EP1108480A2 - Vorrichtung und Verfahren zum mechanischen Fügen - Google Patents

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EP1108480A2
EP1108480A2 EP00112174A EP00112174A EP1108480A2 EP 1108480 A2 EP1108480 A2 EP 1108480A2 EP 00112174 A EP00112174 A EP 00112174A EP 00112174 A EP00112174 A EP 00112174A EP 1108480 A2 EP1108480 A2 EP 1108480A2
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EP
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joining
tool
force
holder
impact mass
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EP00112174A
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Volker Schulte
Ortwin Hahn
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Hahn Ortwin Prof Dr-Ing
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Hahn Ortwin Prof Dr-Ing
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Application filed by Hahn Ortwin Prof Dr-Ing filed Critical Hahn Ortwin Prof Dr-Ing
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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
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/12—Riveting machines with tools or tool parts having a movement additional to the feed movement, e.g. spin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/16—Drives for riveting machines; Transmission means therefor
    • B21J15/24—Drives for riveting machines; Transmission means therefor operated by electro-magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/36—Rivet sets, i.e. tools for forming heads; Mandrels for expanding parts of hollow rivets

Definitions

  • This application relates to an apparatus and a method for mechanical Joining sheets, profiles and / or multi-sheet connections, whereby joining tools with Power means to be moved to the parts to be joined and by the force of the Joining tools a joining connection between the joining parts can be produced, the required Joining force through several short successive shocks of a joining tool or can be pulsed into the joint to be established at an excitation frequency, at least one joining tool is connected to the holding frame of the device via a holder connected, and means or method steps are provided, the joining forces at least partially to isolate vibration and / or to dampen vibration.
  • a mechanical joining device is shown, for example, in EP 0 890 397 A1.
  • the reaction forces of To reduce the joining process by using a joining tool the joining force at an excitation frequency introduces into the joint that is above the natural frequency of the opposite Joining tool is located and the storage of at least one joining tool vibration isolated is.
  • the vibration isolation can also exclusively or additionally in the excited Joining tool or the parts to be joined.
  • the joining force is thus in the form of Impulses or vibrations initiated, both without and with a superposition low quasi-static base load acts on the components to be joined.
  • the dynamic top forces are suitably coordinated spring / mass system shielded from the basic construction.
  • the basic construction is only a fraction of that at the joint acting joining forces.
  • this vote leads to the die swings in the opposite direction to the punch and thus a high one even with small die masses Impact efficiency is achieved.
  • the functionality of both the method and the devices designed after him have now been proven.
  • an impact mass on the side of Bracket of a joining tool is attached, which faces away from the direction in which the joining tool is arranged. If forces are dynamic in such an arrangement, in particular in the form of pulses, introduced into the joining parts and the joining tools be, and the joining tool itself is rigidly attached to the bracket, so the Harmful impulsive forces from the holding frame of the device are reduced or entirely kept away by the forces from the impact mass through an impulse-induced movement be included. With such an arrangement, the basic construction remains free of impulsive loads caused by the joining forces.
  • the generated by the power means successive impacts or pulsating joining forces go through in this or opposite direction, depending on where the power means are attached, the stamp that Joining parts, possibly existing joining parts, the die, the die holder and reached finally the holder on which the die or, in the case of a different direction of force, the Stamp is attached to the holding frame of the device.
  • the joining force hits the impact mass and sets this in motion, the impact mass is thus deflected by the force impulse.
  • the device remains otherwise harmful impulsive loads are released if the impact mass is designed accordingly and is arranged. Only the very low reaction forces of the springs to which the impact mass supported, act on the device. The requirements for leadership accuracy the impact mass are very low.
