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DE102014011944B4 - Two-piece die for a joining tool - Google Patents

Two-piece die for a joining tool Download PDF

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DE102014011944B4
DE102014011944B4 DE102014011944.0A DE102014011944A DE102014011944B4 DE 102014011944 B4 DE102014011944 B4 DE 102014011944B4 DE 102014011944 A DE102014011944 A DE 102014011944A DE 102014011944 B4 DE102014011944 B4 DE 102014011944B4
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Matrize für ein Fügewerkzeug bestehend aus einem einen zylindrischen Zapfen (2) mit einer Länge (Lz) aufweisenden Grundkörper (1) und einer auf dem Grundkörper (1) aufgesetzten Hülse (3) mit einer Länge (L), die mit einer Innenwandung an einer Umfangswandung des Zapfens (2) anliegt, wobei die Länge (L) der Hülse (3) größer ist als die Länge (Lz) des Zapfens (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) und der Zapfen (2) aus einem härteren Werkstoff bestehen als die Hülse (3) und die Hülse (3) zwecks Ausbildung der Gesenkwandung unnachgiebig ist.Die for a joining tool consisting of a cylindrical pin (2) with a length (Lz) having base body (1) and on the base body (1) patch sleeve (3) having a length (L) with an inner wall on a Peripheral wall of the pin (2) is applied, wherein the length (L) of the sleeve (3) is greater than the length (Lz) of the pin (2), characterized in that the base body (1) and the pin (2) consists of a harder material than the sleeve (3) and the sleeve (3) for the purpose of forming the Gesenkwandung is unyielding.

Description

Die Erfindung betrifft eine Matrize für ein Fügewerkzeug bestehend aus einem einen zylindrischen Zapfen mit einer Länge aufweisenden Grundkörper und einer auf dem Grundkörper aufgesetzten Hülse mit einer Länge, die mit einer Innenwandung an einer Umfangswandung des Zapfens anliegt, wobei die Länge der Hülse größer ist als die Länge des Zapfens.The invention relates to a die for a joining tool consisting of a cylindrical pin having a length having a base body and a patch on the body sleeve having a length which rests with an inner wall on a peripheral wall of the pin, wherein the length of the sleeve is greater than that Length of the pin.

Ein solches Fügewerkzeug ist beispielsweise aus der DE 197 00 627 A1 bekannt.Such a joining tool is for example from the DE 197 00 627 A1 known.

Das Fügewerkzeug kann insbesondere zum Durchsetzfügen aufeinanderliegender dünner Platten oder Plattenabschnitte verwendet werden, bei dem übereinanderliegende Flächenteile der Platten miteinander in eine Tiefziehöffnung tiefgezogen und die tiefgezogenen Flächenteile gebreitet werden.The joining tool can be used, in particular, for inserting superimposed thin plates or plate sections, in which superimposed surface parts of the plates are deep-drawn into a deep-drawn opening and the deep-drawn surface parts are spread out.

Weitere Matrizen sind beispielsweise aus der DE 199 29 375 B4 oder der DE 199 29 377 B4 bekannt. In der DE 37 13 083 A1 wird eine mehrteilige Matrize beschrieben, bei der zwei oder mehr bogenförmige Matrizenteile um einen Amboss herum angeordnet sind. Die Matrizenteile werden von einem elastisch umformbaren Band gehalten, das deren Außenseiten umgibt, um sie elastisch nach innen zur longitudinalen Achse der Matrizenanordnung zu drücken.Further matrices are for example from the DE 199 29 375 B4 or the DE 199 29 377 B4 known. In the DE 37 13 083 A1 there is described a multi-part die in which two or more arcuate die parts are arranged around an anvil. The die parts are held by an elastically deformable band surrounding their outsides to resiliently press inwardly toward the longitudinal axis of the die assembly.

Beim Durchsetzfügen (Clinchen) werden Bleche und Profile ohne Zusatz- oder Hilfsfügeteile mittels lokaler Kaltumformung nicht lösbar miteinander verbunden. Die formschlüssige Verbindung wird dabei aus dem Werkstoff der zu verbindenden Bleche geformt. Die zu verbindenden Teile können gleiche oder unterschiedliche Blechdicken aufweisen und aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein. Die miteinander zu verbindenden Platten werden zwischen der Matrize und dem Stempel des Fügewerkzeuges angeordnet. Beim Zufahren des Werkzeuges drückt der Stempel das Material der Platten in das Gesenk der Matrize, so dass die plastische Verformung des Materials eintritt und die Verbindung der Platten hergestellt wird.In clinching, sheet metal and profiles without additional or auxiliary joining parts are non-detachably connected to each other by means of local cold forming. The positive connection is formed from the material of the sheets to be joined. The parts to be joined may have the same or different sheet thicknesses and be made of the same or different materials. The plates to be joined together are arranged between the die and the punch of the joining tool. Upon retraction of the tool, the punch pushes the material of the plates into the die of the die so that the plastic deformation of the material occurs and the connection of the plates is made.

