DE9200733U1 - Tool for connecting two components - Google Patents

Description

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WERKZEUG ZUM VERBINDEN ZWEIER BAUTEILETOOL FOR CONNECTING TWO COMPONENTS

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Verbinden zweier Bauteile gemäß dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1. Derartige Werkzeuge werden beispielsweise bei der Herstellung von Metallgehäusen dazu verwendet, die das Gehäuse bildenden Metallteile zusammenzufügen.The invention relates to a tool for connecting two components according to the preamble of claim 1. Such tools are used, for example, in the manufacture of metal housings to join the metal parts forming the housing together.

Es sind verschiedenartige Verbindungstechniken und dementsprechend auch verschiedenartige Werkzeuge zum Herstellen solcher Verbindungen bekannt. Eine im Gehäusebau weit verbreitete Verbindungstechnik ist das Nieten, wobei die zwei zu verbindenden Bauteile, beispielsweise Bleche, überlappened aufeinanderliegen müssen. In den beiden Blechen muß ein Nietloch vorhanden sein, in welches der Niet (Hohlniet oder Blindniet) eingeführt wird. Wenn zwei senkrecht zueinander stehende Teile durch Nieten verbunden werden sollen, ist es erforderlich, eines der Teile an seinem Ende um 90 Grad umzubiegen, damit die beiden Teile an der Verbindungsstelle überlappend aufeinanderliegen.There are various joining techniques and, accordingly, various tools for making such connections. A joining technique that is widely used in housing construction is riveting, whereby the two components to be joined, for example metal sheets, must overlap one another. There must be a rivet hole in the two metal sheets into which the rivet (hollow rivet or blind rivet) is inserted. If two parts that are perpendicular to one another are to be joined by riveting, it is necessary to bend one of the parts at its end by 90 degrees so that the two parts overlap one another at the connection point.

Eine ebenfalls bekannte Verbindungstechnik ist das Durchsetzfügen. Hierbei werden zwei aufeinanderliegende Bleche mit Hilfe eines Stempel-Matrizensystems durch Formschluß miteinander verbunden. Die Wände der Matrize sind beweglich, so daß das durchgedrückte Material seitlich wegfließen kann. Nachteilig bei dieser Verbindungstechnik ist es, daß wegen des Stempel-Matrizensystems die Verbindungsstelle von beiden Seiten zugänglich sein muß. Außerdem muß zur Verbindung senkrecht zueinander stehender Teile eines der beiden Teile an seinem Ende um 90 Grad umgebogen werden, um eine Überlappung der beiden Fügepartner zu erreichen.Another well-known joining technique is clinching. Here, two sheets of metal lying on top of one another are joined together using a stamp-die system by means of a positive locking mechanism. The walls of the die are movable so that the material that is pushed through can flow away to the side. The disadvantage of this joining technique is that, due to the stamp-die system, the joining point must be accessible from both sides. In addition, to join parts that are perpendicular to one another, one of the two parts must be bent at 90 degrees at its end in order to achieve an overlap between the two joining partners.

Weiterhin ist noch das Fügen durch Verlappen und Verschränken bekannt.Furthermore, joining by lapping and interlocking is also known.

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Dabei trägt einer der Fügepartner vorgeformte Lappen und der andere hat eine Ausnehmung mit einem dem Querschnitt der Lappen ähnlichen, nur wenig größeren Querschnitt. Nachteilig bei dieser Verbindungstechnik ist es, daß die verschränkten oder verbogenen Lappen eine Verletzungsgefahr darstellen, so daß die Technik nur an verdeckten Flächen angewendet werden kann.One of the joining partners has pre-formed tabs and the other has a recess with a cross-section similar to the cross-section of the tabs, but only slightly larger. The disadvantage of this joining technique is that the interlocked or bent tabs pose a risk of injury, so the technique can only be used on concealed surfaces.

Eine weitere Verbindungstechnik ist das Schweißen, bei welchem im Unterschied zum Nieten kein Verbindungselement erforderlich ist. Zwei für den Gehäusebau besonders geeignete Schweißtechniken sind das Punktschweißen und das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen). Beim Punktschweißen und im allgemeinen auch beim WIG-Schweißen müssen die zu verbindenden Teile überlappend aufeinanderliegen, so daß bei senkrecht zu verbindenden Teilen ebenso wie beim Nieten eine Biegung an einem Teil anzubringen ist. Es gibt allerdings eine spezielle Anwendungsform des WIG-Schweißens für den Gehäusebau, bei welcher zwei senkrecht zu verbindende Teile ein sogenanntes Lappen-Durchbruchsystem bilden, d.h. eines der Teile hat eine Öffnung, in welche sich ein Lappen des anderen Teiles einfügt. Die beiden Teile werden nach dem Ineinanderfügen miteinander verschweißt. Bei der genannten Anwendungsform ist also keine Biegung bei senkrecht zu verbindenden Teilen erforderlich. Nachteilig bei beiden Schweißtechniken ist es, daß eine aufwendige Schweißvorrichtung benötigt wird, daß die Oberfläche der Teile durch Oxidation teilweise zerstört wird und daß die Teile sich durch lokale Erwärmung verziehen können.Another joining technique is welding, which, unlike riveting, does not require a connecting element. Two welding techniques that are particularly suitable for housing construction are spot welding and tungsten inert gas welding (TIG welding). With spot welding and generally also with TIG welding, the parts to be joined must overlap one another, so that with parts to be joined vertically, a bend must be made on one part, just as with riveting. However, there is a special application of TIG welding for housing construction, in which two parts to be joined vertically form a so-called tab breakthrough system, i.e. one of the parts has an opening into which a tab of the other part fits. The two parts are welded together after they have been joined together. With the application mentioned, no bend is required for parts to be joined vertically. The disadvantages of both welding techniques are that a complex welding device is required, that the surface of the parts is partially destroyed by oxidation and that the parts can warp due to local heating.