  • the natural frequency of the vibration system is approximately in a range of 35-65%, preferably approximately 50% of the beat frequency of the Percussion.
  • the impact mass is at least one Spiral spring guided.
  • the spiral spring takes over the guiding and Suspension task.
  • the impact surface of the impact damper is light is spherical.
  • the bias and / or clamping length of an insulating or. Bending spring can be changed.
  • the natural frequency of the vibration system can be determined by suitable control and actuating devices can be changed.
  • the die side Impact damping can be combined with a vibration isolation on the stamp or Vibration damping.
  • the joining parts 2 can be seen, under which the die holder 4 is located.
  • the die holder 4 is connected to the holder 6 via a connector.
  • Under the Bracket 6 is an impact mass 8 which is movable in the direction of the arrow shown is.
  • the movement of the impact mass 8 can, on the one hand, via insulating springs 10 and insulating dampers 12 are caught and damped.
  • the impact mass 8 is in a guide housing 14 stored in which the impact mass 8, the insulating springs 10 and the insulating damper 12 are arranged are. If a joining force is now created in the joining parts 2 to produce a joining connection is introduced by means of a stamp, this joining force is transferred to the die holder 4 via the die arranged in the die holder 4 and not shown in detail.
  • the power continues to flow through the connector into the bracket 6. From there it would on the Holding frame 16 of the device act if it is not reduced in the area of the holder 6 or would be compensated entirely. This is now done via the movement of the impact mass 8.
  • the impulsive force is transferred from the bracket 6 to the impact mass 8 and sets it in Move.
  • the impact mass moves against the force of the insulating springs 10 and Isolierdampfers 12.
  • the force stored in the springs brakes the impact mass 8 and moves them back to their starting position.
  • the force necessary for the movement of the Impact mass is required no longer has to be absorbed by the holding frame 16, the then can be carried out correspondingly easier.
  • a vibration system can be developed, the Components can be coordinated with one another as desired.
  • a joining device can be created using the thickness of the insulating springs and insulating dampers is ideally matched to the needs of the user.
  • FIG. 2 shows an example of how the impact mass 8 could be guided.
  • the Requirements for the guiding accuracy of the impact mass 8 are very low. In a very simple and therefore preferred embodiment, it can be without sliding or rolling Parts can already be reached by appropriately designed springs or spiral springs 18.
  • the spiral spring 18 bends. It guides the impact mass 8 during the deflection and absorbs the kinetic energy that is required to move the impact mass 8 back to the starting position.
  • the leadership and Suspension is carried out without wear and without impairing the vibration properties a longer operating time.
  • the spiral spring 18 is very light on a different natural frequency of the impact damper 8 adjustable by changing the clamping length of the spiral spring 18.
  • the spiral spring 18 having a displaceable clamping 20 and a fixed clamping 22 is held.
  • the adjustable clamping 20 By moving the adjustable clamping 20, the device can be adapted to striking mechanisms with different impact frequencies This means that striking mechanisms built according to this principle are very universal.
  • By a Combination with suitable control and adjustment devices can vary the Natural frequency of the impact mass damper in a simple manner even during the joining process take place, which opens up new possibilities in litigation.
  • the impact surface of the impact mass 8 can also be slightly spherical be carried out in order to always ensure safe impulse transmission to the earth.
  • the face should not be smaller than the lower cross section of the Matrix holder, since otherwise unwanted reflections can occur and the pulse cannot be transferred completely to the impact mass, which leads to dynamic Loads on the basic structure.
  • the analog stamp-side use is one vibrating impact mass is less advantageous than the suspension of the striking mechanism according to the known principle of vibration isolation or alternatively the Vibration damping.
  • advantageous embodiments of the suspension of the striking mechanism are shown in Figures 4 and 5.
  • a delivery unit 24 moves the stamp 34 onto the Add joint.
  • the striking mechanism 30 generates during the infeed movement pulse-shaped forces that are transmitted to the stamp 34 via the stamp holder 32.

