穿孔沖頭、刺穿工件的方法、制作穿孔沖頭的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及穿孔沖頭、刺穿工件的方法、制作穿孔沖頭的方法。所述穿孔沖頭包括鈑金零件和固定于其的用以執(zhí)行穿孔功能并設(shè)有螺紋圓柱體或者可以設(shè)有螺紋圓柱體的刺穿體,例如,通過將螺紋銷壓入所述穿孔沖頭的中心布置的通道,所述穿孔沖頭也能夠形成為一整塊作為具有類似鈑金零件的凸緣的刺穿體。
【專利說明】穿孔沖頭、刺穿工件的方法、制作穿孔沖頭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及穿孔沖頭、刺穿呈現(xiàn)為泡沫材料和/或夾層材料的工件、以及制作穿孔沖頭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]US-B-7, 160,047描述了一種新型材料,其包括由脆性或彈性組件限定的復(fù)合材料,當(dāng)然還有其它東西,其中脆性或彈性組件由具有中空空間或孔隙例如塑料、木材、泡沫、填充油中空體或塑料或其他相對軟的材料的金屬組成,其可選地表現(xiàn)為夾層結(jié)構(gòu),例如以單層或多層結(jié)構(gòu)的形式存在,該多層結(jié)構(gòu)具有例如兩個金屬板或塑料層及上述提到的物質(zhì)或材料作為夾芯。
[0003]本發(fā)明同樣涉及對這種包含在當(dāng)時不能獲得的較新材料的工件的處理。為了更清楚地說明這種類型的材料,可以列舉出下面的實施例,但這些實施例不應(yīng)看作是限制性的:
a)泡沫材料,其包括金屬,例如鋼、鋁、鎂或鈦或這些或其它金屬的合金,且該泡沫材料通過發(fā)泡過程產(chǎn)生,并可選地設(shè)置有封閉或多孔的相同材料的外殼。
[0004]b)泡沫材料,其包括金屬,例如鋼、鋁、鎂或鈦或這些或其它金屬的合金,且該泡沫材料由粉末材料與在燒結(jié)期間揮發(fā)的孔隙形成物質(zhì)燒結(jié)而成,并且,如果需要,泡沫材料這里也設(shè)置有封閉或多孔的相同材料的外殼。
[0005]c)根據(jù)上面a)或b)的泡沫材料,但用另一種材料或不同材料的覆蓋層,以便實現(xiàn)夾層結(jié)構(gòu)。
[0006]d)塑料泡沫材料,可選地具有纖維增強(qiáng)固性和/或具有相同塑料或另外的塑料的上層或下層,該層與夾芯區(qū)域相比具有更小的孔或完全無孔。
[0007]e)具有根據(jù)上面d)的夾芯的夾層材料,其通過貼合或粘附或其它方式附著于具有相同或不同成分的材料的覆蓋層。
[0008]f)具有相同或不同成分的金屬板材料的覆蓋層的夾層材料,其設(shè)有貼合于另一種材料例如木材、紙板、卡片或其它材料的夾芯,可選地為蜂窩狀。
[0009]g)具有相同或不同成分的塑料材料的覆蓋層的夾層材料,可選地具有纖維增強(qiáng)固性,并具有貼合于另一種材料例如木材、紙板、卡片或其它材料的夾芯,可選地為蜂窩狀。
[0010]h)夾層材料,其包括塑料,例如ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。這種夾層材料可以設(shè)有固體ABS的覆蓋層和發(fā)泡的ABS夾芯,可選地具有彩色外層,同樣為ABS制造,且材料要么制造為多層然后多層彼此貼合要么一開始就形成為一整塊。各個層也可以由不同塑料組成,可選地為纖維或纖維增強(qiáng),而不是由一種材料來制造這種夾層板。這種材料的板可以通過拉深牽引到成形的汽車零部件,如發(fā)動機(jī)罩、后車門等。
[0011]ABS是一種合成的三元共聚物,由三種不同的單體丙烯腈、1,3-丁二烯和苯乙烯組成,屬于無定形熱塑性塑料。數(shù)量比從而可以不同于(vary from) 15_35%丙烯腈、5_30%丁二烯和40-60%苯乙烯。
[0012]通過舉例的方式,PLA、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、TPO、TPR/TPE可看作是另外的塑料。