Gegenüber dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, mit dem zwei senkrecht zueinander stehende Bauteile ohne Verbindungselement und ohne die Notwendigkeit einer Biegung der Bauteile derart miteinander verbunden werden können, daß die Oberflächen der Bauteile nicht beschädigt werden.Compared to the prior art, the invention is based on the object of creating a tool with which two components that are perpendicular to one another can be connected to one another without a connecting element and without the need to bend the components in such a way that the surfaces of the components are not damaged.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch Schutzanspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is solved by claim 1.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß senkrecht zueinander stehende Bauteile in einfacher Weise ohne Verbindungselement und ohne Beschädigung der Oberfläche miteinander verbunden werden können, wenn die beiden Bauteile ein Lappen-Durchbruchsystem bilden und der in den Durchbruch eingeführteThe invention is based on the knowledge that components that are perpendicular to each other can be connected to each other in a simple manner without a connecting element and without damaging the surface if the two components form a tab opening system and the

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Lappen durch mechanische Krafteinwirkung mit dem den Durchbruch aufweisenden Teil verprägt wird. Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Herstellen dieser Verbindung umfaßt einen beweglichen Kerbstempel, mit dem der Lappen des einen Bauteils deformiert werden kann, so daß eine bleibende Verbindung mit dem anderen Bauteil hergestellt wird. Zur Zentrierung des Kerbstempels auf dem Lappen weist das Werkzeug zwei Greifer auf, die in zwei entsprechende Öffnungen des den Durchbruch aufweisenden Bauteils eingeführt werden. Wenn die Greifer ordnungsgemäß geschlossen sind, so daß sichergestellt ist, daß der Kerbstempel über dem Lappen zentriert sind, wird der Kerbstempel mittels einer Verschiebeeinrichtung, beispielsweise mittels eines Hydraulik- oder Pneumatiksystems, in den Lappen gedrückt, wodurch eine seitliche Deformation des Lappens erfolgt.Tab is pressed into the part with the opening by applying mechanical force. The tool according to the invention for producing this connection comprises a movable notching punch with which the tab of one component can be deformed so that a permanent connection is produced with the other component. To center the notching punch on the tab, the tool has two grippers that are inserted into two corresponding openings in the component with the opening. When the grippers are properly closed so that it is ensured that the notching punch is centered over the tab, the notching punch is pressed into the tab by means of a displacement device, for example by means of a hydraulic or pneumatic system, whereby a lateral deformation of the tab occurs.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann in dem den Lappen aufweisenden Bauteil noch eine Öffnung vorgesehen sein, in die die Greiferenden von verschiedenen Seiten eingreifen können, so daß sich die Greiferenden berühren können. Dadurch wird eine zusätzliche Zentrierung erreicht und außerdem ein Widerlager für die durch den Kerbstempel auf den Lappen ausgeübte Kraft geschaffen.In a preferred embodiment of the invention, an opening can be provided in the component having the tab, into which the gripper ends can engage from different sides so that the gripper ends can touch each other. This achieves additional centering and also creates an abutment for the force exerted on the tab by the notching punch.

Die Erfindung hat die folgenden weiteren Vorteile:The invention has the following additional advantages:

Es ist kein Stempel-Matrizen-System wie bei einigen Werkzeugen nach dem Stand der Technik erforderlich. Infolgedessen muß die Verbindungsstelle nur von einer Seite zugänglich sein, was eine wesentliche Vereinfachung zum Beispiel bei der Montage von Gehäusen bedeutet. Da die Oberfläche der verbundenen Bauteile nicht verletzt wird, können diese Teile vor dem Zusammenfügen oberflächenbehandelt werden. Dadurch wird ebenfalls eine vereinfachte Gehäusemontage erreicht. Außerdem tritt bei der Erfindung kein Verziehen der Teile auf, da nicht mit erhöhter Temperatur gearbeitet wird. Die zusammengefügten Teile weisen keine scharfen Konturen auf, so daß keine Verletzungsgefahr besteht.No punch-die system is required as with some state-of-the-art tools. As a result, the connection point only needs to be accessible from one side, which means a significant simplification, for example, when assembling housings. Since the surface of the connected components is not damaged, these parts can be surface-treated before being joined. This also simplifies housing assembly. In addition, the invention does not result in any warping of the parts, since no elevated temperature is used. The joined parts do not have sharp contours, so there is no risk of injury.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß das Werkzeug leicht handhabbar ist, so daß bei der Gehäusemontage die Bedienperson das Werkzeug problemlos mit der Hand zu den Stellen bringen kann, an denenAn important advantage of the invention is that the tool is easy to handle, so that when assembling the housing, the operator can easily move the tool by hand to the places where

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Verbindungen herzustellen sind. Da die Verbindungstellen jeweils nur von einer Seite zugänglich sein müssen, ist die Montage besonders einfach.Connections have to be made. Since the connection points only need to be accessible from one side, assembly is particularly easy.

