EP1004371A1 - Apparatus for carrying out mechanical joints - Google Patents

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EP1004371A1
EP1004371A1 EP99122191A EP99122191A EP1004371A1 EP 1004371 A1 EP1004371 A1 EP 1004371A1 EP 99122191 A EP99122191 A EP 99122191A EP 99122191 A EP99122191 A EP 99122191A EP 1004371 A1 EP1004371 A1 EP 1004371A1
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EP
European Patent Office
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hold
down device
tool
spring
piston
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Withdrawn
Application number
EP99122191A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Dobrikow
Uwe Kutzmutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eckold GmbH and Co KG
Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Original Assignee
Eckold GmbH and Co KG
Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eckold GmbH and Co KG, Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau filed Critical Eckold GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709—Overedge assembling means

Definitions

  • the invention relates to a device for mechanical joining according to the Preamble of claim 1.
  • Known devices for mechanical joining essentially consist of a stamp, a die and often also a hold-down.
  • the hold-down is used in the edge area of a to be made to apply a selectable pressure force and as Scraper at the end of a joining work to remove the stamp from the sheets to strip off.
  • the hold-down force is generated by a spring pressure device generated with a central spring, for example in the form of a spiral spring.
  • wipers driven by coil springs are large Bringing life problems.
  • the object of the invention is therefore a device according to the preamble of To create claim 1, the hold-down allows high tool life.
  • the Hold-down devices dispense with metallic springs and the compressibility is more suitable uses gaseous or liquid media, each in one in the movable Tool holder integrated pressure chamber is filled, the volume is variable is limited by a piston that engages the hold-down device.
  • the Tool life is significantly increased by such a spring pressure device. Constant spring forces are also maintained over the longer service life.
  • the spring characteristic is flatter, so that high pressure forces are applied initially can be applied.
  • Type and extent of pressure medium application also allow the spring characteristic and the maximum spring force to be adjusted, whereby an adaptation to a particular joining task is possible. This is of particular importance for the joining of aluminum, since here higher Scraper forces are required so that the sheet that is virtually adhesive to the stamp can be stripped.
  • the attached figure shows schematically a movable tool holder a device for mechanical joining, which is described below.
  • the invention relates to a device for mechanical joining of flat sheets lying one on top of the other with a tool set consisting of at least one Stamp 2 and a die (not shown) defining a cavity in which is inserted into it, the stamp 2 sheet material from a sheet plane moved out and compressed, for which purpose at least one tool part on one movable tool holder 6 is arranged.
  • the Stamp 2 attached to this and by a lifting movement of the Tool carrier 6 axially displaceable with this.
  • the tool part on Movable tool carrier 6 can alternatively also be formed by the die become.
  • a hold-down device 1 Adjacent to the punch 2, a hold-down device 1 is spring-loaded the tool carrier 6.
  • the hold-down device 1 is thus relative to the stamp 2 movable, namely by a spring pressure device which on the hold-down device 1 attacks.
  • the spring pressure device comprises at least one in the Tool carrier 6 integrated cylinder cavity 8 in which a piston 4 can be moved is guided, which carries the hold-down device 1 at a piston rod end. Guided is the piston 4 via a guide bush 3, the cylinder cavity 8th closed on the bottom.
  • the piston 4 defines a pressure chamber 5 in a fluid-tight manner, so that the Pressure chamber 5 is closed, since the cylinder cavity 8 on the head side is closed. Only one valve 7 is for an application (or Exchange) of the pressure chamber 5 with a fluid pressure medium, in particular a gas or a liquid with suitable compressibility.
  • the cylinder cavity 8 extends axially, so that when the Tool carrier 6, the piston 4 is moved in the cylinder cavity 8 when the hold-down device 1 together with the tool carrier 6 against to be joined Sheet metal is moved.
  • the through the sheets (not shown) on the Hold-down 1 acting resistance causes the piston 4 against the Stroke direction works against the fluid pressure medium in the pressure chamber 5, whereby the spring force can reach its maximum value.
  • the pressure medium is like this chosen so that the hold-down device can exert 1 contact pressure of up to 3000 N.
  • the hold-down device 1 described works as a wiper, by the piston 4 in turn working against the pressure chamber 5 when the Stamp 2 moved back towards the hold-down device 1 and the relative movement from holding-down device 1 to punch 2 is prevented by adhering metal sheets.
  • the on the hold-down device 1 acting spring force strips the sheets from the punch 2.
  • Spring forces of 600 - 800 N are sufficient for steel per single clink In aluminum, the spring forces required are between 800 and 2500 N depending on the material and sheet thickness.
  • the cylinder cavity 8 integrated in the tool carrier thus allows the Installation of a spring pressure device in the manner of a gas pressure spring, which the Downholder 1 carries.
  • the piston 4 In order to have an immediate attack of the spring force, the piston 4 can against a not shown stop can be moved, the piston 4 in a Spring preload position holds.
  • the pressure medium can be controlled via the valve 7, so that selectable spring forces are adjustable.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen Fügen von flächig aufeinanderliegenden Blechen mit einem Werkzeugsatz aus mindestens einem Stempel (2) und einer Matrize, die einen Hohlraum begrenzt, in den hinein gefügt wird, wobei der Stempel (2) Blechmaterial aus einer Blechebene herausverlagert und staucht, und dazu mindestens ein Werkzeugteil an einem verfahrbaren Werkzeugträger (6) angeordnet ist, der einen benachbart zu dem Werkzeugteil federvorgespannt abgestützten Niederhalter (1) aufweist. Damit der Niederhalter (1) hohe Standmengen erlaubt, ist vorgesehen, daß zur Federvorspannung des Niederhalters (1) der Werkzeugträger (6) einen Zylinderhohlraum (8) aufweist, in dem ein am Niederhalter (1) angreifender Kolben (4) geführt ist, der kopfseitig eine mit einem fluiden Druckmittel beaufschlagbare Druckkammer (5) volumenveränderbar begrenzt.The invention relates to a device for the mechanical joining of sheets lying flat on one another, with a tool set comprising at least one punch (2) and a die, which delimits a cavity into which the sheet is inserted, the punch (2) displacing and compressing sheet material from a sheet plane , and for this purpose at least one tool part is arranged on a movable tool carrier (6) which has a hold-down device (1) which is supported in a spring-biased manner adjacent to the tool part. So that the hold-down device (1) allows a long service life, it is provided that for the spring preloading of the hold-down device (1) the tool carrier (6) has a cylinder cavity (8) in which a piston (4) engaging on the hold-down device (1) is guided A pressure chamber (5) which can be acted upon by a fluid pressure medium is limited in volume on the head side.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen Fügen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for mechanical joining according to the Preamble of claim 1.