Die aus der EP 1 385 649 B1 bekannte Matrize ist zweiteilig ausgebildet. Sie besteht aus einem Grundkörper, in den eine Sackbohrung eingebracht ist und einem Einsatzteil, das in die Sackbohrung eingesetzt ist. Die Dicke des Einsetzteiles ist kleiner als die Höhe der Sackbohrung. Das Einsatzteil bildet den Boden des Gesenks, die über das Einsetzteil hinausragende Innenwandung der Sackbohrung bildet die Umfangswandung des Gesenks. Das Einsatzteil besteht aus einem härteren Material als der Grundkörper, so dass das Einsatzteil die gewünschte Härte aufweisen kann und aufgrund seiner Ausgestaltung weniger oder keine Bruchbeanspruchung unterliegt, während der andere Teil, nämlich der Aufnahmeteil, entsprechend seinem Zweck aus weichem und elastischen Material bestehen kann.The from the EP 1 385 649 B1 known die is formed in two parts. It consists of a base body, in which a blind bore is introduced and an insert part, which is inserted into the blind bore. The thickness of the insert is smaller than the height of the blind hole. The insert part forms the bottom of the die, the inner wall of the blind bore projecting beyond the insert part forms the circumferential wall of the die. The insert is made of a harder material than the body, so that the insert may have the desired hardness and due to its design less or no breaking stress, while the other part, namely the receiving part, according to its purpose may consist of soft and elastic material.

Hiervon ausgehend soll die eingangs beschriebene Matrize für ein Fügewerkzeug so verändert werden, dass sie nicht nur einfach montierbar ist, sondern eine hohe Standfestigkeit bei niedrigen Herstellkosten aufweist.On this basis, the template described above for a joining tool to be changed so that it is not only easy to install, but has a high stability at low production costs.

Zur Problemlösung zeichnet sich eine gattungsgemäße Matrize dadurch aus, dass der Grundkörper und der Zapfen aus einem härteren Werkstoff bestehen als die Hülse und die Hülse zwecks Ausbildung der Gesenkwandung unnachgiebig ist.To solve the problem, a generic die is characterized in that the base body and the pin made of a harder material than the sleeve and the sleeve for the purpose of forming the Gesenkwandung is unyielding.

Dadurch, dass die Hülse länger als der Zapfen ist, bildet der überstehende Bereich der Hülse das Gesenk und der Zapfen den Amboss aus. Dadurch ist es möglich, den Zapfen aus einem härteren Werkstoff auszubilden als die Hülse, was die Herstellungskosten der Matrize reduziert. Da die Hülse zwecks Ausbildung der Gesenkwandung unnachgiebig ist, kann zwischen dem Zapfen und der Hülse eine Presspassung eingestellt werden, was die Montagezeit reduziert.Characterized in that the sleeve is longer than the pin, the projecting portion of the sleeve forms the die and the pin of the anvil. This makes it possible to form the pin of a harder material than the sleeve, which reduces the manufacturing cost of the die. Since the sleeve is unyielding for the purpose of forming the Gesenkwandung, a press fit can be adjusted between the pin and the sleeve, which reduces the assembly time.

Der Zapfen kann vorzugsweise mit dem Grundkörper einstückig ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, dass der Zapfen und der Grundkörper zwei separate Bauteile sind, die miteinander durch eine Presspassung oder ein Gewinde miteinander verbunden werden. Eine zweiteilige Ausbildung hat den Vorteil, dass der Zapfen auch aus einem härteren Material als der Grundkörper ausgebildet werden kann, wodurch die Herstellungskosten weiter reduziert werden können. Außerdem können die dem Verschleiß unterliegenden Bauteile ausgetauscht werden.The pin may preferably be formed integrally with the base body. It is also conceivable that the pin and the base body are two separate components which are interconnected by a press fit or a thread. A two-part design has the advantage that the pin can also be formed of a harder material than the main body, whereby the manufacturing cost can be further reduced. In addition, the components subject to wear can be replaced.