Die Erfindung kann zur Verbindung von deformierbaren Materialien eingesetzt werden, beispielsweise von Stahlblechen oder auch von Aluminium, Kupfer oder Messing.The invention can be used to connect deformable materials, for example steel sheets or aluminum, copper or brass.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das den Lappen tragende Bauteil eine Öffnung unterhalb des Lappens, in welche die beiden Greifer des Werkzeuges zangenartig eingreifen, so daß einerseits ein Widerlager für die vom Kerbstempel ausgeübte Kraft geschaffen wird und andererseits eine noch bessere Zentrierung des Kerbstempels erreicht wird. Das Schließen der Greifer kann in mechanisch einfacher Weise dadurch bewerkstelligt werden, daß die Greifer an ihrer Außenseite mit einer Schulter versehen sind, über die sich bei einer Abwärtsbewegung des Kerbstempels ein die Greifer umschließendes Bauteil schiebt und die Greifer zusammendrückt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, insbesondere bei Verwendung einer hydraulischen oder pneumatischen Verschiebeeinrichtung, ist ein Näherungsschalter vorgesehen, der (indirekt) auf die Bewegung des Kerbstempels anspricht und erst dann den vollen Arbeitsdruck zum Deformieren freigibt, wenn sich die Verschiebeeinrichtung an einer vorbestimmten Position befindet. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß nur bei einwandfreier Positionierung des Kerbstempels der Prägevorgang ausgelöst wird und damit Beschädigungen der zu verbindenden Teile oder des Werkzeuges vermieden werden.In a preferred embodiment of the invention, the component carrying the tab has an opening below the tab, into which the two grippers of the tool engage like pliers, so that on the one hand an abutment is created for the force exerted by the notching punch and on the other hand an even better centering of the notching punch is achieved. The closing of the grippers can be accomplished in a mechanically simple manner by providing the grippers with a shoulder on their outside, over which a component enclosing the grippers slides when the notching punch moves downwards and presses the grippers together. In a preferred embodiment, in particular when using a hydraulic or pneumatic displacement device, a proximity switch is provided which (indirectly) responds to the movement of the notching punch and only releases the full working pressure for deformation when the displacement device is in a predetermined position. This ensures that the stamping process is only initiated when the notching punch is correctly positioned, thus avoiding damage to the parts to be joined or to the tool.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Figur 1a zeigt in perspektivischer Darstellung zwei Blechteile, die mitFigure 1a shows a perspective view of two sheet metal parts, which

einem Prägewerkzeug gemäß der Erfindung verbundenconnected to an embossing tool according to the invention

wurden.
Figur 1b zeigt einen Querschnitt durch die verbundenen Blechteilebecame.
Figure 1b shows a cross section through the connected sheet metal parts

gemäß Figur 1a entlang der Linie A-A'.
Figur 1c zeigt ein vergrößertes Detail aus Figur 1b.
Figur 2 ist eine Schnittzeichnung des Prägewerkzeugs gemäß eineraccording to Figure 1a along the line A-A'.
Figure 1c shows an enlarged detail from Figure 1b.
Figure 2 is a sectional drawing of the stamping tool according to a

Ausführungsform der Erfindung im geöffneten Zustand.
Figur 3a ist eine Schnittzeichnung des Prägewerkzeug gemäß Figur 2Embodiment of the invention in the opened state.
Figure 3a is a sectional drawing of the embossing tool according to Figure 2

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im geschlossenen Zustand.
Figur 3b ist eine Seitenansicht des Prägewerkzeuges gemäß Figur 3awhen closed.
Figure 3b is a side view of the embossing tool according to Figure 3a

im Schnitt.
Figur 4 zeigt verschiedene Ausführungsformen eines Kerbstempels inon average.
Figure 4 shows various embodiments of a notching die in

einem erfindungsgemäßen Prägewerkzeug.an embossing tool according to the invention.

Figur 1 a zeigt zwei Blechteile 21 und 22, die mit einem Prägewerkzeug gemäß der Erfindung verbunden wurden. Das senkrecht stehende Blechteil 22 weist an seiner Oberkante einen Lappen 19 auf, der in einen entsprechenden Durchbruch 41 (siehe Figur 1 c) in dem waagrechten Blechteil 21 eingeführt ist. Das Blechteil 21 liegt also auf der Oberkante des Blechteils 22 auf. Der Lappen 19 ist im verbundenen Zustand mit dem Teil 21 verprägt. Diese Verprägung wird im Zusammenhang mit Figur 1 b und 1 c näher erläutert. Die Stanzlöcher 23 und 24 im Blechteil 21 sowie das Stanzloch 25 im Blechteil 22 dienen zur Einführung des Prägewerkzeuges gemäß der Erfindung, mit welchem die Verbindung hergestellt wird.Figure 1 a shows two sheet metal parts 21 and 22 that have been connected using an embossing tool according to the invention. The vertical sheet metal part 22 has a tab 19 on its upper edge that is inserted into a corresponding opening 41 (see Figure 1 c) in the horizontal sheet metal part 21. The sheet metal part 21 therefore rests on the upper edge of the sheet metal part 22. The tab 19 is embossed with the part 21 when connected. This embossing is explained in more detail in connection with Figures 1 b and 1 c. The punch holes 23 and 24 in the sheet metal part 21 and the punch hole 25 in the sheet metal part 22 serve to insert the embossing tool according to the invention, with which the connection is made.

