專利名稱：用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分別根據(jù)權(quán)利要求1和7的前序部分所述的用于嵌接構(gòu)件 的i殳備和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知很多種用于嵌接特別是金屬板的設(shè)備和方法。也可使 用"壓接"來代替術(shù)語"嵌接(clinching,釘緊)"。
很多實施例中提供包括空腔并與沖壓裝置配合的模子，通過該沖壓裝 置，例如待連接的兩個金屬板件的材料在嵌接位置處移置到空腔中。
對待加工的結(jié)構(gòu)單元的 一般要求為，嵌接位置占據(jù)盡可能少的空間。 然而，這種要求必須與可由嵌接連接提供的力和力矩相一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，以簡單的形式提供一種占據(jù)很小的表面面積并具 有較高的承載能力的嵌接連接。
所述目的由權(quán)利要求l、 2的特征部分來實現(xiàn)。 從屬權(quán)利要求公開本發(fā)明的有優(yōu)勢的、有利的改進型。 首先，本發(fā)明提出一種用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備，該設(shè)備包括模子單元以 及沖壓裝置。本發(fā)明的基本方面在于，模子單元包括多個相交的空腔，并 且各空腔匹配有一沖壓元件。優(yōu)選地，在模子單元中設(shè)置分別與沖壓元件 相互作用的兩個空腔。這種設(shè)置可提供嵌接結(jié)構(gòu)，該嵌接結(jié)構(gòu)由于是非環(huán) 形的，特別是非圓形的形狀，所以特別是對于嵌接連接的轉(zhuǎn)動具有高阻力。 另外，兩個相交的圓形嵌接區(qū)域可以，例如形成一種具有比"棒狀切割部位(bar cutting point)"高的靜力和動力強度的結(jié)構(gòu)。
這種類型的實施例可使用在空腔上具有實心模壁的模子單元，以及包 括可移動空腔部件的模子單元。也可想到(二者)組合的形式。
然而，原則上模子單元也可以設(shè)置成固定模子的形式，該固定模子包 括彼此相鄰的多個空腔，各空腔都與沖壓元件相互作用。本發(fā)明的優(yōu)點也 可這樣實現(xiàn)固定模子中的空腔不相交而是設(shè)計成彼此相鄰，特別是彼此 緊密接近。例如，間隔的范圍是空腔平均長度的10%到20%。然而，沖壓 元件應(yīng)當與各空腔相匹配，因而允許產(chǎn)生例如彼此接近的并且例如與單個 棒狀部位(bar point)相比靜力和動力強度提高的兩個嵌接位置或嵌接部 位。
本發(fā)明的另一特別優(yōu)選的實施例中，空腔相對于沖壓元件^1計成，對 于待通過嵌接而結(jié)合在一起的構(gòu)件的限定的材料厚度和材料種類，在連接 過程中不會或基本不會出現(xiàn)切割部件。對于環(huán)形、特別是圓形的空腔的情 況，這可以通過相對于柱狀沖壓件的簡單匹配來實現(xiàn)。在嵌接連接中避免 切割部件允許實現(xiàn)較高的靜力和動力強度。
另外，優(yōu)選空腔包括插入件。該插入件可由特別耐用的材料構(gòu)成，從 而整體上提高模子的使用壽命。在空腔相交的情況下，也可為空腔設(shè)置一 共用的插入件。該插入件可僅限定空腔的底面和/或壁部。
原則上，從上方觀察，各空腔可在較大的或較小的程度上相交。在極 端情況下，例如，兩個環(huán)形空腔正好接觸，因此在各空腔之間的較小的接 觸區(qū)仍不包括壁。
原則上，可設(shè)想到，在空腔相交的情況下，通向空腔底面的壁并不是 完全消失在相交的區(qū)域中，而是構(gòu)造成在從空腔底面起的部分高度上。
如果存在多于兩個空腔，相交的區(qū)域可形成不同的形狀。例如， 一個 相交位置不具有下至空腔底面的壁部，同時例如另一相交位置具有部分壁 部。
在包括模子單元以及沖壓裝置的用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備中，本發(fā)明的另 一基本方面在于，模子單元包括從上方觀察為細長形的空腔，所述空腔中至少 一個壁窄側(cè)是可動的。這種措施還提供了對在待連接的構(gòu)件平面中的 轉(zhuǎn)動運動阻力較大的嵌接位置。優(yōu)選地，兩窄側(cè)壁都可移動。由于這種可 移動性，嵌接連接的過渡更柔和，所以限定更少的"預(yù)定斷裂部位"。這 導(dǎo)致形成與"棒狀切割部位，，相比強度性能提高的結(jié)構(gòu)。例如，長側(cè)與窄
側(cè)之比至少為4: 3,優(yōu)選為4: 2。