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Abstract

Diese Anmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum mechanischen Fügen von Blechen, Profilen und/oder Mehrblechverbindungen, wobei Mittel bzw. Verfahrensschritte vorgesehen sind, die Fügekräfte zumindest teilweise zu schwingungsisolieren und/oder zu schwingungstilgen. Erfindungsgemäß ist eine Prallmasse (8) auf der Seite der Halterung eines Fügewerkzeugs angebracht, die abgewandt liegt von der Richtung, in der das Fügewerkzeug angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Diese Anmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum mechanischen Fügen von Blechen, Profilen und/oder Mehrblechverbindungen, wobei Fügewerkzeuge mit Kraftmitteln auf die Fügeteile zu bewegt werden und durch die Kraftwirkung der Fügewerkzeuge eine Fügeverbindung zwischen den Fügeteilen herstellbar ist, die benötigte Fügekraft durch mehrere kurzfristig aufeinanderfolgende Stöße eines Fügewerkzeugs oder pulsierend in einer Erregerfrequenz in die herzustellende Fügeverbindung einbringbar ist, zumindest ein Fügewerkzeug ist über eine Halterung mit dem Halterahmen der Vorrichtung verbunden, und Mittel bzw. Verfahrensschritte vorgesehen sind, die Fügekräfte zumindest teilweise zu schwingungsisolieren und/oder zu schwingungstilgen.
Eine mechanische Fügevorrichtung ist beispielsweise in dem EP 0 890 397 A1 gezeigt. Um die Fügewerkzeuge leichter handhabbar zu machen und das Anwendungsspektrum für Fügeverbindungen auszuweiten, wird dort vorgeschlagen, die Reaktionskräfte des Fügevorgangs zu verringern, indem ein Fügewerkzeug die Fügekraft in einer Erregerfrequenz in die Fügeverbindung einbringt, die über der Eigenfrequenz des gegenüberliegenden Fügewerkzeugs liegt und die Lagerung zumindest eines Fügewerkzeugs schwingungsisoliert ist. Die Schwingungsisolierung kann auch ausschließlich oder ergänzend im erregten Fügewerkzeug oder den Fügeteilen angeordnet sein. Die Fügekraft wird also in Form von Impulsen oder Schwingungen eingeleitet, die sowohl ohne als auch mit Überlagerung einer geringen quasistatischen Grundlast auf die zu fügenden Bauteile wirkt. Durch eine impulsförmige Kräfteeinleitung allein lassen sich jedoch kaum signifikante Verringerungen der Setzeinrichtungsmassen erzielen. So werden höchste Anforderungen an die dynamische Festigkeit der Grundkonstruktionen von Setzeinrichtungen gestellt, und auch im Sinne eines guten Schlagwirkungsgrades müssen die Massen der gegenhaltenden Matrize groß sein.
Deshalb werden zum anderen die dynamischen Spitzenkräfte durch ein schwingfähiges, passend abgestimmtes Feder-/Masse-System von der Grundkonstruktion abgeschirmt. Die Grundkonstruktion wird durch diese Maßnahme nur mit einem Bruchteil der am Fügeort wirkenden Fügekräfte belastet. Gleichzeitig führt diese Abstimmung dazu, daß die Matrize gegenläufig zum Stempel schwingt und damit auch bei geringen Matrizenmassen ein hoher Schlagwirkungsgrad erzielt wird. Die Funktionstüchtigkeit sowohl des Verfahrens als auch der nach ihm entworfenen Vorrichtungen ist mittlerweile nachgewiesen.
Es sind jedoch auch Nachteile bekannt geworden, die in entsprechenden Vorrichtungen nur mit einem größeren Aufwand vermieden werden können. So ist der Aufwand für eine exakte Führung der schwingfähigen Matrizenmasse hoch. Die dafür erforderlichen Bauteile müssen mit einer entsprechenden Präzision hergestellt werden. Im Laufe des Betriebs können sich die Reibverhältnisse der relevanten Werkzeugteile verschleißbedingt verändern, was das Schwingverhalten der Aufhängung und letztlich den Fügeprozess selbst beeinflussen kann. Die quasistatischen Prozeßkräfte wirken auf die Schwingungsisolierungsfedern der Fügewerkzeuge und erfordern daher eine Mindeststeifigkeit der Federn. Diese wiederum bedingt eine Mindestmasse der Fügewerkzeugaufhängung, um