[0013]從德國22145 Braak的ASP-塑料有限公司以及美國密蘇里州克萊頓市的普立萬(設(shè)計結(jié)構(gòu)和解決方案)公司可以獲得這種材料,且這種材料在指定的Royalex下出售。
[0014]i)大量的ABS或類似的塑料的面板,類似的塑料為比如PLA、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、TPO、TPR/TPE且無泡沫夾芯,面板具有和不具有纖維、玻璃纖維或纖維增強(qiáng)材料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]本發(fā)明的一個重要目的是,提供一種穿孔沖頭、一種使用穿孔沖頭的方法、以及一種制造穿孔沖頭的方法,該穿孔沖頭可以在工業(yè)規(guī)模上合理地制造和使用,以便提供具有孔的上述提到類型的工件,并提供附著于這些孔的區(qū)域中的緊固件元件。
[0016]為了滿足這個目的,根據(jù)本發(fā)明提供一種用于刺穿工件的穿孔沖頭,所述穿孔沖頭包括鈑金零件和附著于鈑金零件的刺穿體,所述刺穿體用于實現(xiàn)穿孔功能并設(shè)置有或可以設(shè)置有螺紋圓柱體。
[0017]采用這一設(shè)計出現(xiàn)了全新的方法。通過將實際的刺穿體附接到鈑金零件,可以提供極為合適的價格的只使用一次的穿孔沖頭,其可以很容易地通過鈑金零件處理,其中,鈑金零件為穿孔沖頭在工件上形成了接觸面的鈑金零件限制了刺穿體可以移動進(jìn)入工件的深度。
[0018]通過提供具有螺紋圓柱體的刺穿體,在對工件穿孔之后,可以直接采用第二功能,即緊固件元件的功能。因此,鈑金零件和緊密的刺穿體為對穿孔沖頭提供大的接觸區(qū)域提供了可能,此時穿孔沖頭充當(dāng)緊固件元件,由此,在操作中產(chǎn)生的負(fù)荷不會導(dǎo)致不希望的高表面壓力。
[0019]附著于或即將附著于以鈑金零件形式存在的輔助接合部分的緊固件元件,其使用被認(rèn)為是公知的,從上述提及的US-B-7,160, 047可以得知類似的加工材料,但該專利中要另外制造容納緊固件元件的夾芯,并且其中描述和示出的包括緊固件元件和鈑金零件的組件總成不適合作為穿孔沖頭來使用,特別是因為緊固件至輔助接合部分的附接和兩個鈑金零件在預(yù)制成孔的附接同時發(fā)生。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個特定變形,穿孔沖頭優(yōu)先使用在具有多個相同的穿孔沖頭的帶條總成中。
[0021]這種類型的結(jié)構(gòu)使得有可能在工業(yè)規(guī)模上能夠使用穿孔沖頭,因為帶條總成非常適合于自動供給到刺穿頭,從而對于刺穿頭的每個沖程,帶條總成通過一個穿孔沖頭間距被進(jìn)一步傳送。即,帶條總成的金屬帶材起到穿孔沖頭的承載架和襯墊的作用,并僅僅在刺穿頭中切斷。
[0022]在此方面,帶條總成可以呈現(xiàn)為直線或以線圈的形式存在。
[0023]直線型設(shè)計,即當(dāng)待處理的工件的個數(shù)限制時,以條帶形式存在的實施例可以是有利的。以線圈形式存在的帶條總成的使用的優(yōu)點在于,較大數(shù)量的穿孔沖頭可以以節(jié)省空間的方式容納,并可用于大規(guī)模生產(chǎn)過程中。
[0024]對于穿孔沖頭,根據(jù)本發(fā)明,刺穿體可以通過按壓、膠粘劑粘接、釬焊、銅焊或焊接來連接到鈑金零件。這種方法使得有可能以合理方式設(shè)計出根據(jù)本發(fā)明的穿孔沖頭的制造,因為它們一般可以由合適的圓柱體刺穿體和條狀金屬片制造出,且該條狀金屬片充當(dāng)刺穿體的傳送設(shè)備,并隨后被劃分成由鈑金零件和刺穿體組成的獨立的穿孔沖頭。
[0025]刺穿體優(yōu)選地以抗轉(zhuǎn)動的緊固方式固定于鈑金零件。以這種方式,鈑金零件的成形區(qū)域可以被用于以抗轉(zhuǎn)動的緊固方式將穿孔沖頭附接于工件。這是有利的,此時穿孔沖頭的螺紋圓柱體隨后用于將另一元件附接到工件,其或者使用旋入陰性螺紋圓柱體的螺栓,或者使用旋到設(shè)置在刺穿體上的陽性螺紋的螺母來實現(xiàn)附接。