Figur 1b ist ein Querschnitt entlang der in Figur 1a gezeigten Linie A-A' . Das senkrecht stehende Blechteil 22 ist mit seinem Lappen 19 in einen entsprechenden Durchbruch 41 des waagrechten Blechteils 21 eingeführt und mit diesem verprägt, so daß eine feste Verbindung zwischen den beiden Teilen entsteht. Der Verbindungsbereich 40 ist in Figur 1c detailliert dargestellt.Figure 1b is a cross-section along the line A-A' shown in Figure 1a. The vertical sheet metal part 22 is inserted with its tab 19 into a corresponding opening 41 in the horizontal sheet metal part 21 and stamped with it so that a firm connection is created between the two parts. The connection area 40 is shown in detail in Figure 1c.

Gemäß Figur 1c ist der Lappen 19 in den Durchbruch 41 eingeführt und an seiner Oberseite mit dem waagrechten Blechteil 21 verprägt. Dazu ist mittels des erfindungsgemäßen Werkzeugs eine Kerbe 42 in den Lappen 19 eingeprägt worden, wodurch die Seitenbereiche 43 und 44 in der dargestellten Weise nach außen gedrückt werden und damit eine Verbindung mit dem Blechteil 21 hergestellt wird. Vor der Vorprägung mittels des erfindungsgemäßen Werkzeuges hat der Lappen 19 einen rechteckigen Querschnitt.According to Figure 1c, the tab 19 is inserted into the opening 41 and stamped on its upper side with the horizontal sheet metal part 21. For this purpose, a notch 42 has been stamped into the tab 19 using the tool according to the invention, whereby the side areas 43 and 44 are pressed outwards in the manner shown and thus a connection is made with the sheet metal part 21. Before the pre-stamping using the tool according to the invention, the tab 19 has a rectangular cross-section.

Die in den Figuren 1a-1c gezeigte Verbindungstechnik wird beispielsweise für den Zusammenbau von Gehäusen verwendet. Dabei wird typischerweise eine Vielzahl von Blechteilen, die in mehreren Ebenen angeordnet sein können, durch mehrere der in Figur 1a-c gezeigten Verbindungen zusammengefügt.The connection technology shown in Figures 1a-1c is used, for example, for assembling housings. Typically, a large number of sheet metal parts, which can be arranged in several levels, are joined together using several of the connections shown in Figures 1a-c.

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Nachfolgend wird das Prägewerkzeug zum Herstellen der in Figur 1a-c gezeigten Verbindung näher erläutert.The embossing tool for producing the connection shown in Figure 1a-c is explained in more detail below.

Figur 2 zeigt das Prägewerkzeug gemäß der Erfindung in geöffnetem Zustand. Die Enden der beiden Greifer 1a und 1b sind in die Stanzlöcher 23 und 24 der Blechplatte 21 eingeführt (vgl. Figur 1a). Zwischen den beiden Greifern 1a und 1b ist ein Kerbstempel 5 angeordnet, mit dem bei geschlossenen Greifern die Verprägung des Bleches 22 mit dem Blech 21 erzeugt wird. Der Kerbstempel ist mittels eines Zylinderstiftes 12 an einem Stempelaufnehmer 2 befestigt, welcher seinerseits mit einem Hydraulikzylinder 8 verbunden ist. Der Hydraulikzylinder 8 kann durch eine Hydraulikpumpe (nicht dargestellt) mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden, so daß sich der Hydraulikzylinder längs der Achse 27 entweder nach unten oder nach oben bewegt. Wenn sich der Hydraulikzylinder nach unten bewegt, wird der Kerbstempel 5 in den Lappen 19 des Bleches 22 gedrückt.Figure 2 shows the embossing tool according to the invention in the open state. The ends of the two grippers 1a and 1b are inserted into the punch holes 23 and 24 of the sheet metal plate 21 (see Figure 1a). A notching punch 5 is arranged between the two grippers 1a and 1b, with which the embossing of the sheet metal 22 with the sheet metal 21 is produced when the grippers are closed. The notching punch is fastened by means of a cylindrical pin 12 to a punch holder 2, which in turn is connected to a hydraulic cylinder 8. The hydraulic cylinder 8 can be supplied with hydraulic fluid by a hydraulic pump (not shown) so that the hydraulic cylinder moves either downwards or upwards along the axis 27. When the hydraulic cylinder moves downwards, the notching punch 5 is pressed into the tab 19 of the sheet metal 22.

Damit der Kerbstempel 5 stets einen genau definierten Weg zurücklegt, ist eine Hubbegrenzung vorgesehen. Diese umfaßt ein Hubbegrenzungselement 7, welches an einer Kolbenstange 28 befestigt ist, die wiederum durch den Hydraulikzylinder 8 bewegt wird. Das Hubbegrenzungselement 7 bewegt sich also synchron mit dem Kerbstempel 5. Es ist außerdem ein fest mit einer Gehäusekappe 6 des Prägewerkzeugs verbundenes Anschlagelement 29 vorhanden, welches eine Durchgangsbohrung für den Durchgang der Kolbenstange 28 aufweist. Das stationäre Anschlagelement 29 wirkt als Anschlag für den unteren Teil des Hubbegrenzungselementes 7. Wenn der Kerbstempel 5 nach unten fährt, bewegt sich das Hubbegrenzungselement 7 ebenfalls nach unten bis es auf das Anschlagelement 29 auftrifft. Der maximale Hub (in Figur 2 durch die Strecke 30 gekennzeichnet) und damit auch die Prägetiefe des Kerbstempels 5 ist einstellbar, indem das Hubbegrenzungselement 7 mittels einer Schraube 17 an der Kolbenstange 28 verstellt wird.A stroke limiter is provided so that the notching punch 5 always travels a precisely defined path. This comprises a stroke limiting element 7, which is attached to a piston rod 28, which in turn is moved by the hydraulic cylinder 8. The stroke limiting element 7 therefore moves synchronously with the notching punch 5. There is also a stop element 29 which is firmly connected to a housing cap 6 of the stamping tool and which has a through hole for the passage of the piston rod 28. The stationary stop element 29 acts as a stop for the lower part of the stroke limiting element 7. When the notching punch 5 moves downwards, the stroke limiting element 7 also moves downwards until it hits the stop element 29. The maximum stroke (indicated in Figure 2 by the distance 30) and thus also the embossing depth of the notching punch 5 can be adjusted by adjusting the stroke limiting element 7 by means of a screw 17 on the piston rod 28.

