DE3532899A1

DE3532899A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden von platten durch stanznocken

Info

Publication number: DE3532899A1
Application number: DE19853532899
Authority: DE
Inventors: Eugen Rapp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-14
Filing date: 1985-09-14
Publication date: 1987-03-26
Also published as: US4760632A; ES2002748A6; EP0215385B1; DE3670223D1; CA1307169C; EP0215385A1; ATE51778T1; JPS6272441A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zum Ver binden aufeinanderliegender dünner Platten durch Stanz nocken.

Das Verbinden von Blechen durch Stanznocken ist schon lange bekannt (DE-PS 8 73 237). Das Hauptproblem dieser Verbindungstechnik besteht in der präzisen Materialver arbeitung mit entsprechender Wiederholbarkeit der Ver bindungsqualität. Diese Technik ist besonders deshalb kompliziert, weil hier ein Tiefzieh- und Stanzvorgang kombiniert wird mit einer anschließenden Stauch- oder Quetschbearbeitung, wobei zwar die Werkzeugrelativbewe gung zwischen Stempel und Matritze achsgleich er folgen, die Materialbewegung jedoch zuerst in dieser Achse, später aber bei der Quetschbearbeitung radial da zu erfolgt. Besonders schwierig ist es, diese Radialbe wegung in ihrer Wiederholbarkeit zu beherrschen.

Bei einem bekannten Verfahren und einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens der gattungsgemäßen Art (DE-PS 23 38 460) wird die Matritze nach dem Stanz- und Drückvorgang soweit gegenüber der Gegendruckfläche, die hier an einem Abflachstempel vorgesehen ist, zurückge nommen, daß nur noch eines der beiden Plattenstücke in nerhalb der Matritze ist, so daß beim Quetschvorgang nur das andere Plattenstück verbreitert werden kann. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die für die Bearbeitung eingespannten Platten beim Rückverfahren derMatritze gelöst werden und dadurch die Gefahr besteht, daß die Platten nicht formschlüssig miteinander verbunden werden. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die Vorrichtung verhältnismäßig kompliziert aufgebaut sein muß, um diesen Rückfahrvorgang der Matritze durchzufüh ren bei gleichzeitigem Stehenbleiben des Abflachstempels. Nicht zuletzt muß dann in einem weiteren Arbeitsgang das Werkstück aus der Matritze ausgeworfen werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und die Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens nach dem Merkmalen des Anspruchs 2 hat demgegenüber den Vorteil, daß in einem und dadurch gut kontrollierbarem Arbeitshub des Stanz- und Drück stempels die gesamte Verbindung hergestellt wird, nämlich Stanzen, Drücken und Quetschen, und wobei nur das Plat tenstück gequetscht wird, das für die Verhakung erforder lich ist. Da der für den Stanzvorgang erforderliche Gegen druck geringer ist als für den Quetschvorgang, läßt sich mit sehr einfachen statischen Mitteln die Nachgiebigkeit der Gegendruckfläche steuern, so daß erst wenn der erfor derliche Schervorgang beim Stanzen beendet ist, die Gegen druckfläche nachgibt; um dann für den Quetschvorgang in einer entsprechend verschobenen Lage zu verharren. Vor teilhafterweise dienen diese elastischen Mittel gleich zeitig als Auswurfmittel des Werkstückes aus der Matritze. Als elastische Mittel können mechanische oder hydraulische Federn dienen.

Die Kraft des elastischen Elements kann erfindungsgemäß auch über eine Hydrauliksäule übertragen werden, so daß eine mit hydraulischen Mitteln arbeitende Pressevorrich tung einsetzbar ist mit vor allem räumlichen Vorteilen.

Die zu verbindenden Platten können Bleche sein, sie kön nen aber auch zum Teil aus Kunststoff bestehen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Werkzeug;

Fig. 2 eine Ansicht des Gesenkes nach Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Werkzeug nach Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Werkzeugstellung nach Beendigung des Stanz vorgangs;

Fig. 5 eine Werkzeugstellung nach Beendigung des Quetschvorgangs und

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5 durch einen Teil des Werkzeugs und entsprechend der Schnittlage von Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In den Fig. 1-6 ist nur das eigentliche Herstellungswerk zeug in verschiedenen Schnitten und Arbeitsstellungen dargestellt. Zu diesem Herstellungswerkzeug gehört die Preßvorrichtung, die natürlich zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens geeignet sein muß, aber in unterschiedlichster Weise gestaltet sein kann.