das System in einem wirksamen Eigenfrequenzbereich zu halten. Hieraus folgen relativ große Bauteile mit ungünstigen Störkonturen, die die Zugänglichkeit beeinträchtigen können. Ist die Aufhängung des Schlagwerkes und der Matrizenmasse weich, wird es schwierig, die Eindringtiefe zu überwachen. Damit die Fügewerkzeuge bei jedem Impuls sicher am zu fügenden Bauteil anliegen, ist insbesondere dann eine sehr exakte Abstimmung des Systems erforderlich, wenn kleine Isoliermassen große dynamische Auslenkungen erfahren. Weicht das Schwingsystem von seiner optimalen Eigenfrequenz ab, so verschlechtert sich die Abstützwirkung der Fügewerkzeuge, was zu geometrischen Abweichungen bei der Ausbildung des Fügeelements und zu einer entsprechenden Beeinträchtigung von deren Festigkeit führen kann. Alle genannten Punkte sind technisch beherrschbar, es können sich jedoch ungünstige Störkonturen und hohe Anforderungen an die Fertigungspräzision ergeben.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung sowie das entsprechende Verfahren so zu verbessern, daß die genannten Nachteile den Fügeprozess weniger beeinträchtigen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, daß eine Prallmasse auf der Seite der Halterung eines Fügewerkzeugs angebracht ist, die abgewandt liegt von der Richtung, in der das Fügewerkzeug angeordnet ist. Wenn nun bei einer solchen Anordnung Kräfte dynamisch, insbesondere in Form von Impulsen, in die Fügeteile und die Fügewerkzeuge eingebracht werden, und das Fügewerkzeug selbst starr an der Halterung befestigt ist, so werden die schädlichen impulsförmigen Kräfte vom Halterahmen der Vorrichtung verringert oder ganz ferngehalten, indem die Kräfte von der Prallmasse durch eine impulsinduzierte Bewegung aufgenommen werden. Bei einer solchen Anordnung bleibt die Grundkonstruktion frei von impulsförmigen Belastungen durch die Fügekräfte. Die von den Kraftmitteln erzeugten aufeinanderfolgenden Stöße oder pulsierenden Fügekräfte durchlaufen in dieser oder entgegengesetzer Richtung, je nachdem, wo die Kraftmittel angebracht sind, den Stempel, die Fügeteile, eventuell vorhandene Fügehilfsteile, die Matrize, den Matrizenhalter und erreicht schließlich die Halterung, an der die Matrize oder, bei anderer Kraftverlaufsrichtung, der Stempel mit dem Halterahmen der Vorrichtung befestigt ist. Bevor die Halterung in ihrer Eigenfrequenz zu schwingen beginnen kann, trifft die Fügekraft auf die Prallmasse und setzt diese in Bewegung, die Prallmasse wird also durch den Kraftimpuls ausgelenkt. Durch die Energieaufnahme der Prallmasse bleibt die Vorrichtung im übrigen von schädlichen impulsförmigen Belastungen befreit, wenn die Prallmasse entsprechend ausgelegt und angeordnet ist. Lediglich die sehr geringen Reaktionskräfte der Federn, auf die die Prallmasse sich abstützt, wirken auf die Vorrichtung ein. Die Anforderungen an die Führungsgenauigkeit der Prallmasse sind nur sehr gering. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die eingangs beschriebenen Nachteile weitgehend vermieden werden.
Weitere Verbesserungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt die Eigenfrequenz des Schwingsystems etwa in einem Bereich von 35 - 65 %, vorzugsweise annähernd 50 % der Schlagfrequenz des Schlagwerkes. Diese Abstimmung der Eigenfrequenz des Schwingsystems mit der Schlagfrequenz des Schlagwerkes sorgt dafür, daß die Prallmasse zum einen die in ihr gespeicherte Bewegungsenergie für den nächsten Schlag wieder in die Verbindung einspeist und zum anderen wieder für die Aufnahme des nächsten Impulses an der Grundkonstruktion anliegt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Prallmasse über zumindest eine Biegefeder geführt. Die Biegefeder übernimmt gleichzeitig die Führungs- und Federungsaufgabe. Weiter ist vorgesehen, daß die Schlagfläche des Pralldämpfers leicht ballig ausgeführt ist. Außerdem kann die Vorspannung und/oder Einspannlänge einer Isolier-bzw. Biegefeder veränderbar sein. Die Eigenfrequenz des Schwingungssystems kann durch geeignete Regel- und Stelleinrichtungen veränderbar sein. Die matrizenseitige Prallmassendämpfung ist kombinierbar mit einer stempelseitigen Schwingungsisolierung oder Schwingungstilgung. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den Merkmalen aus den Unteransprüchen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung kombiniert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips,
