempels schiebt, und
  • - daß nach Fertigstellung des Hohlniets (21) dieser und der Butzen (22) ausgestoßen werden.
1. A method for producing hollow rivets ( 21 ) on a press by cold extrusion with a die ( 1 ) receiving the rivet in a bore and a punch ( 2 ) upsetting the rivet head ( 19 ), characterized in that
  • - That a wire section ( 20 ) lies as a workpiece in the die bore ( 4 ), with one end protruding from the die ( 1 ) and with the other end against a mandrel ( 6 ) lying in the die bore ( 4 ), the diameter of which is the same the diameter of the later cavity of the hollow rivet ( 21 ),
  • - that the plunger (2) against the matrices (1) moves and compresses with a die cavity (18) the projecting portion of the wire section (20) for the rivet head (19),
  • - That the stamp ( 2 ) has a bore ( 7 ) which is aligned with the die bore ( 4 ), has a diameter equal to the later rivet cavity and is closed by a stamp pin ( 8 ) during upsetting,
  • - That after producing the rivet head ( 19 ), the punch bore ( 7 ) is opened by pulling back the punch pin ( 8 ) and the mandrel ( 6 ) lying in the die bore ( 4 ) is pressed into the wire section ( 20 ) and generates the rivet cavity, whereby the wire material flows backwards against the direction of the mandrel movement,
  • - That the mandrel ( 6 ) with its front end ejects a material slug ( 22 ) and pushes into the bore ( 7 ) of the stamp, and
  • - That after completion of the hollow rivet ( 21 ) this and the slug ( 22 ) are ejected.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Fertigstellung des Hohlniets (21) der Stempel (2) von der Matritze (1) sich zurückzieht und der fertige Hohlniet (21) aus der Matritzenbohrung (4) durch den Dorn (6) bzw. eine am Dorn anschließende Schulter eines den Dorn tragenden Stiftes (5) und der Butzen (22) aus der Stempelbohrung (7) durch den Stempelstift (8) gedrückt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that after completion of the hollow rivet ( 21 ) the punch ( 2 ) of the die ( 1 ) withdraws and the finished hollow rivet ( 21 ) from the die hole ( 4 ) through the mandrel ( 6 ) or a shoulder adjoining the mandrel of a pin ( 5 ) carrying the mandrel and the slug ( 22 ) are pressed out of the punch bore ( 7 ) by the punch pin ( 8 ). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zurückziehen des Stempels (2) und dem Ausstoßen des Hohlnietes (21) ein Teil (Stripper) (23) in den Raum zwischen Stempel (2) und Matritze (1) fährt und hinter den Kopf (19) des Hohlnietes (21) greift, während der Dorn (6) sich zurückzieht.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after the retraction of the punch ( 2 ) and the ejection of the hollow rivet ( 21 ) a part (stripper) ( 23 ) in the space between the punch ( 2 ) and die ( 1 ) drives and reaches behind the head ( 19 ) of the hollow rivet ( 21 ) while the mandrel ( 6 ) withdraws. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (2) an einem Ende eines Preßstößels (9) fest ist, der durch eine Kurve (12) angetrieben wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the stamp ( 2 ) is fixed at one end of a press ram ( 9 ) which is driven by a curve ( 12 ). 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelstift (8) an einem im Preßstößel (9) längsverschieblich gelagerten Übertragungsteil (13, 14) fest ist, das insbesondere über einen Hebel (15) von einer weiteren Kurve (17) betätigt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the stamp pin ( 8 ) on a in the ram ( 9 ) mounted longitudinally displaceable transmission part ( 13 , 14 ) is fixed, which is actuated in particular by a lever ( 15 ) from a further curve ( 17 ) becomes.
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