An der Gehäusekappe 6 ist ein induktiver Näherungsschalter 18 befestigt, der auf die Bewegung des Hubbegrenzungselementes 7 anspricht. Wenn sich das Element 7 nach unten bewegt, wird beim Passieren des Schaltpunktes 31 ein elektrisches Signal ausgelöst, welches zur Steuerung des Hydraulikssytems benutzt wird : Erst wenn dieses Signal erzeugt wurde, wird der volleAn inductive proximity switch 18 is attached to the housing cap 6, which responds to the movement of the stroke limiting element 7. When the element 7 moves downwards, an electrical signal is triggered when the switching point 31 is passed, which is used to control the hydraulic system: Only when this signal has been generated is the full

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Arbeitsdruck zum Verprägen des Blechteils 22 freigegeben. Die Steuerung des Hydrauliksystems geschieht mit Hilfe einer speicherprogrammierbaren Steuerung.Working pressure is released for stamping the sheet metal part 22. The hydraulic system is controlled using a programmable logic controller.

Der Hydraulikzylinder 8 ist in einem Aufnehmerteil 3 gehalten. Das Aufnehmerteil 3 ist außen mit einem Schutzblech 9 versehen, um beispielsweise zu verhindern, daß eine Bedienperson mit ihren Händen in den Bereich des Werkzeugs gelangen kann, in dem sich bewegliche Teile befinden. Mit dem Aufnehmerteil 3 verbunden sind auch die Greifer 1a und 1b. Die Greifer werden durch Zylinderstifte 14 gehalten und sind um die Achse dieser Zylinderstifte drehbar. Im Inneren der Greifer 1a und 1b sind jeweils Ausnehmungen 32a und 32b vorhanden (gestrichelt gezeichnet), die sich nach oben hin verjüngen. Bei Bewegung des Stempelaufnehmers 2 werden Stifte 33a und 33b, die sich mit der Stempelbewegung mitbewegen, in den Ausnehmungen 32a bzw. 32b bewegt und verursachen bei einer Aufwärtsbewegung des Stempelaufnehmers 2 infolge der sich verjüngenden Formgebung der Ausnehmungen ein Auseinanderspreizen der Greifer 1a und 1b. Dies wird im Zusammenhang mit Figur 3a noch näher erläutert.The hydraulic cylinder 8 is held in a receiving part 3. The receiving part 3 is provided with a protective plate 9 on the outside, for example to prevent an operator from reaching the area of the tool in which there are moving parts with their hands. The grippers 1a and 1b are also connected to the receiving part 3. The grippers are held by cylindrical pins 14 and can be rotated about the axis of these cylindrical pins. Inside the grippers 1a and 1b there are recesses 32a and 32b (shown in dashed lines) which taper towards the top. When the stamp holder 2 moves, pins 33a and 33b, which move with the stamp movement, are moved in the recesses 32a and 32b respectively and cause the grippers 1a and 1b to spread apart when the stamp holder 2 moves upwards due to the tapered shape of the recesses. This will be explained in more detail in connection with Figure 3a.

Das mit dem Bezugszeichen 2a versehene Stück ist ein Bestandteil des Stempelaufnehmers 2. Bei Bewegung des Stempelaufnehmers 2 aufgrund einer Betätigung des Hydraulikzylinders 8 bewegt sich also das Stück 2a entsprechend mit. Da die Greifer 1a und 1b einen Schulterbereich 34a bzw. 34b aufweisen (wie in Figur 2 gezeigt) , werden daher bei einer Abwärtsbewegung des Stempelaufnehmers 2 die beiden Greifer 1a und 1b zusammengedrückt.The piece provided with the reference number 2a is a component of the stamp receiver 2. When the stamp receiver 2 moves due to an actuation of the hydraulic cylinder 8, the piece 2a moves accordingly. Since the grippers 1a and 1b have a shoulder area 34a and 34b respectively (as shown in Figure 2), the two grippers 1a and 1b are pressed together when the stamp receiver 2 moves downwards.

