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  • 权利要求
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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeug zum mechanischen Fügen mindestens zweier Werkstücke wahlweise mittels Durchsetzfügen oder Stanznieten. Das Werkzeug weist einen Rahmen (2) auf sowie eine mehrteilige Matrize (12) zum Abstützen der Werkstücke während des Fügevorgangs, welche einen Grundkörper (74) mit einem flachen Matrizenboden (80) und mehrere radial nach außen bewegbare Matrizensegmente (76a, 76b, 76c) aufweist, die eine runde Matrizenausnehmung (80) bilden, und einen Stempel (8) zum Durchführen des Fügevorgangs. Durch eine Stempelhubverstelleinrichtung (30) ist der Stempelhub wahlweise zwischen einem Stempelhub für das Durchsetzfügen und einem Stempelhub für das Stanznieten verstellbar.
    公开号:DE102004015568A1
    申请号:DE102004015568
    申请日:2004-03-30
    公开日:2005-10-27
    发明作者:Jürgen Dipl.-Ing. Wandtke
    申请人:Boellhoff Verbindungstechnik GmbH；
    IPC主号:B21D39-03
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein kombiniertes Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeug zum mechanischenFügen mindestenszweier Werkstückewahlweise mittels Durchsetzfügen,auch Clinchen genannt, oder mittels Stanznieten.
    [0002] ImStand der Technik werden zum Durchsetzfügen und zum Stanznieten ähnlich aufgebauteWerkzeuge verwendet, die sich jedoch in ihren Stempel- und Matrizengeometriensowie in anderen wichtigen konstruktiven Details unterscheiden.So wird zum Setzen von halbhohlen Stanznieten in der Regel eineMatrize mit einer runden Matrizenausnehmung verwendet, die in derMitte erhaben ist, um die notwendige Aufspreizung des Stanznietszu gewährleisten.Eine typische Durchsetzfügematrizeweist dagegen einen flachen Boden sowie mehrere radial nach außen bewegbareMatrizensegmente auf, die beim Bilden des Schließkopfes nach außen nachgeben.Ferner werden in der Regel auch unterschiedliche Stempelgeometrienund Niederhaltersysteme verwendet. Aus diesem Grund konnte ein Fügewerkzeugbisher nur durch Austauschen des Werkzeugsatzes und gegebenenfallsweitere Umbautätigkeitenfür diejeweilig andere Fügeaufgabeeingerichtet werden.
    [0003] Indem Artikel „Zweiin Einem" auf Seite26 der Ausgabe 49/2003 des Industrie Magazins Maschinenmarkt wirddavon berichtet, dass es durch die Abstimmung von Stempel- und Matrizengeometrienmöglichsei, mit einer einzigen Fügeeinrichtungohne Werkzeugwechsel alternierend Clinch- und Stanznietpunkte zusetzen. In den gezeigten Beispielen wurden die Verbindungen im sogenanntenTaumelverfahren, d.h. durch eine radial überlagerte Fügebewegungdes Stempels, hergestellt. Der Artikel offenbart jedoch weder dieGeometrie des verwendeten Werkzeugsatzes noch werden konstruktiveDetails des verwendeten Werkzeuges erwähnt.
    [0004] Die DE 100 21 781 A1 zeigtein Fügewerkzeugmit einem C-förmigenRahmen, welches – mitunterschiedlichem Werkzeugsatz und weiteren konstruktiven Änderungen-entweder zum Stanznieten oder zum Durchsetzfügen ausgebildet werden kann.Durch einen Verstellmechanismus am Rahmen kann der Stempelhub verstelltwerden, um das Werkzeug auf unterschiedliche Dicken der zu fügenden Werkstücke einzustellen.
    [0005] DieErfindung hat sich demgegenüberdie Aufgabe gestellt, ein kombiniertes Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeugmit geeigneten Stempel- und Matrizengeometrien bereitzustellen,mit dem ohne Werkzeugwechsel sowohl Durchsetzfügeverbindungen als auch Stanznietverbindungenhergestellt werden können.
