DE69413198T2 - Improvements to tools for making point connections on plates - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Punktverbindungen in Blechen.The invention relates to the production of point connections in sheet metal.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Werkzeug für die Herstellung von Punktverbindungen von Blechen nach der Präambel von Anspruch 1, wonach wenigstens zwei Bleche übereinandergelegt werden und mit Hilfe eines Stempels und einer Matrize in den Blechen von einer Fläche aus eine Austiefung hergestellt wird, um auf der anderen Fläche eine Ausbuchtung zu bilden, wobei die Austiefung in einem der Bleche die Ausbuchtung des anderen Bleches aufnimmt und diese Austiefung in der Nähe ihres Bodens eine Erweiterung bildet, während die Austiefung durch Fließen eine trichterförmige Erweiterung bildet, die sich in die Erweiterung einfügt. Eine solche Technik ist insbesondere in der Patentanmeldung GB 2 189 175 beschrieben, die ein Werkzeug nach der Präambel von Beispiel 1 beschreibt, das in der Umgangssprache unter der Bezeichnung "Clinchen" bekannt ist.The invention relates in particular to a tool for making point joints between sheets according to the preamble of claim 1, in which at least two sheets are placed one on top of the other and, using a punch and a die, a cavity is made in the sheets from one face to form a bulge on the other face, the cavity in one of the sheets receiving the bulge in the other sheet and this cavity forming an extension near its base, while the cavity forms, by flow, a funnel-shaped extension which fits into the extension. Such a technique is described in particular in patent application GB 2 189 175, which describes a tool according to the preamble of example 1, known in colloquial language as "clinching".

Zur Herstellung einer solchen Punktverbindung werden zwei Werkzeuge eingesetzt, ein Stempel mit einem Niederhalter und eine Matrize, die einen Amboß und Schalen umfaßt, die elastisch an den Seitenflächen des Ambosses anliegen Greift der Stempel in die Bleche ein, so entfernen sich die Schalen, und die Erweiterung bildet sich zwischen der Innenfläche der Schalen und der Seitenkante des Ambosses. So besitzt die Substanz die Neigung, zwischen den Schalen und dem Amboß so zu fließen, daß die Punktverbindung einen kreisförmigen Mittelteil aufweist, der dem Durchmesser des Ambosses entspricht, wobei dieser Teil von einem Wulst begrenzt ist, der bezüglich des kreisförmigen Mittelteils leicht vorspringend ist.To produce such a point connection, two tools are used, a punch with a hold-down device and a die, which comprises an anvil and shells that rest elastically on the side surfaces of the anvil. If the punch into the sheets, the shells move away and the expansion forms between the inner surface of the shells and the side edge of the anvil. The substance thus has a tendency to flow between the shells and the anvil so that the point connection has a circular central part corresponding to the diameter of the anvil, this part being delimited by a bead which projects slightly with respect to the circular central part.

Eine Punktverbindung, wie sie durch die bisherige Technik nach der Patentschrift GB 2 189 175 hergestellt wird, ist unschön und baut in bestimmten Fällen ein dreidimensionales Teil auf, dessen Höhe zu hoch ist.A point connection, as produced by the previous technology according to patent specification GB 2 189 175, is unattractive and in certain cases creates a three-dimensional part whose height is too high.

Eines der Ziele der Erfindung ist die Behebung dieser verschiedenen Nachteile.One of the aims of the invention is to remedy these various disadvantages.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht durch ein Werkzeug für die Herstellung von Punktverbindungen auf Blechen mit einem Oberwerkzeug, das einen Stempel und einen Niederhalter umfaßt, und einem Unterwerkzeug, das eine Matrize mit einem Amboß und Schalen, die elastisch gegen die Seitenwand des Ambosses drücken und in radiale Richtungen gegenüber einer Führungsfläche des Unterwerkzeuges gegen die Wirkung der elastischen Mittels verschiebbar montiert sind, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen des Unterwerkzeuges eine interne seitliche Verlängerung umfassen, die einen Teil der oberen Fläche des Ambosses in der Nähe des Seitenteils davon überdeckt.According to the invention, this aim is achieved by a tool for producing point joints on sheets with an upper tool comprising a punch and a hold-down device, and a lower tool comprising a die with an anvil and shells which press elastically against the side wall of the anvil and are mounted so as to be displaceable in radial directions with respect to a guide surface of the lower tool against the action of the elastic means, characterized in that the shells of the lower tool comprise an internal lateral extension covering part of the upper surface of the anvil in the vicinity of the side part thereof.

Aufgrund einer solchen Anordnung verhindern die Verlängerungen der Schalen, daß das Material zwischen den Schalen und der Seitenwand des Ambosses so fließt, daß eine ebene Punktverbindung erhalten wird. Eine solche Anordnung findet eine besonders interessante Anwendung zum Verbinden von dicken Blechen und insbesondere von Aluminiumblechen.Due to such an arrangement, the extensions of the shells prevent the material from flowing between the shells and the side wall of the anvil in such a way that a flat point joint is obtained. Such an arrangement finds a particularly interesting application for joining thick sheets and in particular aluminum sheets.