Wie in Figur 2 dargestellt, ist der Kerbstempel 5 durch einen Zylinderstift 12 mit dem Stempelaufnehmer 2 verbunden. Der Kerbstempel 5 ist von einem Niederhalter 4 umgeben, der die Aufgabe hat, das waagrecht liegende Blechteil 21 gegen das senkrecht stehende Blechteil 22 zu drücken. Die Kraft dafür wird durch eine Tellerfeder 11 erzeugt. Die untere Fläche des Niederhalters bildet gleichzeitig eine plane Auflagefläche auf dem Blechteil 21. Der Niederhalter 4 ist mit dem Kerbstempel 5 über einen Stift 35 verbunden. Der Niederhalter weist unterhalb dieses Stiftes 35 eine Ausnehmung auf, so daß nach dem Aufsetzen der Unterkante des Niederhalters auf dem Blech 21 die Schneide desAs shown in Figure 2, the notching punch 5 is connected to the punch holder 2 by a cylindrical pin 12. The notching punch 5 is surrounded by a holding-down device 4, which has the task of pressing the horizontally lying sheet metal part 21 against the vertically standing sheet metal part 22. The force for this is generated by a disc spring 11. The lower surface of the holding-down device simultaneously forms a flat support surface on the sheet metal part 21. The holding-down device 4 is connected to the notching punch 5 by a pin 35. The holding-down device has a recess below this pin 35, so that after the lower edge of the holding-down device has been placed on the sheet metal 21, the cutting edge of the

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Kerbstempels 5 über den Niederhalter hinaus in das Blech 22 gedrückt werden kann. Die Schneide des Kerbstempels 5 hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen dreieckigen Querschnitt mit einem Winkel an der Spitze von 60 Grad, einer Höhe des Dreiecks von 4 mm und einer Länge der Schneide (in einer Ebene senkrecht zur Papierebene in Figur 2) von 9 mm. Die Schneide ist beispielsweise aus gehärtetem Werkzeugstahl gefertigt.The notching punch 5 can be pressed into the sheet metal 22 beyond the hold-down device. In the embodiment shown, the cutting edge of the notching punch 5 has a triangular cross-section with an angle at the tip of 60 degrees, a height of the triangle of 4 mm and a length of the cutting edge (in a plane perpendicular to the plane of the paper in Figure 2) of 9 mm. The cutting edge is made of hardened tool steel, for example.

Figur 3a zeigt das im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebene Prägewerkzeug im geschlossenen Zustand. Gegenüber dem geöffneten Zustand gemäß Figur 2 ist der Stempel so weit nach unten gefahren, daß das Hubbegrenzungselement 7 auf dem Anschlagelement 29 aufliegt. Gleichzeitig hat sich das Stück 2a durch die Bewegung des Stempelaufnehmers 2 über die Schulter 34a bzw. 34b des Greifers 1a bzw. 1b geschoben, so daß die beiden Greiferenden zusammengedrückt werden. Der Niederhalter 4 liegt auf dem Blech 21 auf und die Schneide des Kerbstempels 5 berührt die Oberkante des Blechs 22.Figure 3a shows the stamping tool described in connection with Figure 2 in the closed state. Compared to the open state according to Figure 2, the stamp has moved so far downwards that the stroke limiting element 7 rests on the stop element 29. At the same time, the piece 2a has been pushed over the shoulder 34a or 34b of the gripper 1a or 1b by the movement of the stamp holder 2, so that the two gripper ends are pressed together. The hold-down device 4 rests on the sheet 21 and the cutting edge of the notching stamp 5 touches the upper edge of the sheet 22.

Figur 3b zeigt eine Seitenansicht des geschlossenen Werkzeugs gemäß Figur 3a im Querschnitt, wobei die Schnittebene senkrecht zur Papierebene und durch einen der Greifer 1a verläuft. Die Bezugszeichen entsprechen den in Figur 3a verwendeten.Figure 3b shows a side view of the closed tool according to Figure 3a in cross section, with the cutting plane running perpendicular to the paper plane and through one of the grippers 1a. The reference numerals correspond to those used in Figure 3a.

Nachfolgend werden die einzelnen Schritte zur Erzeugung einer Verbindung wie in Figur 1a-1c gezeigt, im einzelnen erläutert:The individual steps for creating a connection as shown in Figure 1a-1c are explained in detail below:

Das mit Stanzlöchern 23 und 24 und dem Durchbruch 41 versehene Blech 21 wird auf das mit dem Stanzloch 25 sowie dem Lappen 19 versehene Blech 22 gesetzt, so daß der Lappen 19 in den Durchbruch 41 ragt.The sheet 21 provided with punched holes 23 and 24 and the opening 41 is placed on the sheet 22 provided with the punched hole 25 and the tab 19 so that the tab 19 protrudes into the opening 41.

Danach werden die beiden Greifer 1a und 1b des Prägewerkzeuges in die Stanzlöcher 23 und 24 eingeführt und das Hydrauliksystem wird mit Druck beaufschlagt, indem beispielsweise eine Bedienperson einen entsprechenden Schalter betätigt. Infolge der Aktivierung des Hydrauliksystems wird der Stempelaufnehmer 2 nach unten gefahren bis die Unterkante des Niederhalters 4 auf dem Blech 21 aufliegt. Wenn der Stempelaufnehmer 2 sich nach unten bewegt, bewegt sich auch das zugehörige Stück 2a nach unten und schiebt sich über die Schultern 34a und 34b der Greifer, so daß die Greifer geschlossenThen the two grippers 1a and 1b of the stamping tool are inserted into the punch holes 23 and 24 and the hydraulic system is pressurized, for example by an operator operating a corresponding switch. As a result of the activation of the hydraulic system, the stamp holder 2 is moved downwards until the lower edge of the hold-down device 4 rests on the sheet 21. When the stamp holder 2 moves downwards, the associated piece 2a also moves downwards and slides over the shoulders 34a and 34b of the grippers, so that the grippers are closed.