[0026]鈑金零件和/或刺穿體可以設(shè)有用于提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性(providing securityagainst rotat1n)的裝置。
[0027]為此,可以有多個可能性。用于提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的裝置可以由鈑金零件的形狀特征形成,例如鈑金零件的向下彎曲的拐角、鈑金零件的形狀或輪廓、鈑金零件的側(cè)邊的成形和/或鈑金零件的突起特征、凹進(jìn)或孔。
[0028]用于提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的裝置還可以由刺穿體的形狀特征形成,例如位于刺穿體的包絡(luò)面上的縱向肋狀物或者刺穿體的開槽的或肋狀的或多邊形的或非圓形的外形。這種形狀也能夠直截了當(dāng)?shù)嘏c具有簡單恰當(dāng)?shù)膱A柱孔的穿孔模具一起使用,因為刺穿體一般選擇為鈑金零件,且其長度顯著小于工件的厚度,因此不存在因只使用一次的刺穿體的形狀而導(dǎo)致?lián)p壞可多次使用的??鄣奈kU。
[0029]作為替代上面指出的可能性,用于提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的裝置也可以通過膠粘劑來形成。緊固件元件領(lǐng)域公知有合適的膠粘劑,其通常包括在施加壓力下首先硬化的材料。膠粘劑的成分可以容納于小的膠囊內(nèi),并可以首先混合然后在施加壓力時進(jìn)行反應(yīng)。
[0030]這是特別有利的,此時,刺穿體由緊固件元件形成,該緊固件元件要么設(shè)有內(nèi)螺紋或設(shè)有具有內(nèi)螺紋的從刺穿體的遠(yuǎn)離鈑金零件的方向伸出的軸部分,要么緊固件本身用于實現(xiàn)穿孔功能。
[0031]這種緊固件元件非常適用于通過管狀鉚釘部或者通過恰當(dāng)?shù)牡浊?undercut)采用鉚接和/或壓入來固定到鈑金零件,即它們可以呈現(xiàn)為鉚釘元件或者為穿孔和鉚接元件或者為壓入元件。
[0032]此外,所謂的焊接元件可以用作刺穿體,即螺母狀或螺栓狀元件,其設(shè)置有能使它們焊接到鈑金零件或金屬帶材的焊接點。
[0033]本發(fā)明還包括了一種將緊固件元件附接到工件的方法,其中工件至少部分由泡沫材料例如塑料、鋁、鎂或鋼形成,并可選地呈現(xiàn)為具有一種或多種另外的組件或材料的組合物,和/或工件由所有這些類型和最多樣化的組合物的夾層材料形成,例如,諸如那些具有泡沫材料比如硬紙板、卡片或木材的夾芯,其中,穿孔沖頭包括鈑金零件和固定于其的刺穿體,穿孔沖頭由刺穿體驅(qū)動到與工件的第一側(cè)部相對的前面,此時工件支承于其與穿孔模具相對放置的一側(cè),穿孔模具的孔選擇為適配刺穿體的橫截面形狀,由此可以切除工件的沖壓塊的材料,鈑金零件可以被帶入與所述第一側(cè)部接觸,并可選地被壓入后者,以便得到設(shè)置在鈑金零件上或刺穿體與工件接合處上的提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的特征。
[0034]在該方法中,穿孔沖頭只使用一次,以便刺穿通過工件的孔,并保留在工件中充當(dāng)緊固件元件。
[0035]如果帶條總成中多個穿孔沖頭供應(yīng)到刺穿頭,上述的方法也可以以有利的方式自動進(jìn)行,該刺穿頭按沖程操作,并且對于每個沖程,刺穿頭將一個穿孔沖頭從帶條總成分離出來并用其對工件進(jìn)行穿孔。
[0036]如果帶條總成包括金屬帶材和多個附著于其的刺穿體,金屬帶材可以在刺穿頭中劃分為獨立的金屬片節(jié)段,每個節(jié)段固定到刺穿體。
[0037]該方法還可以進(jìn)一步擴(kuò)展,以使刺穿頭同時作用于從帶條總成分離穿孔沖頭,用以對鈑金零件進(jìn)行成形,例如,生成形成為抗轉(zhuǎn)動的緊固性的形狀特征。
[0038]本發(fā)明的方法優(yōu)選地在壓力機(jī)中執(zhí)行。