Um die Montage der Matrize zu vereinfachen, liegt die Hülse vorzugsweise auf einem am Grundkörper ausgebildeten Absatz auf. Der Sitz der Hülse und damit die Höhe des Gesenkes werden damit definiert.In order to simplify the assembly of the die, the sleeve is preferably located on a trained on the base paragraph. The seat of the sleeve and thus the height of the die are thus defined.

Um die Matrize einfach an einem Werkzeug zu befestigen, weist bevorzugt der Grundkörper Mittel zur Befestigung auf. Vorzugsweise ist der Grundkörper hierzu in einem vom Zapfen abgewandten Bereich mit einer Durchgangsbohrung versehen, über die der Grundkörper an dem Werkzeug angeschraubt werden kann.In order to simply fasten the die to a tool, the base body preferably has means for fastening. Preferably, the base body is provided for this purpose in a region facing away from the pin with a through hole, through which the base body can be screwed to the tool.

Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel nachfolgend näher erläutert werden.With the help of a drawing, an embodiment will be explained in more detail below.

Es zeigen:

  • 1 - eine Matrize in Seitenansicht;
  • 2 - die Matrize nach 1 in perspektivischer Ansicht;
  • 3 - den Längsschnitt durch die Matrize;
  • 4 - die Ansicht der Hülse;
  • 5 - die Hülse nach 4 in perspektivischer Darstellung;
  • 6 - den Grundkörper in Seitenansicht;
  • 7 - den Grundkörper nach 6 in perspektivischer Darstellung.
Show it:
  • 1 - A mold in side view;
  • 2 - the matrix after 1 in perspective view;
  • 3 - the longitudinal section through the die;
  • 4 the view of the sleeve;
  • 5 - the sleeve after 4 in perspective view;
  • 6 - The main body in side view;
  • 7 - after the main body 6 in perspective view.

Die erfindungsgemäße Matrize für ein Fügewerkzeug besteht aus einem Grundkörper 1 und einer Hülse 3, die auf einen zylindrischen Zapfen 2, der am Grundkörper 1 ausgebildet ist, über eine Presspassung aufgesetzt ist. Der Zapfen 2 kann mit dem Grundkörper 1 einstückig ausgebildet sein. Grundkörper 1 und Zapfen 2 können aber auch zwei Bauteile sein, die miteinander verschraubt oder über eine Presspassung miteinander verbunden werden. Der Innendurchmesser d der Hülse 3 ist zur Einstellung der Presspassung kleiner als der Außendurchmesser D des Zapfens 2. Die Länge Lz des Zapfens 2 ist kleiner als die Länge LH der Hülse 3. Für eine einfache Montage der Hülse 3 auf dem Grundkörper 1 ist an diesem ein Absatz 4 ausgebildet, gegen den die Hülse 3 anschlägt. Wie 3 zeigt, bildet ein Bereich 5 der Hülse 3, der aufgrund ihrer größeren Länge LH über den Zapfen 2 hinausragt, das Gesenk und die Hülse 3 selbst in diesem Bereich 5 die Gesenkwandung aus.The die according to the invention for a joining tool consists of a base body 1 and a sleeve 3 pointing to a cylindrical pin 2 , the main body 1 is formed, is placed over a press fit. The pin 2 can with the main body 1 be formed integrally. body 1 and cones 2 but can also be two components that are bolted together or connected to each other via a press fit. The inner diameter d the sleeve 3 is smaller than the outside diameter to adjust the interference fit D of the pin 2 , The length lz of the pin 2 is smaller than the length L H of the sleeve 3 , For easy installation of the sleeve 3 on the body 1 is a paragraph at this 4 trained against the sleeve 3 strikes. As 3 shows, forms an area 5 the sleeve 3 , due to its greater length L H over the pin 2 protrudes, the die and the sleeve 3 even in this area 5 the Gesenkwandung.

Wie 3 entnehmbar ist, ist das freie Ende des Zapfens 2 mit einer umlaufenden Freimachung 7, insbesondere einer Fase versehen, die dazu dient, dass beim Verpressen zweier Bleche Material in den sich erweiternden Ringspalt fließt, sodass sich die Verbindung zwischen zwei Blechplatten einstellt.As 3 is removable, is the free end of the pin 2 with a circulating franking 7 , In particular provided a chamfer, which serves to ensure that when pressing two sheets of material flows into the widening annular gap, so that adjusts the connection between two metal plates.