    [0006] DieseAufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindunggelöst.
    [0007] Daserfindungsgemäß ausgebildeteWerkzeug verwendet eine mehrteilige Matrize zum Abstützen der Werkstücke während desFügevorgangs,welche einen Grundkörpermit einem flachen Matrizenboden und mehrere radial nach außen bewegbareMatrizensegmente aufweist, die eine runde Matrizenausnehmung bilden. Überraschenderweisehat sich gezeigt, dass mit einer derartigen Matrize, die allgemeinzum Durchsetzfügenverwendet wird, auch Stanzniete gesetzt werden können. Ferner weist das erfindungsgemäße Werkzeugeinen Stempel zum Durchführendes Fügevorgangssowie eine Stempelhubverstelleinrichtung auf, durch die der Stempelhubwahlweise zwischen einem Stempelhub für das Durchsetzfügen undeinem Stempelhub fürdas Stanznieten verstellbar ist. Während nämlich beim Durchsetzfügen derStempel die Werkstücketiefzieht und daher in diese eingesenkt wird, wird der Stempel beimStanznieten nur bis zur Oberflächedes stempelseitigen Werkstücksvorgeschoben. Die Endposition des Stempels und damit der Stempelhubunterscheiden sich also bei den beiden Verbindungsverfahren. Jenach Größe des Schließkopfesbeim Durchsetzfügen, dergewünschtenRestbodendicke sowie der Art des verwendeten Niets (Senkkopfnietoder Flachkopfniet) kann dieser Unterschied mehrere Millimeter betragen.Beim erfindungsgemäßen kombiniertenDurchsetzfüge-Stanznietwerkzeugist der Stempelhub daher in einem entsprechenden Bereich einstellbar.
    [0008] Daserfindungsgemäße Werkzeugweist ferner einen Niederhalter zum Andrücken der Werkstücke an dieMatrize währenddes Fügevorgangsmit einem Stempelkanal auf, in dem der Stempel längs verschiebbar ist. Das Werkzeugist in erster Linie füreine lineare Stempelbewegung ohne Taumelbewegung konzipiert, da, wiesich gezeigt hat, die im oben genannten Artikel propagierte Taumelbewegungdes Stempels zum Herstellen einer Stanzniet- und Durchsetzfügeverbindung nicht notwendigist.
    [0009] Fernerist eine Stanznietzuführungzum Zuführenvon Stanznieten eines bestimmten Schaftdurchmessers in den Stempelkanalvorhanden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in denUnteransprüchen definiert.
    [0010] Vorzugsweiseist der Nenndurchmesser der Matrizenausnehmung auf den Durchmesserdes Stempels so abgestimmt, dass die Matrizenausnehmung das verdrängte Werkstüfkmaterialbeim Durchsetzfügen durchradiales Aufweiten aufnimmt. Ferner ist der Nenndurchmesser derMatrizenausnehmung auf die Geometrie der Stanzniete so abgestimmt,dass die Matrizenausnehmung das verdrängte Werkstückmaterial beim Stanznietenim wesentlichen ohne radiales Aufweiten aufnimmt. Mit „Nenndurchmesser" ist hier der Durchmesserder Matrizenausnehmung im nicht aufgeweiteten Zustand gemeint. Wiebeim Durchsetzfügenmit mehrteiliger Matrize allgemein üblich, ist der Durchmesserdes Stempels so gewählt,dass beim Durchsetzfügendas durchgesetzte Werkstoffmaterial nach außen gedrückt wird und dabei die bewegbarenMatrizensegmente radial nach außenaufweitet. Überraschenderweisehat sich gezeigt, dass eine derartige mehrteilige Matrize, wie siebisher nur zum Durchsetzfügenverwendet wurde, beim Stanznieten einen einwandfreien Schließkopf desStanzniets ausbildet, wenn die Nietgeometrie auf den Nenndurchmesserder Matrizenausnehmung so abgestimmt wird, dass die Matrizenaufnehmungden entstehenden Schließkopfohne Aufweiten der bewegbaren Matrizensegmente aufnimmt. Hierzuwird insbesondere der Schaftdurchmesser der Stanzniete auf den Nenndurchmesserder Matrizenausnehmung abgestimmt; die Art des Nietkopfes – ob Senkkopfoder Flachkopf – kannaber auch von Bedeutung sein, da durch den Senkkopf ebenfalls Werkzeugmaterialverdrängt wird.