Die Erfindung wird nun ausführlicher beschrieben, indem auf eine besondere Ausführungsform Bezug genommen wird, die ausschließlich als Beispiel angegeben und in den beigefügten Zeichnungen abgebildet ist, in denen:The invention will now be described in more detail by reference to a particular embodiment given purely by way of example and illustrated in the accompanying drawings in which:

Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäßen Werkzeuges für die Herstellung einer Punktverbindung zeigt,Fig. 1 shows a plan view, partly in section, of a tool according to the invention for producing a point connection,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 ist,Fig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1,

Fig. 3 eine auf herkömmliche Weise hergestellte Punktverbindung in der Draufsicht zeigt,Fig. 3 shows a conventionally produced point connection in plan view,

Fig. 4 ein Aufriß von vorne der Verbindung von Fig. 3 ist,Fig. 4 is a front elevation of the connection of Fig. 3 ,

Fig. 5 die erfindungsgemäß hergestellte Punktverbindung in der Draufsicht zeigt,Fig. 5 shows the point connection produced according to the invention in top view,

Fig. 6 ein Aufriß der Punktverbindung von Fig. 5 ist,Fig. 6 is an elevation of the point connection of Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittansicht im vergrößerten Maßstab einer erfindungsgemäßen Punktverbindung ist.Fig. 7 is a sectional view on an enlarged scale of a point connection according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Werkzeug dargestellt, das ein Oberwerkzeug 1 und ein Unterwerkzeug 2 umfaßt.Fig. 1 shows a tool comprising an upper tool 1 and a lower tool 2.

Das Oberwerkzeug 1 umfaßt ein Endstück 3, das die Befestigung am Dorn eines Zylinders ermöglicht, einen Absatz 4, gegen den sich ein Niederhalter 5 preßt, der einen Absatz 6 aufweist, der in einen Ring 7 eingreift, wobei das freie Ende des Werkzeuges 1 mit einem Stempel 9 abgeschlossen ist.The upper tool 1 comprises an end piece 3 which enables it to be attached to the mandrel of a cylinder, a shoulder 4 against which a hold-down device 5 is pressed, which has a shoulder 6 which engages in a ring 7, the free end of the tool 1 being closed off with a punch 9.

Werkzeug 2 besteht aus einem Körper 11, dessen Bestimmung darin besteht, an einer Maschine befestigt und nach oben durch einen Amboß 12 verlängert zu werden. Am Fuße des Ambosses 12 erstreckt sich ein überstehender Ring 13, der auf der Oberseite eine Führungsfläche 14 und auf der Unterseite einen Absatz 15 bildet.Tool 2 consists of a body 11, the purpose of which is to be attached to a machine and extended upwards by an anvil 12. At the base of the anvil 12 extends a projecting ring 13, which forms a guide surface 14 on the upper side and a shoulder 15 on the lower side.

Auf der Führungsfläche 14 können die Schalen 16, deren Innenfläche mit der Seitenwand des Ambosses 12 zusammenwirkt, in entgegengesetzte Richtungen gleiten.On the guide surface 14, the shells 16, whose inner surface interacts with the side wall of the anvil 12, can slide in opposite directions.

Auf den Schalen 16 ist eine Muffe 18 aus einem weichen elastischen Material, beispielsweise Gummi oder Kunststoff, befestigt, wobei diese Muffe an ihrem unteren freien Ende einen Ring 19 umfaßt, der zum Eingreifen in einen Hals bestimmt ist, der durch die Unterseite von Ring 13 und durch Körper 11 des Werkzeuges begrenzt ist.A sleeve 18 made of a soft elastic material, for example rubber or plastic, is fastened to the shells 16, this sleeve comprising at its lower free end a ring 19 intended to engage in a neck delimited by the underside of ring 13 and by body 11 of the tool.

Es sind hier vier Schalen 16 vorhanden, aber es könnten auch noch mehr sein, oder es könnten im Gegenteil weniger, beispielsweise zwei oder drei, vorgesehen sein. Die Schalen 16 umfassen an ihrem oberen Ende innen eine seitliche Verlängerung 21, die ein Teil der Oberseite von Amboß 12 in der Nähe von dessen Seitenwand bedeckt. Zwischen Werkzeug 1 und Werkzeug 2 sind zwei Bleche 22 und 23 zum Zusammenfügen eingelegt.There are four shells 16 here, but there could be more, or on the contrary there could be fewer, for example two or three. The shells 16 comprise at their upper end a lateral extension 21 inside, which covers part of the upper side of the anvil 12 near its side wall. Two sheets 22 and 23 are inserted between tool 1 and tool 2 for joining them together.