[0039]這種類型的方法適用于組件的大量生產(chǎn)。但是,這種刺穿頭的使用不限于在壓力機(jī)中使用??商娲涞氖?,刺穿頭可以通過機(jī)械手執(zhí)行或驅(qū)動,機(jī)械手在朝向??鄣姆较蛏弦苿哟檀╊^,反之亦然。也可以使用力致動鉗。
[0040]壓力機(jī)也可以配備有累進(jìn)工具,對于壓力機(jī)的每個沖程,累進(jìn)工具在不同階段執(zhí)行多個操作,且刺穿頭使用于每個階段或累進(jìn)工具的多個階段中。
[0041]該方法也可以這樣進(jìn)一步擴(kuò)展,S卩,在刺穿頭的同一沖程中除去沖壓塊,或者借助于另外的柱塞在刺穿頭的第二個沖程中除去沖壓塊,該另外的柱塞移動通過穿孔沖頭的孔即鈑金零件和刺穿體的孔。
[0042]本發(fā)明也包括一種用于制造包括多個相同的穿孔沖頭的帶條總成的方法,其中金屬板的條帶從承載架抽出并提供給用于以固定間隔沿金屬帶材的縱軸將刺穿體固定到后者的工具。
[0043]當(dāng)具有多個穿孔沖頭的金屬帶材切割成段或卷成線圈時,該方法可以特別地有利地執(zhí)行。
[0044]具有多個刺穿體的金屬帶材的制造過程可以在按沖程運(yùn)行的累進(jìn)工具中實現(xiàn),其對每個沖程執(zhí)行多個操作。
[0045]這個過程也使得可能在金屬帶材上執(zhí)行形狀賦予加工(shape-giving work),例如在金屬帶材中沖壓出孔以用于在工件中起到抗轉(zhuǎn)動的緊固性的作用,和/或在金屬帶材中制造的狹縫和/或槽,然后將其用作于刺穿頭后面的傳送或用作為刺穿頭后面的劃分。此外,這可以是有利的,以確保通過金屬帶材的成形來改進(jìn)卷起行為。例如,U型桿或褶可以產(chǎn)生于彼此可以分離的鈑金零件之間以確保穩(wěn)定的線圈。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]本發(fā)明以下將參照實施方式和附圖進(jìn)行更詳細(xì)地解釋,其中:
圖1是用于制造根據(jù)本發(fā)明的穿孔沖頭的帶條總成的壓力機(jī)的透視示意圖;
圖2是圖1中制造的帶條總成以及根據(jù)本發(fā)明的已經(jīng)從帶條總成分離出的穿孔沖頭的透視示意圖;
圖3A-3E是根據(jù)本發(fā)明的穿孔沖頭,包括從下方看的透視圖(圖3A),從上方看的透視圖(圖3B),在下面的平面視圖(圖3C),根據(jù)圖3B中的箭頭3D的局部剖視圖(圖3D),以及根據(jù)圖3C的剖面線的局部剖視圖(圖3E),和
圖4A-4C是根據(jù)本發(fā)明的穿孔沖頭的三個使用階段。
【具體實施方式】
[0047]參照圖1,對于包含多個相同穿孔沖頭18的帶條總成20的制造,示出了從承載架10抽出的金屬帶材12如何使用于壓力機(jī)16的工具14中,此處圖示為四柱式壓力機(jī)。為此目的,圖2首先示出了多個刺穿體22,其供給到工具14,并沿金屬帶材12的縱軸A按固定間隔固定于后者。這可以通過使用工具14中相應(yīng)的型頭(未示出)發(fā)生。
[0048]壓力機(jī)16或包含于其中的工具14可以如此設(shè)計使得,對于壓力機(jī)的每個沖程,多個刺穿體22固定在金屬帶材12,然后金屬帶材12作為一個整體通過工具14的有效寬度被進(jìn)一步輸送??商鎿Q地,累進(jìn)工具可以用于此目的(如這里所示),這不僅是為了壓力機(jī)16的每個沖程將一個或多個刺穿體22附著到金屬帶材12,而且其本身也在金屬帶材12上進(jìn)行一定的操作。該操作可包括預(yù)刺穿和/或金屬帶材12在刺穿孔周圍的圓錐形變形,這是例如根據(jù)所謂的夾緊孔鉚接過程的用于刺穿體附著的情況。
[0049]換句話說,工具14可以是按沖程運(yùn)行的對每個沖程執(zhí)行多個操作的累進(jìn)工具。每個沖程之間的金屬帶材12的輸送長度對應(yīng)于獨立的穿孔沖頭18的間距的整數(shù)倍,且該數(shù)量取決于累進(jìn)工具的設(shè)計。
[0050]在壓力機(jī)之后或者在壓力機(jī)中,采用圖1的設(shè)備以這種方式制造的具有多個穿孔沖頭18的金屬帶材12隨后可以切分成段,或者如圖1所示,其可以卷成線圈24。