Zwischen einem durch die Pressenvorrichtung hin und her bewegbaren Stanz- und Drückstempel 1 und einem ortsfesten Gesenk 2 sind zwei miteinander zu verbindende Platten 4 und 5 - beispielsweise Bleche - angeordnet. Natürlich kann es sich bei diesen Werkstücken 4 und 5 auch um irgendwelche Bänder oder Winkel handeln, die mit einer Platte zu verbinden sind.

Der entsprechend dem Doppelpfeil I hin und her bewegbare Stanz- und Drückstempel weist eine prismatische Stirn fläche auf mit zwei zur Arbeitsrichtung I schrägen Stirnflächen 6 und einer senkrecht zur Arbeitsrichtung verlaufenden Stirnfläche 7. Zwischen diesen Stirnflä chen 6 und 7 und den Flachseiten 8 des Stempels 1 sind Schneidkanten 9 gebildet (Fig. 3).

Das Gesenk 2 weist eine zentrale Bohrung 10 auf, in der ein Quetschstempel 11 axial verschiebbar angeordnet ist. Dieser Quetschstempel 11 weist an seinem oberen Ende ein Schneidgesenk 12 auf, deren Schneidkanten 13 mit den Schneidkanten 9 des Stanz- und Drückstempels 1 zusammenwirken und die durch Kanten gebildet werden zwischen der oberen Stirnseite 14 des Quetschstempels 11 und einer Quernut 15, deren Grundfläche 16 als Gegen druckfläche beim Quetschvorgang dient.

Der Quetschstempel 11 weist einen in einem erweiterten Abschnitt 17 der zentralen Bohrung 10 geführten Bund 18 auf, an dem ein hier nur symbolisch angedeutetes elasti sches Element 19 angreift und der gegen Verdrehen in den Bohrungen 10 und 17 durch nicht dargestellte Mittel gesichert ist. Hierdurch wird die Drehlage des Quetsch stempels 11 innerhalb des Gesenkes 2 gesichert. Das ela stische Element 19 stützt sich auf der dem Bund 18 ab gewandten Seite an einem Boden 20 ab, der gleichzeitig als Hubbegrenzung und damit Anschlag des Quetschstem pels 11 dient, indem ein Zapfen 21 des Quetschstempels 11 nach Zurücklegung eines bestimmten Hubes entgegen der Kraft des elastischen Elements 19 auf diesen Boden 20 stößt.

Nach Zurücklegung dieses Hubes ist die Grundfläche 16 der Quernut 15 des Quetschstempels 11 gerade bündig mit der Grundfläche 22 einer Matritze 23, die im Gesenk 2 entsprechend den Stirnflächen 6 und 7 des Stanz- und Drückstempels 1 ausgebildet vorgesehen ist. Die zwischen der Auflagefläche 24 des Gesenkes 2 und den Längswänden 25 dieser Matritze 23 gebildete Schneidkante 26 wirkt mit den ihr zugeordneten Schneidkanten 9 des Stanz- und Drückstempels 1 zusammen. Die Breite der Matritze 23 entspricht der Breite der Quernut 15.

Die erfindungsgemäße Technik des Verbindens von dünnen Platten arbeitet anhand dieses dargestellten Beispiels wie folgt:

Nach Legen der Platten 4 und 5 auf die Auflagefläche 24 (Fig. 1 und 3), wird der Stanz- und Drückstempel 1 für den Stanzvorgang in Richtung Gesenk 2 verschoben, wobei die entsprechenden Plattenteile 27 und 28, die zur Her stellung der Verbindung an ihren Längsumrißlinien aus gestanzt und dann gedrückt werden sollen, durch die Schneidkanten 9 des Stanz- und Drückstempels 1 in Zu sammenwirkung mit den Schneidkanten 13 und 26 des Ge senks geschert und in die Quernut 15 bzw. die Matritze 23 gedrückt werden.