    [0011] Eshat sich gezeigt, dass gute Verbindungsergebnisse im wesentlichenohne radiales Aufweiten der bewegbaren Matrizensegmente bei einemNenndurchmesser der Matrizenaufnehmung von etwa 6 mm mit Stanznietenmit Schaftdurchmesser von etwa 3 mm erzielt werden können. Beieinem Nenndurchmesser der Matrizenausnehmung von etwa 8 mm wirdvorzugsweise ein Schaftdurchmesser der Stanzniete von etwa 5 mmgewählt.Bevorzugt werden hierfürSenkkopfniete verwendet; eine Verbindung ist jedoch auch mit Flachkopfnietenoder anderen Halbhohlnieten möglich.
    [0012] Ineiner vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugsliegen die Mitten der Matrize, des Stempels und des Niederhaltersauf einer gemeinsamen Hauptachse und der Antrieb besteht aus einem querzur Hauptachse verlaufenden Stellzylinder und einem zwischen demStellzylinder und dem Fügestempel wirksamenKraftübertragungsmechanismus.Durch diese Ausgestaltung des Rahmens ist eine kompakte, platzsparendeBauweise des Werkzeuges möglich.
    [0013] Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsformist der Kraftübertragungsmechanismusferner an einem oberen Rahmenteil, in das der Stempel und der Niederhalterintegriert sind, an einer oberen Abstützstelle abgestützt. Beidieser Rahmengeometrie lässtsich der Stempelhub vorzugsweise dadurch verstellen, dass die Abstützstellein Richtung der Hauptachse verstellt wird. Auf diese Weise ist esmöglich,den Stempelhub und damit die Endposition des Stempels zwischen einerfür dasDurchsetzfügenund einer fürdas Stanznieten geeigneten Position zu verstellen.
    [0014] Anhandder Zeichnungen wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindungnäher erläutert. Eszeigen:
    [0015] 1 eineSchnittdarstellung eines kombinierten Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeuges gemäß einem Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0016] 2 einenTeil des Werkzeuges der 1 in vergrößertem Maßstab;
    [0017] 3 eineSeitenansicht einer mehrteiligen Matrize;
    [0018] 4 eineDraufsicht auf eine mehrteilige Matrize;
    [0019] 5 eineteilweise Schnittdarstellung eines Stanzniets.
    [0020] Dasin 1 dargestellte kombinierte Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeugdient zum mechanischen Fügenzweier oder mehrerer plattenförmigerWerkstückewahlweise durch Stanznieten oder durch Durchsetzfügen (Clinchen).
    [0021] DasWerkzeug besteht im Prinzip aus einem Rahmen 2, einem Antriebin Form eines Stellzylinders 4 und eines Kraftübertragungsmechanismus 6,einem Stempel 8, einem Niederhalter 10 und einerMatrize 12, die in den 4 und 5 genauerdargestellt ist und weiter unten im Einzelnen beschrieben wird.
    [0022] DerRahmen 2 besteht aus einem oberen Rahmenteil 2a undeinem unteren Rahmenteil 2b. Das obere Rahmenteil 2a istals Gehäuseausgebildet, das an seinem (in 1) linkenEnde offen und im übrigengeschlossen ist. Das untere Rahmenteil 2b ist C-förmig ausgebildet.Der untere Schenkel des unteren Rahmenteils 2b trägt die Matrize 12.