Bekannte Vorrichtungen zum mechanischen Fügen bestehen im wesentlichen aus einem Stempel, einer Matrize und häufig auch einem Niederhalter. Wie aus der US 5,581,860 bekannt, dient der Niederhalter dazu, im Randbereich einer vorzunehmenden Fügung eine wählbare Andruckkraft aufzubringen und als Abstreifer am Ende einer Fügung zu arbeiten, um den Stempel von den Blechen abzustreifen. Die Niederhalterkraft wird dabei durch eine Federdruckeinrichtung mit einer Zentralfeder, beispielsweise in Form einer Spiralfeder, erzeugt. Nachteilig hierbei ist, daß mit Schraubenfedern angetriebene Abstreifer große Standmengenprobleme mit sich bringen.Known devices for mechanical joining essentially consist of a stamp, a die and often also a hold-down. As from the Known from US Pat. No. 5,581,860, the hold-down is used in the edge area of a to be made to apply a selectable pressure force and as Scraper at the end of a joining work to remove the stamp from the sheets to strip off. The hold-down force is generated by a spring pressure device generated with a central spring, for example in the form of a spiral spring. The disadvantage here is that wipers driven by coil springs are large Bringing life problems.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, dessen Niederhalter hohe Standmengen erlaubt. The object of the invention is therefore a device according to the preamble of To create claim 1, the hold-down allows high tool life.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Hierdurch wird eine Vorrichtung zum mechanischen Fügen geschaffen, deren Niederhalter auf metallische Federn verzichtet und die Kompressibilität geeigneter gasförmiger oder flüssiger Medien nutzt, das jeweils in eine in dem verfahrbaren Werkzeugträger integrierte Druckkammer gefüllt ist, die volumenveränderbar begrenzt ist durch einen Kolben, der an dem Niederhalter angreift. Die Standmengen werden durch eine solche Federdruckeinrichtung wesentlich erhöht. Über die längere Lebensdauer werden zudem konstante Federkräfte erhalten.This creates a device for mechanical joining, the Hold-down devices dispense with metallic springs and the compressibility is more suitable uses gaseous or liquid media, each in one in the movable Tool holder integrated pressure chamber is filled, the volume is variable is limited by a piston that engages the hold-down device. The Tool life is significantly increased by such a spring pressure device. Constant spring forces are also maintained over the longer service life.