[0051]圖1的壓力機(jī)16為可能將刺穿體22附接到金屬帶材12的一個簡單的例子。如果刺穿體以焊接元件的方式呈現(xiàn),那么它們可以分別地焊接在金屬帶材上或者在適當(dāng)?shù)脑O(shè)備中為多重排列(multiple arrangement)。
[0052]在使用穿孔沖頭18的帶條總成20時,帶條總成20供給到刺穿頭(未示出),而不論該帶條總成是否呈現(xiàn)為獨立的節(jié)段或者是以線圈的方式存在。對于刺穿頭的每個工作沖程,刺穿頭將一個穿孔沖頭18從帶條總成分離出來,如圖2左手側(cè)的示意性示出。從圖2可以看出,獨立的穿孔沖頭18僅通過中心布置的連接部26固定在帶條總成20中,且連接部26的兩側(cè)通過金屬帶材12的大約U字形的切口 28從金屬帶材12的縱向側(cè)邊30、32定界,且此實施例中還設(shè)置有凹口 34。此外,可以看到,穿孔沖頭18的拐角36向下彎曲以便形成爪狀物38,其接合到工件40的材料以便產(chǎn)生高質(zhì)量的抗轉(zhuǎn)動的緊固性。
[0053]同樣可以從圖2看出,鈑金零件44具有朝向螺母體23方向彎曲的拐角36。這些拐角36用于起到抗轉(zhuǎn)動的緊固性作用。通過鈑金零件上的大接觸區(qū)域也確保了將大的力傳送到相對弱的泡沫材料。
[0054]參考圖3A-3E,可以在與鈑金零件的鉚接形態(tài)中看到以RSN元件存在的刺穿體。RSN元件具有在平面視圖中為圓形且在自由端面56上有小的半徑54的圓柱體部分23,該半徑54應(yīng)盡可能小以便提高自由端面56的穿孔特性。在遠(yuǎn)離自由端面的一側(cè),RSN元件具有鉚接部52,其在起始狀態(tài)下即在將元件42緊固到鈑金零件44之前為管狀,但在這里已經(jīng)被重塑成鉚釘卷邊58。金屬板接觸面60圍繞鉚釘部52,提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的特征(未示出)設(shè)置在金屬板接觸面60上或在從鉚釘部52過渡到金屬板接觸面60的區(qū)域中。這些提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的特征可以例如采用這里未示出的肋狀物形式(如ΕΡ-Α-0,539,739中所示)。這些提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的特征使鈑金零件44上產(chǎn)生安全的旋轉(zhuǎn)(security ofrotat1n),從而刺穿體22以抗轉(zhuǎn)動的緊固方式固定到鈑金零件44。由于鈑金零件44牢牢地抓住工件,在本實施例中,通過向下彎曲的角36,刺穿體由此通過鈑金零件44以抗轉(zhuǎn)動的緊固方式固定到工件62 (圖4)。
[0055]刺穿體22這里設(shè)置有內(nèi)螺紋46,以便另外的部件(未示出)以后可以固定在工件62,且實際上是通過從遠(yuǎn)離鈑金零件44的一側(cè)旋入螺紋46的螺紋栓來固定,以便該另外的部件被夾緊于螺栓的頭部和工件的遠(yuǎn)離鈑金零件的一側(cè)之間。即其通過螺栓的頭部和鈑金零件44之間施加的夾緊載荷有效地夾緊到工件62。鈑金零件相對于工件62的抗轉(zhuǎn)動的緊固性不能只通過鈑金零件44的拐角36實現(xiàn),而是替代地或除此之外,通過鈑金零件44的輪廓的成形、鈑金零件44的側(cè)邊的成形、和/或鈑金零件的突起部、凹進(jìn)或孔來實現(xiàn)。由于刺穿體沖壓進(jìn)入工件也與鈑金零件一定程度上按壓入工件的對應(yīng)表面有關(guān),因此可以考慮這種提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性特征,從而出現(xiàn)足夠的材料接合以確保抗轉(zhuǎn)動的緊固性。