    [0023] Wiebereits erwähnt,setzt sich der Antrieb aus einem Stellzylinder 4 und einemKraftübertragungsmechanismus 6 zusammen,der aus einem Kniehebelmechanismus 22, 24, 26 besteht.Der Stellzylinder 4 ist über ein Gelenk 18 mitder Rückseitedes topfförmigenoberen Rahmenteils 2a verbunden, während die Kolbenstange 20 desStellzylinders 4 überein Kniehebelgelenk 22 mit dem oberen Hebel 24 unddem unteren Hebel 26 des Kniehebelmechanismus verbundenist. Der obere Hebel 24 ist über ein auf der HauptachseA liegendes Gelenk 28 an einer oberen Abstützstellean der oberen Gehäusewanddes oberen Rahmenteils 2 abgestützt.
    [0024] Dieseobere Abstützstelleist als Schraubmechanismus 30 ausgebildet, der über einBetätigungsteil 32 manuelloder motorisch betätigbarist, um das Gelenk 28 und damit die obere Abstützstelledes Kniehebelmechanismus längsder Hauptachse A verstellen zu können.Da der Stellzylinder wegbegrenzt arbeitet, wird hierdurch die „Endposition" des ausfahrendenStempels 8 verstellt. Hierdurch kann der Stempelhub zwischeneinem Stempelhub fürdas Durchsetzfügenund einem Stempelhub fürdas Stanznieten verstellt werden. Die benötigte Verstelllänge zwischenStanznieten und Durchsetzfügenhängt vonder Werkstoffstärke,der gewählten Nietgeometrieund der beim Durchsetzfügen gewünschtenRestbodendicke ab. So kann z.B. bei einer Werkstoffstärke voninsgesamt 2,5 mm der Stempelhub beim Durchsetzfügen ungefähr 2–4 mm länger sein als beim Setzen einesSenkkopfniets. Der maximale Verstellbereich des gezeigten Werkzeugsist etwa 8 mm, wobei der Schraubmechanismus 30 vorzugsweisedurch einen Elektromotor betätigtwird.
    [0025] Eswird nun zusätzlichauf 2 Bezug genommen. Der untere Hebel 26 desKniehebelmechanismus ist mit einem hülsenförmigen Gehäuseteil 34 an dessenAußenseitegelenkig verbunden. Das Gehäuseteil 34 wiederumist mit dem Stempel 8 fest verbunden, der sich aus einemStangenteil 36 und dem eigentlichen Stempelteil 38 zusammensetzt.Ferner ist das Gehäuseteil 34 durcheine Linearführung 42 amRahmen 2 beweglich so gelagert, dass das Gehäuseteil 34 unddamit der Stempel 8 längsder Hauptachse A verstellt werden kann. Die Linearführung 42 lässt sichin einfacher Weise mit einem herkömmlichen Wegmessaufnehmer (nichtgezeigt) versehen.
    [0026] DerNiederhalter 10, der den Stempel 8 konzentrischumgibt, wird einerseits von dem Gehäuseteil 34 und andererseitsvon einem Mundstückteil 50 gebildet.Das Mundstückteil 50 bildeteinen Stempelkanal, in dem der Stempel 10 längsverschiebbargelagert ist. Zu diesem Zweck ist das Mundstückteil 50 durch eine(z.B. aus Kunststoff bestehende) Führungsbuchse 56 gegenüber demStempel 8 und durch eine (z.B. aus Kunststoff bestehende)Führungsbuchse 58 gegenüber demGehäuseteil 34 gleitendverschiebbar gelagert.
    [0027] DasMundstückteil 50 unddas Gehäuseteil 34 werdendurch eine Spreizfeder 60 auseinandergedrückt, diezwischen dem Boden des Gehäuseteils 34 unddem oberen Ende des Mundstückteils 50 wirkt,um das Mundstückteil 50 relativzu dem Gehäuseteil 34 ineine ausgefahrene Ausgangslage zu drücken, in der das Mundstückteil 50 aneiner Schulter 61 des Stempels 8 anliegt.