Nach der bisherigen Technik erstrecken sich die Schalen an ihrem oberen Ende mit ihrer Innenfläche rechts von der Seitenwand des Ambosses. Wird die Punktverbindung hergestellt, so preßt der Niederhalter die beiden Bleche gegen die freien oberen Enden der Schalen, und der Stempel greift in die Dicke der Bleche so ein, daß in dem oberen Blech eine Austiefung geformt wird, die auf der gegen das Blech gerichteten Seite eine Ausbuchtung festlegt, die in eine im oberen Blech gebildeten Austiefung eingefügt ist.According to the previous technology, the shells extend at their upper end with their inner surface to the right of the side wall of the anvil. When the point connection is made, the hold-down presses the two sheets against the free upper ends of the shells and the punch engages in the thickness of the sheets in such a way that a cavity is formed in the upper sheet, which defines a bulge on the side facing the sheet, which is inserted into a cavity formed in the upper sheet.

Beim Bilden der Punktverbindung gibt der im unteren Blech gebildete Stulp den Befehl zum Auseinandergehen der Schalen, und dieser Stulp steht über den Seitenrand des Ambosses über. In den Fig. 3 und 4 ist eine Punktverbindung abgebildet, die durch die bisherige Technik hergestellt wurde, und die Bleche sind mit den Bezugsziffern 22a und 23a bezeichnet.When forming the point joint, the collar formed in the lower plate gives the command for the shells to separate, and this collar projects beyond the side edge of the anvil. Figures 3 and 4 show a point joint made by the previous technique, and the plates are designated by the reference numerals 22a and 23a.

Wie man in diesen Figuren sieht, zeigt die erhaltene Punktverbindung eine ebene Oberfläche 30, die der Oberfläche des Ambosses entspricht und von einem Buckel 31 begrenzt ist, der dem Teil des Materials entspricht, der über den Amboß übersteht und von den Schalen begrenzt wird.As can be seen in these figures, the obtained point connection shows a flat surface 30 corresponding to the surface of the anvil and delimited by a hump 31, which corresponds to the part of the material that protrudes beyond the anvil and is limited by the shells.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine erfindungsgemäß hergestellte Punktverbindung. In Blech 22 ist eine Austiefung 33 gebildet, die in der Nähe ihres Bodens 34 eine Erweiterung 35 aufweist, während in dem Blech 23 eine Austiefung 37 gebildet ist, die eine Vorsprung 38 definiert, dessen Material durch Kaltfließen eine trichterförmige Erweiterung 39 bildet, die in die Erweiterung 35 eingefügt ist.Figures 5, 6 and 7 show a point connection made according to the invention. A cavity 33 is formed in sheet 22, which has an extension 35 near its bottom 34, while a cavity 37 is formed in sheet 23, which defines a projection 38, the material of which forms, by cold flow, a funnel-shaped extension 39, which is inserted into the extension 35.

Bei der Bildung der Punktverbindung verhindern die Verlängerungen 21, daß das Blech 22 entlang der Seitenkante des Ambosses 12 fließt, derart, daß eine ebene Punktverbindung erhalten wird, die der Amboß-Oberfläche entspricht und nicht von einem Wulst eingerahmt ist.When forming the point joint, the extensions 21 prevent the sheet 22 from flowing along the side edge of the anvil 12, such that a flat point joint is obtained which corresponds to the anvil surface and is not framed by a bead.

Claims (1)

1. Werkzeug zur Herstellung von Punktverbindungen von Blechen mit einem Oberwerkzeug (1), das einen Stempel (9) mit einem Niederhalter (5) aufweist, und einem Unterwerkzeug (2), das eine Matrize mit einem Amboß (12) und Schalen (16) aufweist, die federnd gegen die Seitenwand des Ambosses (12) angelegt und in zueinander entgegengesetzten radialen Richtungen auf einer Führungsfläche (14) des genannten zweiten Unterwerkzeuges (2) gegen die Wirkung von Federmitteln (18) verschiebbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (16) des zweiten Unterwerkzeuges (2) eine innere seitliche Verlängerung (21) aufweisen, die einen Teil der oberen Oberfläche des Ambosses (12) in der Nähe von dessen Seitenwand überdeckt.1. Tool for producing point connections of sheet metal with an upper tool (1) which has a punch (9) with a hold-down device (5), and a lower tool (2) which has a die with an anvil (12) and shells (16) which are resiliently applied against the side wall of the anvil (12) and are arranged so as to be displaceable in mutually opposite radial directions on a guide surface (14) of the said second lower tool (2) against the action of spring means (18), characterized in that the shells (16) of the second lower tool (2) have an inner lateral extension (21) which covers a part of the upper surface of the anvil (12) in the vicinity of its side wall.