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werden, wie in Figur 3a gezeigt. Im geschlossenen Zustand befinden sich die Spitzen der Greifer in dem Stanzloch 25 des Bleches 22. Die geschilderte Bewegung des Stempelaufnehmers 2 geschieht mit einem gegenüber dem Maximaldruck des Hydrauliksystems verminderten Druck von etwa 50 bar.as shown in Figure 3a. In the closed state, the tips of the grippers are in the punch hole 25 of the sheet 22. The described movement of the punch holder 2 takes place with a pressure of about 50 bar, which is reduced compared to the maximum pressure of the hydraulic system.

Wenn bei der Abwärtsbewegung des Stempelaufnehmers 2 die Kante 36 des Hubbegrenzungselementes 7 den Schaltpunkt 31 des Nährerungsschalters 18 passiert, wird ein Signal ausgelöst, welches auf die Steuerung des Hydrauliksystems einwirkt und zur Folge hat, daß der volle Arbeitsdruck von etwa 160 bis 200 bar freigegeben wird. Dadurch wird der Kerbstempel 5 eine Strecke in das Blechteil 22 gedrückt bis die Unterkante des Hubbegrenzungselementes 7 auf das Anschlagelement 29 auftrifft. Das Blech 22 wird dadurch genau zentrisch verstemmt.When the edge 36 of the stroke limiting element 7 passes the switching point 31 of the proximity switch 18 during the downward movement of the punch holder 2, a signal is triggered which acts on the control of the hydraulic system and results in the full working pressure of approximately 160 to 200 bar being released. As a result, the notching punch 5 is pressed a distance into the sheet metal part 22 until the lower edge of the stroke limiting element 7 hits the stop element 29. The sheet metal 22 is thus precisely centrically caulked.

Durch die Verwendung des Näherungsschalters 18 wird sichergestellt, daß der Kerbstempel 5 nur dann in das Blech eingedrückt wird, wenn das Prägewerkzeug ordnungsgemäß eingeführt ist. Bei einer eventuellen Verkantung des Werkzeuges spricht der Näherungsschalter 18 nicht an, da der Stempelaufnehmer 2 dann nicht weit genug nach unten gefahren ist, damit das Oberteil des Hubbegrenzungselements 7 den Schalter 18 auslösen kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß es nicht zu Zangenbruch oder Beschädigung des Werkstückes kommt.The use of the proximity switch 18 ensures that the notching punch 5 is only pressed into the sheet metal when the stamping tool is correctly inserted. If the tool is tilted, the proximity switch 18 does not respond because the punch holder 2 is then not moved far enough down for the upper part of the stroke limiting element 7 to trigger the switch 18. This ensures that the pliers do not break or the workpiece is not damaged.

Nachdem das Blech 22 mit dem Blech 21 verstemmt wurde, wird der Hydraulikzylinder umgesteuert, so daß der Stempelaufnehmer 2 mit dem Kerbstempel 5 zurückgezogen wird. Mit dem Stempelaufnehmer 2 werden die Stifte 33a und 33b zurückgezogen. Durch entsprechende Formgebung der Ausnehmungen 33a und 33b in den Greifern 1 a bzw. 1 b wird erreicht, daß die Stifte 33a und 33b die Greifer auseinanderspreizen. Danach ist das Werkzeug wieder frei und der Arbeitszyklus kann wie beschrieben wiederholt werden zur Herstellung einer anderen Verbindung.After the sheet 22 has been caulked to the sheet 21, the hydraulic cylinder is reversed so that the punch holder 2 is retracted with the notching punch 5. The pins 33a and 33b are retracted with the punch holder 2. By appropriately shaping the recesses 33a and 33b in the grippers 1a and 1b, the pins 33a and 33b spread the grippers apart. The tool is then free again and the work cycle can be repeated as described to produce another connection.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Kerbstempel ein keilförmiges Profil auf. Wie in Figur 4 gezeigt, können jedoch auch andere Prägeprofile verwendet werden : Außer dem keilfömigen Kerbstempel 5 kommt auch ein geradverzahnter Stempel 50 mit mehreren Zähnen 51 oder eirr StempelIn the embodiment described above, the notching punch has a wedge-shaped profile. However, as shown in Figure 4, other embossing profiles can also be used: In addition to the wedge-shaped notching punch 5, a straight-toothed punch 50 with several teeth 51 or a punch

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52 mit Dornen 53 in Frage.52 with thorns 53 comes into question.

Es versteht sich, daß die Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung des Kerbstempels nicht notwendigerweise hydraulisch betrieben werden muß. Sie könnte auch pneumatisch, pneumohydraulisch, elektromagnetisch oder elektromechanisch betrieben werden.It goes without saying that the displacement device for moving the notching punch does not necessarily have to be operated hydraulically. It could also be operated pneumatically, pneumohydraulically, electromagnetically or electromechanically.

Außerdem kann die Form der in Figur 1a gezeigten Stanzlöcher variiert werden, solange ihre Funktion im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug gewährleistet ist. Zum Beispiel könnte bei einer Änderung der Form der Greifer die Form der Stanzlöcher entsprechend angepaßt werden.In addition, the shape of the punch holes shown in Figure 1a can be varied, as long as their function is guaranteed in connection with the tool according to the invention. For example, if the shape of the grippers changes, the shape of the punch holes could be adapted accordingly.