    [0028] DieSpreizfeder 60 wird von einer Niederhalterfeder 62 umgeben,die zwischen dem Boden des Gehäuseteils 34 undeinem Anschlagteil 64 wirksam ist. Das Anschlagteil 64,das sowohl relativ zu dem Mundstückteil 50 wieauch zu dem Gehäuseteil 34 verschieblichist, liegt an einer Gewindehülse 66 an,die in das Gehäuseteil 34 eingeschraubtist und auf ihrer Innenseite die Lagerbuchse 58 trägt.
    [0029] BeideFedern 60, 62 sind als Schraubenfedern ausgebildet.Wie noch genauer erläutertwird, dient die Niederhalterfeder 62 zum Ausüben einerNiederhaltekraft auf die Werkstückeund ggf. zum Abstreifen der Werkstücke nach einem Durchsetzfügevorgang.Sie ist daher sehr viel stärkerausgebildet als die Spreizfeder 60, die lediglich dazudient, das Mundstückteil 50 imunbelasteten Zustand in seine Ausgangslage zu drücken. Die Niederhalterfeder 62 wirddurch das an der Gewindehülse 66 anliegendeAnschlagteil 64 mit einer Kraft vorgespannt, die im wesentlichender auf die WerkstückeauszuübendenNiederhaltekraft entspricht. Die Vorspannung der Niederhalterfeder 62 läßt sichhierbei durch Verstellen der Gewindehülse 66 einstellen.
    [0030] DasAnschlagteil 64 hat einen vorgegebenen axialen Abstandvon einer Anlagefläche 68 desMundstückteils 50,so dass die Kraft der Niederhalterfeder 62 erst nach einerentsprechenden Relativverschiebung zwischen dem Gehäuseteil 34 unddem Mundstückteil 50 aufdieses übertragenwerden kann, wie im folgenden noch genauer erläutert wird.
    [0031] Fernerist im Mundstückteil 50 eineZuführung 72 für Stanznietevorgesehen.
    [0032] Inden 3 und 4 ist die Matrize 12 inVergrößerung dargestellt.Diese besteht aus einem Grundkörper 74 unddrei radial nach außenbewegbaren Matrizensegmenten 76a, b, c, welche durch eineStahlfeder 78 in Position gehalten werden. Die einzelnenMatrizensegmente sind zusätzlich über einenMatrizenschutz unverlierbar am Matrizengrundkörper 74 befestigt,um ein Herausfallen der einzelnen Segmente zu verhindern. Im gezeigtenBeispiel sind drei Matrizensegmente 76a, b, c vorhanden,die jeweils 120° umspannen,die Matrize kann jedoch auch in zwei, vier oder mehr Segmente aufgeteiltsein. In der nicht aufgeweiteten Grundstellung umschließen dieMatrizensegmente 76a, b, c eine runde Matrizenausnehmung 80 miteinem Nenndurchmesser dNenn. Der Grundkörper 74 bildetgleichzeitig auch den flachen Boden der Matrizen ausnehmung 80.Die Matrize ist mittels eines Zapfens 82 am unteren Rahmenteil 2b zubefestigen.
    [0033] AlsStempel 8 wird beim gezeigten Werkzeug ein zum Durchsetzfügen geeigneterStempel verwendet, der die Form eines Zylinders mit einer ebenenStirnflächehat. Der Umfangsrand der Stirnflächeist abgerundet, um das Werkstückbeim Tiefziehen nicht zu schneiden. In der Regel hat der Stempel 8 einenetwas kleineren (z.B. um 5–15%kleineren) Durchmesser als der Nenndurchmesser der Matrize 12,z.B. wird bei einer Matrize mit einem Nenndurchmesser von 8 mm ein7,5 mm Stempel verwendet. Bei einem Nenndurchmesser der Matrizevon 6 mm eignet sich beispielsweise ein 5,3 mm Stempel. Mit diesenMaßenwird erreicht, dass sich beim Durchsetzfügen durch das radiale Aufweitender Matrizensegmente ein Hinterschnitt im Clinchpunkt bildet. Der Durchmesserdes so gebildeten Clinchpunktes ist ungefähr 1,4-mal so groß wie dNenn.