如果空腔與沖壓裝置進一步匹配成，對于待通過嵌接而結(jié)合在一起的 構(gòu)件的限定的材料厚度和材料種類，在連接過程中基本不會出現(xiàn)切割部件， 則嵌接連接的強度性能可進一 步優(yōu)化。
所有提出的模子實施例都考慮到幾何限制，例如構(gòu)件的小凸緣寬度， 或待制造的嵌接結(jié)構(gòu)區(qū)域的可接近性問題，并確保高的承載性，特別是防 止嵌接連接轉(zhuǎn)動。
這是通過根據(jù)本發(fā)明的用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備來實現(xiàn)的，這是因為，與 已知的用于嵌接的其它設(shè)備相比，所有實施例都在形狀上或承載方向上更 不對稱。除此之外，所提出的用于嵌接的設(shè)備保留已知嵌接設(shè)備一一例如， 那些包括固定模子或可動模子的嵌接設(shè)備或其它包括具有插入件的模子的 嵌接設(shè)備的所有優(yōu)點。
在一種利用模子單元和沖壓裝置嵌接金屬板件的方法中，其基本方面 在于，多個嵌接部位設(shè)置成彼此相鄰，使得所述嵌接部位相交。


在附圖中示出了本發(fā)明的多個示例性實施例，所述實施例將在下文中 詳細說明并指出其它優(yōu)點和細節(jié)。 附圖中
圖1示出帶有相匹配的沖壓裝置的模子單元的透視圖； 圖2示出圖1的帶有沖壓裝置的模子單元的部分剖開的側(cè)視圖； 圖3示出包括沖壓裝置和模子單元的嵌接設(shè)備的另一實施例的部分剖 開的側(cè)視圖4是對模子單元的俯視圖；圖5和6分別是模子單元的兩不同實施例的俯視圖；和 圖7是根據(jù)圖5和6的模子單元的側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1中示出包括模子單元2以及沖壓裝置3的嵌接設(shè)備1。 模子單元2包括模子體部4，在該模子體部4的上端面4a中形成有兩 個空腔5、 6。
在示例性實施例中，從上方觀察，空腔5、 6是圓形的并具有相交區(qū)域7。
在相交區(qū)域7中，由于不存在壁部，所以空腔5、 6相連。在嵌接過程 中，空腔5、 6與兩個略有錐度的沖壓元件8、 9相互作用，該沖壓元件具 有圓形的橫截面并設(shè)置在沖壓裝置3的沖壓體部11的相對的端面10上。
對于嵌接過程，例如，將待連接的一對金屬板安放在模子體部4的端 面4a上。然后，降低沖壓裝置3，金屬板件被沖壓元件8、 9移到空腔5、 6中并在此過程中相結(jié)合。
未示出用于支持模子單元2或移動沖壓裝置3的部件。從上方觀察， 相交的空腔5、 6在本示例實施例中例如是圓形的，形成較小的"嵌接區(qū)域，，， 而該區(qū)域提供特別高的保護以防止金屬板在該金屬板的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。另外， 互連的"嵌接部位"相對于其它靜或動載荷也較穩(wěn)定可靠。
在實心模子體部4中(見圖2)形成深度為t的空腔5、 6。也可想到 使空腔具有不同的深度。相對而言沖壓元件8、 9長得多?？涨?、 6的形 狀相對于沖壓元件8、 9的匹配取決于待加工的金屬板件。在這方面板件的 厚度以及金屬板材料是決定因素。
圖3示出嵌接設(shè)備12，該嵌接設(shè)備12與嵌接設(shè)備1的不同之處在于 在相交的空腔13、 14中設(shè)置有限定空腔13、 14的底面的插入件15、 16。 所述插入件可由較耐用的材料構(gòu)成，因此插入件增加嵌接設(shè)備12的模子單 元17的使用壽命。嵌接設(shè)備12的沖壓裝置與根據(jù)圖1和2的示例性實施 例沒有不同。圖4是包括空腔13、 14的模子單元17的俯視圖，該空腔13、 14包括 具有環(huán)形通路18的插入件15、 16。
圖5和7示出從上方觀察具有矩形空腔20的模子單元19。空腔20的 細長壁區(qū)域21、 22被固定，而窄側(cè)元件23、 24可移動。換句話說，在嵌 接過程中，窄側(cè)元件23、 24可沿遠離空腔20的方向上向外運動。在該過 程中，窄側(cè)的導(dǎo)向部件25在凹槽26中被引導(dǎo)。另外，窄側(cè)元件23、 24 的在兩側(cè)凸出的部件停靠在臺肩27、 28上。導(dǎo)向部件25彈性安裝在凹槽 26的區(qū)域29中，所以窄側(cè)元件23、 24在移除構(gòu)件后返回到圖5所示的初 始位置。
為此，在上界面23a、 24a上進行嵌接過程期間，在由材料移置過程造 成的運動中，各窄側(cè)元件23、 24可繞區(qū)域29進行一種擺動運動。
在嵌接過程期間，下部構(gòu)件靠在各窄側(cè)元件23、 24的端面23a、 23b 上以及^t子單元19的基體元件32的由基體元件32中的各凹口 33、 34形 成的條狀表面30、 31上。