[0056]還可以想象到的是,通過刺穿體22的形狀特征(未示出)提供裝置,該裝置提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性,例如刺穿體的包絡(luò)面上的縱向肋狀物、刺穿體的帶槽的或帶肋狀物的或多邊形的或非圓形的外形。
[0057]現(xiàn)在參考圖4A-4C描述用于將緊固件元件22 (42)附接到工件的方法,其中工件包括至少部分為泡沫材料,例如塑料、鋁、鎂和/或鋼,并可選地呈現(xiàn)為具有一種或多種另外部件或材料的組合物,和/或由所有類型或多樣化組合物的夾層材料形成,例如它們也具有泡沫材料、卡片或木材的夾芯。
[0058]按照圖4A,根據(jù)本發(fā)明及圖2A-2E的穿孔沖頭18與刺穿體22朝向箭頭方向B的方向被帶動到與工件62的第一側(cè)部64相對的前面,而按照圖4B,工件通過穿孔模具50支承于其相對放置的側(cè)面,穿孔模具的孔66選擇為適合于刺穿體的橫截面形狀。以這種方式,沖壓塊48由工件62的材料產(chǎn)生,在圖4B中,沖壓塊尚未完全壓出工件62。鈑金零件44如此牢固地往工件62按壓,使得向下彎曲的拐角36穿進(jìn)工件62的上覆蓋層68,起到抗轉(zhuǎn)動的緊固性的作用。即,使鈑金零件44開始與所述第一側(cè)部64接合,并可選地壓入后者,且使設(shè)置在鈑金零件44和/或刺穿體22上的提供抗轉(zhuǎn)動的裝置開始與工件62接合。
[0059]要注意到,刺穿體22的軸向高度Η小于工件的總厚度D,該高度是在鈑金零件44的接觸面70下方測量從鈑金零件44到刺穿體22的自由端而得到。根據(jù)如何選擇這一高度/厚度比以及根據(jù)工件使用的哪種特定材料,可以知道的是,在圖4Β的階段中,沖壓塊48已經(jīng)完全從工件掉下,如圖4C所示??赡懿恢赖氖?,如果材料的所述高度/厚度比不允許這樣做,則沖壓塊48可以借助于后續(xù)的移動通過刺穿體22的螺紋孔的柱塞壓出。后續(xù)的穿孔沖頭18 (未示出)可以用于插入裝置(insert1n apparatus)的相同沖程中,此時刺穿頭中使用彈簧加載按壓部(未示出),以便驅(qū)動穿孔沖頭18并移動柱塞(未示出),從而在包括刺穿頭的插入裝置的相同沖程中去除沖壓塊。
[0060]可選地,柱塞可以用于去除在工具的第二沖程中的沖壓塊48,這里也通過穿孔沖頭18和刺穿體22的中心通道72進(jìn)行。隨后圖4C中示出了成品工件。
[0061]插入裝置的型頭(setting head)可以同樣加到使用于壓力機(jī)的刺穿頭,以便傳送“接線螺母(nuts on wire)”并將它們沖壓入工件。接線螺母與按壓在兩平行線上的矩形元件相關(guān),對于壓力機(jī)的每個沖程,該矩形元件被切斷,以便將單個的矩形元件沖壓入工件。然而,壓力機(jī)中并非必須要使用刺穿頭,也可以通過朝向??鄯较蛞苿哟檀╊^的機(jī)械手或力致動鉗(均未示出)執(zhí)行。
[0062]根據(jù)本發(fā)明,雖然優(yōu)選地將獨立的刺穿體固定到金屬帶材并隨后對其進(jìn)行劃分,但是還應(yīng)該提到的是,穿孔沖頭也可以形成為一整塊,作為具有金屬片狀的凸緣的刺穿體。這種穿孔沖頭可以例如在冷鐓工藝中制造。
[0063]換句話說,在圖1的特定實施例中,以RSN元件形式存在的本 申請人:的鉚釘元件42和獨立的穿孔沖頭18隨著刺穿體22鉚接入金屬帶材12,每個穿孔沖頭包括鈑金零件44和固定于其的用于執(zhí)行穿孔功能的刺穿體22 (42),刺穿體設(shè)有或者可以設(shè)有螺紋圓柱體46。在鉚接處理后,穿孔沖頭18沒有單獨地呈現(xiàn),而是隨著條帶卷繞成線圈24。該線圈隨后充當(dāng)用于在元件插入泡沫材料期間被拉入刺穿體(未示出)的帶狀物。
[0064]對于該刺穿頭的每個沖程,元件相應(yīng)地被分離。在處理中,通過如同像刺穿體一樣的螺母元件42進(jìn)行沖壓。根據(jù)材料和螺母的厚度比,沖壓塊48 (圖4)被完全壓出或者保持插在???0 (圖4)或者必須借助柱塞(未示出)通過第二個沖程排出,柱塞移動通過螺母42的螺紋46或者借助于后續(xù)的柱塞(未示出)在同意沖程中排出。