Der Plattenteil 28 ist danach seitlich durch die Be grenzungswände der Nut 15 und deren Grundfläche 16 so wie durch die Matritze 23 eingefaßt. Der Plattenteil 27 hingegen, der aus der Platte 4 herausgeschnitten bzw. gedrückt wurde, ist nach diesem ersten Arbeitsgang in der Öffnung 29 der unteren Platte 5 verblieben, die durch das Herausstanzen bzw. Drücken des unteren Plat tenteils 28 entstanden ist (Fig. 4).

Für den nun folgenden Quetscharbeitsgang fährt der Stanz- und Drückstempel 1 ohne Unterbrechung weiter in seiner Arbeitsrichtung, wobei der Quetschstempel 11 entgegen dem elastischen Element 19 nachgibt, bevor der bearbeitete Werkstoff der Platte 4 zu fließen beginnt. Erst wenn der Zapfen 21 an dem Boden 20 anliegt und da durch ein "unendlicher" Widerstand entsteht, beginnt der obere Plattenteil 27 sich auszudehnen, wobei dessen Material in die Räume fließt, die oberhalb der oberen Stirnseite 14 des Quetschstempels 11 durch dessen Ver schieben entstanden sind. Der Querschnitt dieser ge wonnenen Räume entspricht den Fig. 2 entnehmbaren Seg mentflächen 30. Die Arbeitsbewegung des Stanz- und Drück stempels 1 wird dann noch geringfügig über die Unterseite der unteren Platte 5 fortgesetzt, so daß auch etwas Ma terial von dem oberen Plattenteil 27 in die Quernut 15 fließt. In jedem Fall jedoch bleibt, wie in Fig. 6 zu er kennen, die direkte Verbindung zwischen den Platten 4 und 5 und den Plattenteilen 27 und 28 durch die in die Matritze 23 gedrückten Stege 31 und 32 erhalten.

Sobald der Stanz- und Drückstempel 1 dann wieder ausge fahren wird, wird durch das elastische Element 19 und den damit betätigten Quetschstempel 11 das Werkstück 4, 5 ausgeworfen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden aufeinanderliegender dünner Platten (insbesondere Bleche) oder Plattenabschnitte durch Stanznocken, bei dem übereinanderliegende Plattenstücke entlang eines Teils ihrer Umrißlinien durch Stanzen getrennt und aus der Plattenebene herausgedrückt werden und bei dem danach mittels einer Gegendruckfläche das den Platten nähere Plat tenstück durch Quetschen die Platten hintergreifend an den geschnittenen Seiten verbreitert wird, wobei das den Platten abgewandte Plattenstück in seiner radialen Verfor mung begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche für den Stanz- und Drückar beitsgang aufgrund einer elastischen Stützkraft ste hen bleibt, um danach bei dem höhere Preßkräfte er fordernden Quetschvorgang soweit nachzugeben, daß das fließende Material des den Platten näheren Plat tenstücks die ihm zugeordnete Platte hintergreift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche mindestens eine Vertiefung mit Schneidkanten für den Stanz- und Drückarbeitsgang auf weist und daß die elastische Stützkraft größer ist als die Stanz- und Drückkraft, aber kleiner ist als die Quetschkraft.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem an einer Presse angeordneten Gesenk, mit einem in einer im Gesenk vorgesehenen Öffnung vor handenen Quetschstempel, die in Arbeitsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind, und mit einem von der Presse hin und her angetriebenen Stanz- und Druckstem pel, dadurch gekennzeichnet, daß der Quetschstempel (11) beim Stanz- und Drückarbeitshub des Stanz- und Drück stempels (1) gegen ein elastisches Element (19) ver schiebbar ist und beim Quetscharbeitshub des Stanz und Drückstempels (1) an einem Anschlag (20) anliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Quetschstempel (11) in der den Platten (4, 5) zugewandten Stirnseite (14) eine Quernut (15) aufweist, die als Matritze beim Drücken und mit Schneidkanten (13) beim Stanzen dient, deren Breite der Platten stückbreite entspricht und deren Tiefe geringer ist als die Dicke der ihr zugewandten Platte (5).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gequetschte Material bis an die Wand der Öff nung (10) gleitet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch ge kennzeichnet, daß als elastisches Element (19) eine Feder dient.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch ge kennzeichnet, daß als elastisches Element (19) hydrau lische Mittel dienen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kraft des elastischen Elements (19) durch eine Hydrauliksäule übertragen wird.