    [0034] Miteinem derartigen Stempel 8 und der in 3 und 4 dargestelltenMatrize 12 werden auch Stanzniete gesetzt. Ein Beispielfür einengeeigneten Stanzniet 84 ist in 5 dargestellt.Hierbei handelt es sich um einen Halbhohlniet mit Senkkopf, beiwelchem der Nietkopf so weit in das stempelseitige Werkstück eingesenktwird, bis der Nietkopf mit der Werkstückoberfläche fluchtet. Die Geometriedes Niets ist derart auf die Matrizen- und Stempelgeometrien abgestimmt,dass der beim Stanznieten erzeugte Schließkopf die Matrizenausnehmungausfüllt,ohne dass die Matrizensegmente radial aufgeweitet werden. Der Durchmesserdes Schließkopfesist dann also nicht größer alsder dNenn. Es hat sich gezeigt, dass dergezeigte Niet einen derartigen Schließkopf bildet, wenn der SchaftdurchmesserdSchaft in einem bestimmten Verhältnis vonungefähr1/2 bis 5/8 zum Nenndurchmesser dNenn derMatrize steht. Bei einem Niet mit anderer Geometrie, z.B. bei einem Flachkopfniet,kann ein anderer Schaftdurchmesser geeigneter sein.
    [0035] Fernersollte darauf geachtet werden, dass der Kopfdurchmesser dKopf des Stanzniets nicht wesentlich größer istals der Stempeldurchmesser, da sich sonst auf dem Nietkopf Abdrücke desStempels bilden. Gute Ergebnisse wur den beispielsweise mit den inder Tabelle dargestellten Maßenfür Stempel,Matrize und Niet erreicht.
    [0036] DieFunktionsweise des insoweit beschriebenen Werkzeuges ist wie folgt: ZumDurchführeneines Clinch- oder Stanznietvorganges liegen die zu fügenden Werkstücke (nichtgezeigt) auf der Matrize 12, während (nur beim Stanznieten)ein überdie Zuführung 72 inden Stempelkanal des Mundstücks 52 zugeführter Stanznietvor der Unterseite des Stempelteils 38 des Stempels 8 liegt.Bei einer Betätigungdes pneumatisch wirkenden Stellzylinders 4 überträgt dieserseine Antriebskraft auf den Kniehebelmechanismus 6, dereinerseits überden oberen Hebel 24 an der oberen Abstützstelle am Rahmen 2 abgestützt istund andererseits überden unteren Hebel 26 auf das Gehäuseteil 34 wirkt.Hierdurch werden der Stempel 8 zusammen mit dem gesamtenNiederhalter 10 überdie Linearführung 42 längs derHauptachse A nach unten bewegt, bis sich das Mundstückteil 50 andie Werkstückeanlegt. Das Mundstückteil 50 kannsich daher nicht weiter nach unten bewegen, so dass bei einer weiterenAusfahrbewegung des Stellzylinders 4 das Gehäuseteil 34 wieauch der Stempel 8 relativ zu dem Mundstückteil 50 verschobenwerden. Hierbei wird die Spreizfeder 60 entsprechend zusammengedrückt. DieVorspannung der Niederhalterfeder 62 wirkt in diesem Anschnittder Abwärtsbewegungje doch noch nicht auf das Mundstückteil 50,sondern wird von dem an der Gewindehülse 66 abgestützten Anschlagteil 64 aufgenommen.