[0065]RSN元件只是用于本發(fā)明目的的現(xiàn)有螺母元件的一種舉例。例如,ΕΡ-Α-0,539,739中描述了 RSN元件及其處理,US-A-4,610,072中描述RSF元件??梢钥紤]使用幾乎任何已知的鉚釘螺母元件,其中,主體部分23具有內(nèi)螺紋46和位于遠(yuǎn)離鉚釘部52的一側(cè)的適合作為刺穿體的形狀。例如,當(dāng)主體部分為圓柱形并作成具有較小的橫截面,或者,換句話說,當(dāng)在金屬板接觸面上圍繞鉚釘部的RND螺母的V型槽集成于RSN元件,可以使用本 申請人:提出的變形RND元件。以這種方式,借助于鉚釘卷邊,螺母元件被固定到鈑金零件或金屬帶材,鉚釘卷邊可以制作得較淺或更平,因為它可以隱藏于當(dāng)金屬板材料容納在V型槽時產(chǎn)生的V型凹進(jìn)中。
[0066]此外,可以使用螺母元件,其表現(xiàn)為壓入元件,例如本 申請人:提出的RSU元件。從EP-A-759510可以得知RSU元件及其處理。
[0067]也可以使用螺栓元件,其公知為鉚接元件或壓入元件,螺栓的頭部設(shè)計為刺穿體。例如,這種類型的螺栓元件為本 申請人:提出的SBF鉚接螺栓。例如美國專利4,555,838和美國專利4,459,073中描述SBF元件。美國專利4,543,701和美國專利4,727,646中還描述了 SBF元件以及該元件的附著方法。EP-B-1430229中可以找到SBF螺栓的改進(jìn)版本。
[0068]螺栓元件的使用被公認(rèn)具有缺陷,其不足之處在于,工件必須首先被縮進(jìn)或?qū)嶋H上在頭部或凸緣的遠(yuǎn)離鉚釘部的一側(cè)被用作穿孔工具之前通過螺栓元件的軸部分進(jìn)行穿孔。然而,這完全有可能采用一些材料。利用材料,其中不考慮螺栓元件的軸部分的縮進(jìn)或穿孔,可以使用中空元件作為鉚接、焊接或緊固到鈑金零件的刺穿體,在工件穿孔后,螺紋栓可以被壓入該中空元件,該螺紋栓具有合適的提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的特征(例如滾花的肋狀物和沉頭(類似于壓入的車輪螺栓)。用這種類型的布局,螺紋栓也可以用于從工件沖壓出任何尚未去除的沖壓塊。
[0069]作為鈑金零件的材料的例子,具有深拉質(zhì)量或稍微更硬的所有金屬片的鋼以及鋁合金鈑金零件可以被提及。作為刺穿體的示例,在所有實施例中,所有材料可被提及用作為穿孔鉚釘?shù)牟牧希霾牧显诶渥冃蔚谋尘跋聦崿F(xiàn)根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)的8級或者更高級別的強(qiáng)度值,例如根據(jù)DIN1654的35B2合金。鋁合金,特別是那些高強(qiáng)度的鋁合金例如AlMg5可以用作穿孔鉚釘。也可以考慮更高強(qiáng)度的鎂合金的緊固件例如AM50。
[0070]附圖標(biāo)記列表 10 承載架
12 金屬帶材14工具
16壓力機(jī)
18穿孔沖頭
20帶條總成
22刺穿體
23主體部分
24線圈26連接部28U型切割30縱向側(cè)邊32縱向側(cè)邊34凹口
36拐角
38爪狀物
40工件
42肋狀物元件
44鈑金零件
46螺紋
48沖壓塊
50???br>
52鉚釘部
54半徑
56端面
58鉚釘卷邊
60金屬板接觸面
62工件
64上側(cè)面
66孑L
68覆蓋層
70接觸面
72通道A縱軸B箭頭方向Η軸向高度D工件厚度。
【權(quán)利要求】
1.一種用于刺穿工件(62)的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述穿孔沖頭(18)包括鈑金零件(14)和固定于其的用以執(zhí)行穿孔功能并設(shè)有螺紋圓柱體(46)或者可以設(shè)有螺紋圓柱體的刺穿體(22),例如,通過將螺紋銷壓入所述穿孔沖頭(18)的中心布置的通道(72),所述穿孔沖頭(18)也能夠形成為一整塊作為具有類似鈑金零件的凸緣的刺穿體(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,帶條總成(20)中設(shè)有多個同樣的穿孔沖頭(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述帶條總成(20)呈現(xiàn)為直線或以線圈(24)的形式存在。