  • Fig. 2 eine Ausführung mit einer Biegefeder,
  • Fig. 3 eine Ausführung mit 2 Biegefedern,
  • Fig. 4 eine Ausführung der schwingungsisolierenden Aufhängung des Schlagwerks,
  • Fig. 5 eine Ausführung der schwingungstilgenden Aufhängung des Schlagswerks.
    • In Figur 1 sind die Fügeteile 2 zu erkennen, unter denen sich der Matrizenhalter 4 befindet. Der Matrizenhalter 4 ist über ein Anschlußstück mit der Halterung 6 verbunden. Unter der Halterung 6 ist eine Prallmasse 8 angeordnet, die in der dargestellten Pfeilrichtung beweglich ist. Die Bewegung der Prallmasse 8 kann einerseits über Isolierfedern 10 und Isolierdämpfer 12 aufgefangen und abgedämpft werden. Die Prallmasse 8 ist in einem Führungsgehäuse 14 gelagert, in dem die Prallmasse 8, die Isolierfedern 10 und die Isolierdämpfer 12 angeordnet sind. Wenn nun zur Herstellung einer Fügeverbindung eine Fügekraft in die Fügeteile 2 mittels eines Stempels eingebracht wird, überträgt sich diese Fügekraft auf den Matrizenhalter 4 über die im Matrizenhalter 4 angeordnete und nicht näher dargestellt Matrize. Die Kraft fließt weiter über das Anschlußstück in die Halterung 6. Von dort würde sie auf den Halterahmen 16 der Vorrichtung wirken, wenn sie nicht im Bereich der Halterung 6 verringert oder ganz kompensiert würde. Das erfolgt nun über die Bewegung der Prallmasse 8. Die impulsförmige Kraft überträgt sich von der Halterung 6 auf die Prallmasse 8 und setzt diese in Bewegung. Die Prallmasse bewegt sich gegen die Kraft der Isolierfedern 10 und des Isolierdämpfers 12. Die in den Federn gespeicherte Kraft bremst die Prallmasse 8 ab und bewegt sie wieder in ihre Ausgangslage zurück. Die Kraft, die für die Bewegung der Prallmasse erforderlich ist, muß nicht mehr vom Halterahmen 16 aufgefangen werden, der dann entsprechend leichter ausgeführt werden kann.
    Gemäß diesem Basisprinzip kann ein Schwingsystem entwickelt werden, dessen Komponenten beliebig aufeinander abstimmbar sind. Je nach Größe der Fügekräfte, Haltekraft des Halterahmens, Eigenfrequenz des Schwingsystems, Masse der Prallmasse und Stärke der Isolierfedern und Isolierdämpfer kann eine Fügevorrichtung erstellt werden, die ideal auf die Bedürfnisse des Anwenders abgestimmt ist.
    In Figur 2 ist ein Beispiel gezeigt, wie die Prallmasse 8 geführt sein könnte. Die Anforderungen an die Führungsgenauigkeit der Prallmasse 8 sind nur sehr gering. In einer sehr einfachen und daher bevorzugten Ausführungsform kann sie ohne gleitende oder rollende Teile bereits durch entsprechend gestaltete Federn bzw. Biegefedern 18 erreicht werden. Bei einer impulsinduzierten Auslenkung der Prallmasse 8 in der durch den gebogenen Pfeil angedeuteten Richtung verbiegt sich die Biegefeder 18. Sie führt dabei die Prallmasse 8 während der Auslenkung und nimmt die Bewegungsenergie in sich auf, die erforderlich ist, um die Prallmasse 8 wieder in die Ausgangslage zurück zu bewegen. Die Führung und Federung erfolgt verschleißfrei und ohne Beeinträchtigung der Schwingungseigenschaft über eine längere Betriebsdauer. Die Biegefeder 18 ist sehr leicht auf eine andere Eigenfrequenz des Pralldämpfers 8 einstellbar, indem die Einspannlänge der Biegefeder 18 verändert wird. Dies wird möglich, indem die Biegefeder 18 von einer verschiebbaren Einspannung 20 und einer festen Einspannung 22 gehalten ist. Durch Verschieben der verschiebbaren Einspannung 20 kann die Vorrichtung an Schlagwerke mit unterschiedlichen Schlagfrequenzen angepaßt werden.Damit sind nach diesem Prinzip aufgebaute Schlagwerke sehr universell. Durch eine Kombination mit geeigneten Regel- und Stelleinrichtungen kann die Variation der Eigenfrequenz des Prallmassedämpfers auf einfache Weise auch während des Fügeprozesses erfolgen, was neue Möglichkeiten in der Prozeßführung eröffnet.