Claims (8)

Hewlett-Packard GmbH Int. Az.: 2-91-014 SCHUTZANSPRÜCHEHewlett-Packard GmbH Int. Az.: 2-91-014 PRIVACY CLAIMS 1. Werkzeug zum Verbinden zweier senkrecht zueinander stehender Bauteile aus deformierbarem Material, wobei das erste Bauteil (22) einen über eine Kante des Bauteils hervorstehenden Lappen (19) und das zweite Bauteil (21) einen Durchbruch (41) aufweist, in welchen der Lappen eingeführt werden kann ,1. Tool for connecting two components that are perpendicular to each other made of deformable material, wherein the first component (22) has a tab (19) that protrudes over an edge of the component and the second component (21) has an opening (41) into which the tab can be inserted, gekennzeichnet durch folgende Merkmale :characterized by the following features: a) ein entlang einer Achse (27) beweglicher Kerbstempel (5),a) a notching punch (5) movable along an axis (27), b) zwei Greifer (1a,1b), die jeweils in eine Öffnung (23,24) des zweiten Bauteils (21) eingeführt werden können zum Zentrieren des Kerbstempels (5) auf dem in dem Durchbruch (41) des zweiten Bauteils (21) eingeführten Lappen (19) des ersten Bauteils (22), undb) two grippers (1a, 1b), each of which can be inserted into an opening (23, 24) of the second component (21) for centering the notching punch (5) on the tab (19) of the first component (22) inserted into the opening (41) of the second component (21), and c) eine Verschiebeeinrichtung (2,8) zur steuerbaren Verschiebung des Kerbstempels (5) entlang der Achse (27), welche nach erfolgter Zentrierung des Kerbstempels diesen in den Lappen (19) hineindrückt, so daß der Lappen seitlich deformiert wird und somit eine Verbindung mit dem zweiten Bauteil (21) herstellt.c) a displacement device (2,8) for the controllable displacement of the notching punch (5) along the axis (27), which, after the notching punch has been centered, presses it into the tab (19) so that the tab is laterally deformed and thus creates a connection with the second component (21). 2. Werkzeug gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schließeinrichtung zum derartigen Schließen der Greifer (1a,1b) , daß sich die Greiferenden in einer Öffnung (25) des ersten Bauteils (22) berühren.2. Tool according to claim 1, characterized by a closing device for closing the grippers (1a, 1b) in such a way that the gripper ends touch in an opening (25) of the first component (22). 3. Werkzeug gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließeinrichtung durch einen Teil (2a) der Verschiebeeinrichtung gebildet wird, welcher bei einer Abwärtsbewegung der Verschiebeeinrichtung (2,8) über jeweils eine Schulter (34a,34b) der Greifer (1a, 1b) geschoben wird und damit ein Schließen der Greifer bewirkt.3. Tool according to claim 2, characterized in that the closing device is formed by a part (2a) of the displacement device which, during a downward movement of the displacement device (2, 8), is pushed over a shoulder (34a, 34b) of the grippers (1a, 1b) and thus causes the grippers to close. Hewlett-Packard GmbH
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Int. Ref.: 2-91-014 4. Werkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,4. Tool according to one of the preceding claims, gekennzeichnet durch eine Öffnungseinrichtung zum Öffnen der Greifer (1a,1b), wobei die Öffnungseinrichtung zwei mit der Verschiebeeinrichtung verbundene Stifte (33a,33b) aufweist, die bei einer Aufwärtsbewegung der Verschiebeeinrichtung sich in Ausnehmungen (32a,32b) der Greifer bewegen, die derart geformt sind, daß die Aufwärtsbewegung der Stifte ein Auseinanderspreizen der Greifer bewirkt.characterized by an opening device for opening the grippers (1a, 1b), the opening device having two pins (33a, 33b) connected to the displacement device, which, when the displacement device moves upwards, move into recesses (32a, 32b) in the grippers, which are shaped in such a way that the upward movement of the pins causes the grippers to spread apart. 5. Werkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,5. Tool according to one of the preceding claims, gekennzeichnet durch einen Näherungsschalter (18), der bei Erreichen einer bestimmten Stelle (31) der Abwärtsbewegung der Verschiebeeinrichtung ein Signal zur Steuerung der Verschiebeeinrichtung derart abgibt, daß die Deformation des Lappens (19) durch den Kerbstempel (5) erst dann beginnen kann, wenn der Kerbstempel auf dem Lappen zentriert ist.characterized by a proximity switch (18) which, when a certain point (31) of the downward movement of the displacement device is reached, emits a signal for controlling the displacement device in such a way that the deformation of the flap (19) by the notching punch (5) can only begin when the notching punch is centered on the flap. 6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,6. Tool according to one of the preceding claims, gekennzeichnet durch einen unter Wirkung einer Feder (11) stehenden Niederhalter (4), welcher das zweite Bauteil (21) gegen das senkrecht dazu stehende erste Bauteil (22) drückt.characterized by a hold-down device (4) under the action of a spring (11) which presses the second component (21) against the first component (22) which is perpendicular to it. 7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,7. Tool according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerbstempel (5) eine im Querschnitt dreieckige Schneide aufweist.characterized in that the notching punch (5) has a cutting edge that is triangular in cross section. 8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,8. Tool according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung einen durch eine Hydraulikpumpe beaufschlagbaren Hydraulikzylinder (8) aufweist.characterized in that the displacement device has a hydraulic cylinder (8) that can be actuated by a hydraulic pump.