Die Federkennlinie ist flacher, so daß bereits anfänglich hohe Andruckkräfte aufgebracht werden können. Art und Umfang der Druckmittelbeaufschlagung erlauben ferner eine Einstellbarkeit der Federkennlinie und der Federmaximalkraft, wodurch eine Anpassung an eine jeweilige Fügeaufgabe möglich ist. Dies ist insbesondere von Bedeutung für das Fügen von Aluminium, da hier höhere Abstreiferkräfte benötigt werden, damit das am Stempel quasi klebende Blech abgestreift werden kann.The spring characteristic is flatter, so that high pressure forces are applied initially can be applied. Type and extent of pressure medium application also allow the spring characteristic and the maximum spring force to be adjusted, whereby an adaptation to a particular joining task is possible. This is of particular importance for the joining of aluminum, since here higher Scraper forces are required so that the sheet that is virtually adhesive to the stamp can be stripped.

Weitere Vorteile liegen in dem wesentlich kleineren Bauraum zu bisherigen Federdruckeinrichtungen. Die Instandhaltung ist vereinfacht, da eine Reparatur durch Tausch einzelner Einbauelemente und erneuter Druckmittelbefüllung möglich ist.Further advantages are the much smaller installation space compared to previous ones Spring pressure devices. Maintenance is simplified as a repair by replacing individual installation elements and refilling the pressure medium is possible.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are the following description and can be found in the subclaims.

Die beigefügte Abbildung zeigt schematisch einen verfahrbaren Werkzeugträger einer Vorrichtung zum mechanischen Fügen, die nachfolgend beschrieben wird. The attached figure shows schematically a movable tool holder a device for mechanical joining, which is described below.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen Fügen von flächig aufeinanderliegenden Blechen mit einem Werkzeugsatz aus mindestens einem Stempel 2 und einer Matrize (nicht dargestellt), die einen Hohlraum begrenzt, in den hinein gefügt wird, wobei der Stempel 2 Blechmaterial aus einer Blechebene herausverlagert und staucht, wozu mindestens ein Werkzeugteil an einem verfahrbaren Werkzeugträger 6 angeordnet ist.The invention relates to a device for mechanical joining of flat sheets lying one on top of the other with a tool set consisting of at least one Stamp 2 and a die (not shown) defining a cavity in which is inserted into it, the stamp 2 sheet material from a sheet plane moved out and compressed, for which purpose at least one tool part on one movable tool holder 6 is arranged.

Bei einem in der beigefügten Abbildung dargestellten Werkzeugträger 6 ist der Stempel 2 an diesem befestigt und durch eine Hubbewegung des Werkzeugträgers 6 mit diesem axial verschiebbar. Das Werkzeugteil am verfahrbaren Werkzeugträger 6 kann alternativ auch von der Matrize gebildet werden.In a tool holder 6 shown in the attached figure, the Stamp 2 attached to this and by a lifting movement of the Tool carrier 6 axially displaceable with this. The tool part on Movable tool carrier 6 can alternatively also be formed by the die become.