根據(jù)圖6的實施例與根據(jù)圖5的實施例的不同之處僅在于，空腔33 不是具有圖5所示的精確的矩形拱起的壁區(qū)域，而是具有伸到條狀表面元 件30、 31內(nèi)的突出部34、 35。這允許在嵌接過程中的過渡更柔和，并有 利于連接強度。很多其它的細長空腔形狀也是可能的。附圖標記
1嵌接設(shè)備20空腔
2模子單元21細長壁區(qū)域
3沖壓裝置22細長壁區(qū)域
4模子體部23窄側(cè)元件
"端面23a界面
5空腔23b端面
6空腔24窄側(cè)元件
7相交區(qū)域24a界面
8沖壓元件24b端面
9沖壓元件25導(dǎo)向部件
10端面26凹槽
11沖壓體部27臺肩
12嵌接設(shè)備28臺肩
13空腔29區(qū)域
14空腔30條狀表面
15插入件31條狀表面
16插入件32基體元件
17模子單元33空腔
18環(huán)形通路34突出部
19模子單元35突出部
權(quán)利要求
1. 一種用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備(1, 12),該設(shè)備包括模子單元(2， 17)以及沖壓裝置(3)，其特征在于，模子單元(2, 17)包括多個相交 的空腔(5， 6， 13， 14)，各空腔(5， 6， 13， 14)匹配有單個沖壓元件(8， 9)。
2. —種用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備(1， 12),特別是根據(jù)權(quán)利要求1所 述的設(shè)備，該設(shè)備包括模子單元(2， 17)以及沖壓裝置(3)，其特征在 于，模子單元(2， 17)設(shè)計成包括多個空腔(5， 6, 13, 14)的固定模子， 所述空腔(5, 6， 13， 14)彼此相鄰并具有實心壁，各空腔(5, 6， 13, 14)匹配有沖壓元件(8, 9)。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述空腔 (5， 6， 13， 14)相對于沖壓元件(8, 9)這樣設(shè)計，使得對于待通過嵌接而結(jié)合在一起的構(gòu)件的限定的材料厚度和材料種類，在連接過程中基本 不會出現(xiàn)切割部件。
4. 才艮據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述模子 單元(2, 17)包括兩個空腔(5, 6， 13， 14)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個 空腔(13, 14)具有插入件。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述空腔 (5， 6, 13， 14)形成點狀區(qū)域。
7. —種用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備，特別是根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所 述的設(shè)備，該設(shè)備包括模子單元(2, 17, 19, 20)以及沖壓裝置，其特征 在于，模子單元包括從上方觀察為細長形、特別是溝狀的空腔(20， 33)， 在所述空腔中至少一個壁窄側(cè)(23a, 24a)是可移動的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，空腔(20， 33)和沖 壓裝置相匹配成這樣，使得對于待通過嵌接而結(jié)合在一起的構(gòu)件的限定的 材料厚度和材料種類，在連接過程中基本不會出現(xiàn)切割部件。
9 一種利用模子單元(2, 17) 乙基沖壓裝置(3)嵌接構(gòu)件的方法' 其特征在于，多個嵌接部位設(shè)置成彼此相鄰，使得所述嵌接部位相交。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備和方法。用于嵌接構(gòu)件的設(shè)備(1)包括模子單元(2)和沖壓裝置(3)，所述模子單元(2)包括多個相交的空腔(5，6)，每個空腔(5，6)配有單個沖壓元件(8，9)。此外，用于嵌接構(gòu)件的方法利用模子單元(2)和沖壓裝置(3)，多個嵌接部位設(shè)置成彼此相鄰，使得所述嵌接部位相交。
文檔編號B21D37/10GK101310891SQ200810109060
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者G·博舍爾, J·哈勒爾, K·于貝勒 申請人:托克斯印刷技術(shù)有限及兩合公司