    Quasistatische Kräfte, wie die Andruckkraft des Schlagwerkes oder die Niederhaltekraft werden durch die Grundkonstruktion aufgenommen und belasten nicht das schwingungsfähige System. Die Federkonstante kann daher unabhängig von einschränkenden quasistatischen Anforderungen gewählt werden. Zudem sind große dynamische Auslenkungen der Prallmasse ohne Einfluß auf den Fügeprozeß. Daher kann die Prallmasse klein gewählt werden, wenn man große Auslenkungen zuläßt. In Figur 3 ist eine Ausführung mit zwei Biegefedern 18 gezeigt.
    Die Schlagfläche der Prallmasse 8 kann alternativ zur Darstellung 2 auch leicht ballig ausgeführt sein, um immer eine sichere Impulsübertragung auf die Masse zu gewährleisten. Die Schlagfläche sollte jedoch nicht kleiner sein als der untere Querschnitt des Matrizenhalters, da ansonsten unerwünschte Reflexionen auftreten können und der Impuls nicht vollständig auf die Prallmasse übertragen werden kann, was zu dynamischen Belastungen der Grundkonstruktion führt.
    Die gewählten Ausführungsbeispiele sollen keinesfalls die Erfindung hierauf beschränken. Sie dienen nur der Erläuterung der Erfindung und setzen den Fachmann in die Lage, die Erfindung für seinen Anwendungsfall bedarfsgerecht abzuwandeln. Dazu kann er die vorgeschlagenen Lösungselemente miteinander beliebig kombinieren und/oder sie mit an sich bekannten Elementen ergänzen. Auch bereit es dem Fachmann keinerlei Schwierigkeiten, die für die Herstellung von Nietverbindungen beschriebenen Vorrichtungen und Verfahrensweisen auf andere Arten von mechanischen Fügeverbindungen wie beispielsweise dem Durchsetzfügen, dem Blindnieten mit oder ohne Vorlochen oder dem Einbringen von Funktionsträgern anzupassen. Auch kann der Kraftfluß anstelle von dem Stempel in Richtung der Matrize auch andersherum erfolgen, wobei die erfindungsgemäße Prallmasse dann an der Halterung des Stempels befestigt ist. Auch können Prallmassen erfindungsgemäß sowohl an der stempel- wie auch der matrizenseitigen Halterung angebracht sein.
    Da jedoch die Anregung des stempelseitig angeordneten Schlagwerkes weit weniger ausgeprägt ist als die Anregung der Matrize, ist der analoge stempelseitige Einsatz einer schwingungsfähigen Prallmasse weniger vorteilhaft als die Aufhängung des Schlagwerkes nach dem vorbekannten Prinzip der Schwingungsisolierung oder alternativ der Schwingungstilgung. Entsprechende, in Kombination mit dem Einsatz eines matrizenseitig angeordneten Pralldämpfers vorteilhafte Ausgestaltungen der Aufhängung des Schlagwerkes sind in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Eine Zustelleinheit 24 bewegt den Stempel 34 auf die Fügeverbindungsstelle zu. Während der Zustellbewegung erzeugt das Schlagwerk 30 impulsförmige Kräfte, die über den Stempelhalter 32 auf den Stempel 34 übertragen werden. Im Falle der in Figur 4 gezeigten Schwingungsisolierung werden die impulsförmigen Kräfte über die Isoliermasse 36, die über Isolierfedern 26 und Dämpfer 28 gegenüber dem Rahmen isoliert ist, von der Krafteinleitung in den Rahmen abgehalten, während im Falle der in Figur 5 gezeigten Schwingungstilgung die Schwingungen aus dem Schlagwerk 30 durch eine in einer bestimmten Frequenz schwingenden Tilgermasse 38, die ebenfalls über Federn 26 und Dämpfer 28 abgestützt ist, vom Rahmen ferngehalten wird.