Benachbart zu dem Stempel 2 stützt sich ein Niederhalter 1 federvorgespannt an dem Werkzeugträger 6 ab. Der Niederhalter 1 ist somit relativ zu dem Stempel 2 verfahrbar, und zwar durch eine Federdruckvorrichtung, die an dem Niederhalter 1 angreift. Die Federdruckvorrichtung umfaßt mindestens einen in den Werkzeugträger 6 integrierten Zylinderhohlraum 8, in dem ein Kolben 4 verfahrbar geführt ist, der an einem Kolbenstangenende den Niederhalter 1 trägt. Geführt wird der Kolben 4 über eine Führungsbuchse 3, die den Zylinderhohlraum 8 bodenseitig verschließt.Adjacent to the punch 2, a hold-down device 1 is spring-loaded the tool carrier 6. The hold-down device 1 is thus relative to the stamp 2 movable, namely by a spring pressure device which on the hold-down device 1 attacks. The spring pressure device comprises at least one in the Tool carrier 6 integrated cylinder cavity 8 in which a piston 4 can be moved is guided, which carries the hold-down device 1 at a piston rod end. Guided is the piston 4 via a guide bush 3, the cylinder cavity 8th closed on the bottom.

Kopfseitig begrenzt der Kolben 4 eine Druckkammer 5 fluiddicht, so daß die Druckkammer 5 verschlossen ist, da auch der Zylinderhohlraum 8 kopfseitig verschlossen ist. Lediglich ein Ventil 7 ist für eine Beaufschlagung (oder Austausch) der Druckkammer 5 mit einem fluiden Druckmittel, insbesondere einem Gas oder einer Flüssigkeit mit geeigneter Kompressibilität, vorgesehen. Der Zylinderhohlraum 8 verläuft dabei axial, so daß bei einer Hubbewegung des Werkzeugträgers 6 der Kolben 4 in dem Zylinderhohlraum 8 verfahren wird, wenn der Niederhalter 1 zusammen mit dem Werkzeugträger 6 gegen zu fügende Bleche verfahren wird. Der durch die Bleche (nicht dargestellt) auf den Niederhalter 1 wirkende Widerstand führt dazu, daß der Kolben 4 entgegen der Hubrichtung gegen das fluide Druckmittel in die Druckkammer 5 arbeitet, wodurch die Federkraft ihren maximalen Wert einnehmen kann. Das Druckmittel ist so gewählt, daß der Niederhalter 1 Anpreßdrücke von bis zu 3000 N ausüben kann.At the top, the piston 4 defines a pressure chamber 5 in a fluid-tight manner, so that the Pressure chamber 5 is closed, since the cylinder cavity 8 on the head side is closed. Only one valve 7 is for an application (or Exchange) of the pressure chamber 5 with a fluid pressure medium, in particular a gas or a liquid with suitable compressibility. The cylinder cavity 8 extends axially, so that when the Tool carrier 6, the piston 4 is moved in the cylinder cavity 8 when the hold-down device 1 together with the tool carrier 6 against to be joined Sheet metal is moved. The through the sheets (not shown) on the Hold-down 1 acting resistance causes the piston 4 against the Stroke direction works against the fluid pressure medium in the pressure chamber 5, whereby the spring force can reach its maximum value. The pressure medium is like this chosen so that the hold-down device can exert 1 contact pressure of up to 3000 N.

Am Ende einer Fügung arbeitet der beschriebene Niederhalter 1 als Abstreifer, indem der Kolben 4 wiederum gegen die Druckkammer 5 arbeitet, wenn sich der Stempel 2 gegenüber dem Niederhalter 1 zurückbewegt und die Relativbewegung von Niederhalter 1 zu Stempel 2 durch anhaftende Bleche verhindert wird. Die auf den Niederhalter 1 wirkende Federkraft streift die Bleche vom Stempel 2 ab. Federkräfte von 600 - 800 N sind bei Stahl je Einzelclinch ausreichend, bei Aluminium liegen die benötigten Federkräfte bei 800 - 2500 N je nach Werkstoff und Blechdicke.At the end of a joining, the hold-down device 1 described works as a wiper, by the piston 4 in turn working against the pressure chamber 5 when the Stamp 2 moved back towards the hold-down device 1 and the relative movement from holding-down device 1 to punch 2 is prevented by adhering metal sheets. The on the hold-down device 1 acting spring force strips the sheets from the punch 2. Spring forces of 600 - 800 N are sufficient for steel per single clink In aluminum, the spring forces required are between 800 and 2500 N depending on the material and sheet thickness.