    [0037] Kurzbevor beim Stanznieten der von dem Stempel 8 nach untenbewegte Stanzniet in die Werkstücke eingetriebenwird, bzw. beim Clinchen kurz bevor der Stempel 8 in dasoben liegende Werkstückeingesenkt wird, legt sich das Anschlagteil 64 an die Anlagefläche 68 an,so dass sich bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Gehäuseteils 34 dieGewindehülse 66 vondem Anschlagteil 64 löst.Das Mundstückteil 50 wirddann mit der gesamten Vorspannkraft der Niederhalterfeder 62 gegendie an der Matrize 12 abgestützten Werkstücke angedrückt. Beidem sich hieran anschließendenFügevorgangwerden das Gehäuseteil 34 undder Stempel weiter nach unten getrieben, bis der Stanzniet oderder Clinchpunkt gesetzt ist.
    [0038] BeimDurchsetzfügen(Clinchen) wird dabei zunächstder Stempel in die Werkstückeeingesenkt, wodurch der Fügebereichbegrenzt wird, und das Werkstoffmaterial tiefgezogen. Durch denweiteren Vorschub des Stempels 8 wird das durchgesetzteWerkstoffmaterial gestaucht und fließt radial nach außen, wobeidie Matrizensegmente 76 radial aufgeweitet werden. Um einebestimmte Restbodendicke des Clinchpunktes zu gewährleisten,arbeitet der Stellzylinder 30 wegbegrenzt, so dass derStempel 8 nur bis zu einer bestimmten, durch den Verstellmechanismus 30 vorhereingestellten Endposition vorgeschoben wird.
    [0039] DieRückstellungdes Werkzeuges erfolgt durch eine gegensinnige Beaufschlagung desStellzylinders 4. Hierbei nimmt der untere Hebel 26 desKniehebelmechanismus den Niederhalter 10 und den Stempel 8 in ihreobere Stellung mit, wobei die Spreizfeder 60 das Mundstückteil 50 inseine Ausgangslage relativ zu dem Gehäuseteil 34 und demStempel 8 drückt.
    [0040] Sollnach einem Clinchvorgang ein Stanzniet gesetzt werden, wird dieEndposition des Stempels 8 durch den Verstellmechanismus 30 soweitnach oben verstellt, bzw. der Stempelhub um soviel verkürzt, dass derStempel nur soweit vorgeschoben wird, bis der verwendetete Stanznietgesetzt ist. Im Fall eines Senkkopfniets wird der Stempel z.B. vorgeschoben,bis der Nietkopf mit der Oberflächedes stempelseitigen Werkstücks fluchtet.Bei einer Materialstärkevon 2,5 mm kann dies eine Verkürzungdes Stempelhubs gegenüberdem Stanznieten um ca. 2,7 mm bedeuten. Bei einem Flachkopfnietkäme hierzunoch die Nietkopfhöhehinzu.
    [0041] Fernerwird zum Stanznieten, wie oben beschrieben, über die Nietzuführung 72 einStanzniet zugefügt.Beim Fügevorgangstanzt das Stanznietelement das(die) obere(n) Werkstück(e) durchund formt das untere Werkstückplastisch zu einem Schließkopfum. Der Nietschaft wird dabei durch die Stauchung gegen den flachenMatrizenboden aufgespreizt. Nach Erreichen der durch den Verstellmechanismus 30 eingestellten Stempel-Endpositionerfolgt der Rückhubwie oben beschrieben.