    Claims (9)

    1. Vorrichtung zum mechanischen Fügen von Blechen, Profilen und/oder Mehrblechverbindungen mit Fügewerkzeugen, die mit Kraftmitteln auf die Fügeteile zu bewegbar sind und durch die Kraftwirkung der Fügewerkzeuge eine Fügeverbindung zwischen den Fügeteilen herstellbar ist, die benötigte Fügekraft durch mehrere kurzfristig aufeinanderfolgende Stöße eines Fügewerkzeugs oder pulsierend in einer Erregerfrequenz in die herzustellende Fügeverbindung einbringbar ist, zumindest ein Fügewerkzeug ist über eine Halterung mit dem Halterahmen der Vorrichtung verbunden, und Mitteln zum Schwingungsisolieren und/oder zum Schwingungstilgen der Fügekräfte,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß eine Prallmasse (8) auf der Seite der Halterung (6) eines Fügewerkzeugs (4) angebracht ist, die abgewandt liegt von der Richtung, in der das Fügewerkzeug (4) angeordnet ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Eigenfrequenz des Schwingsystems in einem Bereich von 35 - 65 %, vorzugsweise annähernd 50 % der Schlagfrequenz des Schlagwerkes liegt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Prallmasse 8 über zumindest eine Biegefeder (18) geführt ist.
    4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 ,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Schlagfläche der Prallmasse leicht ballig ausgeführt ist.
    5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 ,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Vorspannung und/oder die Einspannlänge einer Isolierfeder (10) bzw. Biegefeder (18) veränderbar ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Eigenfrequenz des Schwingungssystems durch geeignete Regel- und Stelleinrichtungen veränderbar ist.
    7. Vorrichtung nach einem oder mehreren den Ansprüche 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die matrizenseitige Prallmassendämpfung kombiniert ist mit einer stempelseitigen Schwingungsisolierung oder Schwingungstilgung.
    8. Verfahren zum mechanischen Fügen von Blechen, Profilen und/oder Mehrblechverbindungen, wobei Fügewerkzeuge mit Kraftmitteln auf die Fügeteile zu bewegt werden, durch die Kraftwirkung der Fügewerkzeuge eine Fügeverbindung zwischen den Fügeteilen hergestellt wird, indem die benötigte Fügekraft durch mehrere kurzfristig aufeinanderfolgende Stöße eines Fügewerkzeugs oder pulsierend in einer Erregerfrequenz in die herzustellende Fügeverbindung eingebracht werden, zumindest ein Fügewerkzeug ist über eine Halterung mit dem Halterahmen der Vorrichtung verbunden und die Fügekräfte zumindest teilweise schwingungsisoliert und/oder schwingungsgetilgt werden,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß daß eine Prallmasse (8) auf der Seite der Halterung (6) eines Fügewerkzeugs (4) angebracht ist, die abgewandt liegt von der Richtung, in der das Fügewerkzeug (4) angeordnet ist.
    9. Verfahren nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die kennzeichnenden Merkmale eines oder mehrerer der Unteransprüche 2 bis 7 verfahrensmäßig verwirklicht werden.
    EP00112174A 1999-12-09 2000-06-07 Vorrichtung und Verfahren zum mechanischen Fügen Withdrawn EP1108480A3 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19959261 1999-12-09
    DE19959261 1999-12-09

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1108480A2 true EP1108480A2 (de) 2001-06-20
    EP1108480A3 EP1108480A3 (de) 2003-02-05

    Family

    ID=7931916

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP00112174A Withdrawn EP1108480A3 (de) 1999-12-09 2000-06-07 Vorrichtung und Verfahren zum mechanischen Fügen

    Country Status (4)

    Country Link
    EP (1) EP1108480A3 (de)
    JP (1) JP2001179468A (de)
    BR (1) BR0004885A (de)
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