Der in den Werkzeugträger integrierte Zylinderhohlraum 8 erlaubt somit den Einbau einer Federdruckvorrichtung nach Art einer Gasdruckfeder, die den Niederhalter 1 trägt.The cylinder cavity 8 integrated in the tool carrier thus allows the Installation of a spring pressure device in the manner of a gas pressure spring, which the Downholder 1 carries.

Um einen unmittelbaren Angriff der Federkraft zu haben, kann der Kolben 4 gegen einen nicht dargestellten Anschlag verfahrbar sein, der den Kolben 4 in einer Federvorspannungsstellung hält.In order to have an immediate attack of the spring force, the piston 4 can against a not shown stop can be moved, the piston 4 in a Spring preload position holds.

Bevorzugt ist ferner die Verwendung von zwei Federdruckeinrichtungen der vorstehend beschriebenen Art, wie durch die Darstellung eines zweiten Kolbens 4.1 in der beigefügten Abbildung angedeutet.Also preferred is the use of two spring pressure devices type described above, as by the representation of a second piston 4.1 indicated in the attached figure.

Ferner ist über das Ventil 7 die Druckmittelbeaufschlagung steuerbar, so daß wählbare Federkräfte einstellbar sind.Furthermore, the pressure medium can be controlled via the valve 7, so that selectable spring forces are adjustable.

Claims (6)

Vorrichtung zum mechanischen Fügen von flächig aufeinanderliegenden Blechen mit einem Werkzeugsatz aus mindestens einem Stempel und einer Matrize, die einen Hohlraum begrenzt, in den hinein gefügt wird, wobei der Stempel Blechmaterial aus einer Blechebene herausverlagert und staucht, und dazu mindestens ein Werkzeugteil an einem verfahrbaren Werkzeugträger angeordnet ist, der einen benachbart zu dem Werkzeugteil federvorgespannt abgestützten Niederhalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Federvorspannung des Niederhalters (1) der Werkzeugträger (6) einen Zylinderhohlraum (8) aufweist, in dem ein am Niederhalter (1) angreifender Kolben (4) geführt ist, der kopfseitig eine mit einem fluiden Druckmittel beaufschlagbare Druckkammer (5) volumenveränderbar begrenzt.Device for mechanical joining of superimposed surfaces Sheet metal with a tool set consisting of at least one stamp and one Matrix that delimits a cavity into which is inserted, the Stamp sheet material moved out of a sheet level and compressed, and for this purpose at least one tool part on a movable tool carrier is arranged, which is spring biased adjacent to the tool part has supported hold-down device, characterized in that for Spring preload of the hold-down device (1) of the tool carrier (6) Has cylinder cavity (8) in which a piston acting on the hold-down device (1) (4) is guided, the head of which can be acted upon with a fluid pressure medium Pressure chamber (5) limited in volume adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (5) über ein Ventil (7) befüllbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the Pressure chamber (5) can be filled via a valve (7). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über das Ventil (7) die Beaufschlagung mit einem Druckmittel steuerbar ist.Device according to claim 2, characterized in that via the valve (7) the application of pressure medium is controllable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennnzeichnet, daß der Kolben (4) über eine Führungsbuchse (3) an dem Werkzeugträger (6) geführt ist.Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that the piston (4) via a guide bush (3) on the tool carrier (6) is led. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (6) zwei einander gegenüberliegende Zylinderhohlräume (8) mit zugeordneten Kolben (4, 4.1) aufweist, die beide am Niederhalter (1) angreifen. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the tool carrier (6) has two opposing cylinder cavities (8) with associated pistons (4, 4.1), both on the hold-down device (1) attack. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben oder die Kolben (4, 4.1) für eine Federvorspannung gegen einen Anschlag verfahrbar ist/sind.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the piston or pistons (4, 4.1) for a spring preload against one Stop is / are movable.
EP99122191A 1998-11-20 1999-11-06 Apparatus for carrying out mechanical joints Withdrawn EP1004371A1 (en)

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DE19853553A DE19853553C1 (en) 1998-11-20 1998-11-20 Apparatus for stamping sheet metal has a fluid operated grip to hold the metal sheet during stamping and until the die has been fully withdrawn

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