Um die Matrize an einem hier nicht dargestellten Werkzeug befestigen zu können, ist am Fuß des Grundkörpers 1, also in dem vom Zapfen 2 abgewandten Bereich, eine Durchgangsbohrung 6 vorgesehen, über die die Matrize mit dem Werkzeug verschraubt werden kann.To attach the die to a tool, not shown here, is at the bottom of the body 1 So, in that of the journal 2 remote area, a through hole 6 provided over which the die can be screwed with the tool.

Hülse 3, Grundkörper 1 und Zapfen 2 können aus unterschiedlichen Werkstoffen oder aus demselben Werkstoff bestehen. Vorzugsweise kommt für die Hülse 3 ein pulvermetallurgischer Stahl (PM-Stahl) oder Werkzeugstahl zum Einsatz, für den Grundkörper 1 und den Zapfen 2 kommen vorzugsweise pulvermetallurgische Stähle (PM-Stähle), Hartmetalle (HM-Werkstoffe) oder Keramikwerkstoffe zum Einsatz.shell 3 , Basic body 1 and cones 2 can be made of different materials or of the same material. Preferably comes for the sleeve 3 a powder metallurgical steel (PM steel) or tool steel is used for the body 1 and the pin 2 preferably powder metallurgical steels (PM steels), hard metals (HM materials) or ceramic materials are used.

Der Zapfen 2, der beim Fügen von Blechen dem größten Verschleiß unterliegt, ist aus einem härteren und deshalb in der Regel auch teureren Werkstoff ausgebildet als die Hülse 3. Wenn der Grundkörper 1 und der Zapfen 2 zweiteilig sind, ist vorzugsweise auch der Grundkörper 1 aus einem kostengünstigeren und deshalb weicheren Werkstoff ausgebildet als der Zapfen 2.The pin 2 , which is subject to the greatest wear when joining sheets, is made of a harder and therefore usually more expensive material than the sleeve 3 , If the main body 1 and the pin 2 are two-part, is preferably also the main body 1 made of a less expensive and therefore softer material than the pin 2 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Grundköperbase body
22
Zapfenspigot
33
Hülseshell
44
Absatzparagraph
55
BereichArea
66
DurchgangsbohrungThrough Hole
77
Freimachungfranking
DD
Außendurchmesserouter diameter
dd
InnendurchmesserInner diameter
LHLH
Längelength
Lzlz
Längelength

Claims (6)

Matrize für ein Fügewerkzeug bestehend aus einem einen zylindrischen Zapfen (2) mit einer Länge (Lz) aufweisenden Grundkörper (1) und einer auf dem Grundkörper (1) aufgesetzten Hülse (3) mit einer Länge (LH), die mit einer Innenwandung an einer Umfangswandung des Zapfens (2) anliegt, wobei die Länge (LH) der Hülse (3) größer ist als die Länge (Lz) des Zapfens (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) und der Zapfen (2) aus einem härteren Werkstoff bestehen als die Hülse (3) und die Hülse (3) zwecks Ausbildung der Gesenkwandung unnachgiebig ist.Die for a joining tool consisting of a cylindrical pin (2) with a length (Lz) having base body (1) and on the base body (1) patch sleeve (3) with a length (L H ), with an inner wall a circumferential wall of the pin (2) rests, wherein the length (L H ) of the sleeve (3) is greater than the length (Lz) of the pin (2), characterized in that the base body (1) and the pin (2) made of a harder material than the sleeve (3) and the sleeve (3) for the purpose of forming the Gesenkwandung is unyielding. Matrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (2) einstückig mit dem Grundkörper (1) ausgebildet ist.Female after Claim 1 , characterized in that the pin (2) is formed integrally with the base body (1). Matrize nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (3) auf einem am Grundkörper (1) ausgebildeten Absatz (4) aufliegt.Female after Claim 1 or 2 , characterized in that the sleeve (3) rests on a on the base body (1) formed shoulder (4). Matrize nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zapfen (2) und der Hülse (3) eine Presspassung eingestellt ist. Die according to one of the preceding claims, characterized in that between the pin (2) and the sleeve (3) an interference fit is set. Matrize nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) Mittel zur Befestigung mit einem Werkzeug aufweist.Die according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (1) has means for fastening with a tool. Matrize nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) in einem vom Zapfen (2) abgewandten Bereich eine Durchgangsbohrung (6) zur Befestigung mit einem Werkzeug aufweist. Female after Claim 5 , characterized in that the base body (1) in a region remote from the pin (2) has a through hole (6) for attachment with a tool.
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