    [0042] Mitdem beschriebenen Fügewerkzeuggelang es, aus Stahl und Aluminiumlegierungen Bleche von einer Gesamtmaterialstärke vonz.B. 2,5 mm sowohl mittels Durchsetzfügen als auch mittels Stanznietenzu verbinden.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Kombiniertes Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeug zum mechanischenFügen mindestenszweier Werkstückewahlweise mittels Durchsetzfügenoder Stanznieten, mit einem Rahmen (2), einermehrteiligen Matrize (12) zum Abstützen der Werkstücke während desFügevorgangs,welche einen Grundkörper(74) mit einem flachen Matrizenboden und mehrere radialnach außenbewegbare Matrizensegmente (76a, 76b, 76c)aufweist, die eine runde Matrizenausnehmung (80) bilden, einemStempel (8) zum Durchführendes Fügevorgangs, einemAntrieb (4, 6) zum Betätigen des Stempels, einemNiederhalter (10) zum Andrücken der Werkstücke an dieMatrize währenddes Fügevorgangsmit einem Stempelkanal, in dem der Stempel (8) längsverschiebbarist, einer Stanznietzuführung(72) zum Zuführenvon Stanznieten (84) einer bestimmten Geometrie in denStempelkanal, und einer Stempelhubverstelleinrichtung (30, 32),durch die der Stempelhub wahlweise zwischen einem Stempelhub für das Durchsetzfügen undeinem Stempelhub fürdas Stanznieten verstellbar ist.
    [2] Werkzeug nach Anspruch 1, bei welchem der Nenndurchmesser(dNenn) der Matrizenausnehmung (80) aufden Durchmesser des Stempels (8) so abgestimmt ist, dassdie Matrizenausnehmung (80) das verdrängte Werkstückmaterial beim Durchsetzfügen durchradiales Aufweiten aufnimmt, und auf die Geometrie der Stanzniete(84) so abgestimmt ist, dass die Matrizenausnehmung (80)das verdrängteWerkstückmaterialbeim Stanznieten im wesentlichen ohne radiales Aufweiten aufnimmt.
    [3] Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem derNenndurchmesser (dNenn) der Matrizenausnehmung (80)auf den Schaftdurchmesser (dSchaft) der Stanzniete(84) so abgestimmt ist, dass die Matrizenausnehmung (80)das verdrängteWerkstückmaterialbeim Stanznieten im wesentlichen ohne radiales Aufweiten aufnimmt.
    [4] Werkzeug nach Anspruch 3, bei welchem der Nenndurchmesser(dNenn) der Matrizenausnehmung (80) etwa6 mm und der Schaftdurchmesser der Stanzniete (84) etwa3 mm beträgt.
    [5] Werkzeug nach Anspruch 3, bei welchem der Nenndurchmesser(dNenn) der Matrizenausnehmung (80) etwa8 mm und der Schaftdurchmesser der Stanzniete (84) etwa5 mm beträgt.
    [6] Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beiwelchem die Mitten der Matrize (12), des Stempels (8)und des Niederhalters (10) auf einer gemeinsamen Hauptachse(A) liegen und der Antrieb (4, 6) aus einem querzur Hauptachse (A) verlaufenden Stellzylinder (4) und einemzwischen dem Stellzylinder und dem Stempel wirksamen Kraftübertragungsmechanismus(6) besteht.
    [7] Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beiwelchem der Kraftübertragungsmechanismusan einem oberen Rahmenteil (2a), in das der Stempel (8)und der Niederhalter (10) integriert sind, an einer oberenAbstützstelleabgestütztist.
    [8] Werkzeug nach Anspruch 7, bei welchem der Stempelhubdurch Verstellen der Abstützstellein Richtung der Hauptachse verstellbar ist.
    [9] Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beiwelchem der Stempel (8) die Form eines Zylinders mit einerebenen Stirnflächehat, die einen abgerundeten Umfangsrand aufweist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004015568B4|2017-09-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-10-27| OM8| Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law|
    2011-06-16| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110325 |
    2011-06-16| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2014-02-17| R016| Response to examination communication|
    2017-05-18| R016| Response to examination communication|
    2017-05-24| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2018-06-15| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004015568.2A|DE102004015568B4|2004-03-30|2004-03-30|Kombiniertes Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeug|DE102004015568.2A| DE102004015568B4|2004-03-30|2004-03-30|Kombiniertes Durchsetzfüge-Stanznietwerkzeug|
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