4.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述刺穿體(22)鉚接至IJ、按壓連接到、粘貼到、錫焊到、銅焊到或焊接到所述鈑金零件(44)。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述刺穿體(22)以抗轉(zhuǎn)動的方式相對于所述鈑金零件(44)固定。
6.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述鈑金零件(44)和/或所述刺穿體(22)設(shè)置有提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的裝置由所述鈑金零件(44)的形狀特征形成,例如鈑金零件(44)的向下彎曲的拐角(36),鈑金零件的成形或輪廓,鈑金零件的側(cè)邊的輪廓和/或鈑金零件上的突起部、凹進(jìn)或開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的裝置由所述刺穿體(22)的形狀特征形成,例如刺穿體的外殼表面上的縱向肋狀物,刺穿體的帶槽的或帶肋狀物的或多邊形的或非圓形的外形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的特征由膠粘劑形成。
10.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的穿孔沖頭(18),其特征在于,所述刺穿體(22)由緊固件元件(42)形成,所述緊固件元件要么設(shè)有內(nèi)螺紋(46)或者設(shè)有具有外螺紋的從刺穿體(22)的遠(yuǎn)離鈑金零件處伸出的軸部分,要么所述緊固件元件本身設(shè)計為執(zhí)行穿孔功倉泛。
11.一種用于將緊固件元件(42)附接于工件(62)的方法,所述工件至少部分由泡沫材料例如塑料、鋁、鎂或鐵形成,并可選地與一種或多種另外的組件或材料有關(guān),和/或由所有類型及最多樣化成分的夾層材料比如那些具有如紙板、卡片或木材的泡沫材料的夾芯形成,其特征在于,根據(jù)上述提及的任一項權(quán)利要求所述的穿孔沖頭(18)和所述刺穿體(22)被帶動到與所述工件(62)的第一側(cè)部(64)相對的前面,此時所述工件(62)通過刺穿???50)支撐于其相對放置的一側(cè),所述刺穿???50)的孔(66)選擇為適合于所述刺穿體(22)的橫截面形狀,據(jù)此切除所述工件的沖壓塊的材料,且所述鈑金零件被帶入接觸所述第一側(cè)部(64),并可選地壓入后者以便產(chǎn)生設(shè)置在所述鈑金零件(44)上和/或在所述刺穿體(22)與所述工件(62)接合處上的提供抗轉(zhuǎn)動的緊固性的特征。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其特征在于,多個穿孔沖頭(18)在帶條總成(20)中供給到按沖程運(yùn)行的刺穿頭(2’’),對于每個沖程,刺穿頭將穿孔沖頭(18)壓出所述帶條總成(20 ),從而刺穿所述工件(62 )。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,在將所述穿孔沖頭(18)分離出所述帶條總成(20)期間,為重塑所述鈑金零件(44),所述刺穿頭同時用于例如生成形狀特征,所述形狀特征實現(xiàn)對工件(62)的抗轉(zhuǎn)動的緊固性。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求11-13中任一項所述的方法,其特征在于,所述方法執(zhí)行于壓力機(jī)中,所述壓力機(jī)配備有累進(jìn)工具,其對于壓力機(jī)的每個沖程在所述累進(jìn)工具的不同階段執(zhí)行多個操作,且累進(jìn)工具的一個階段中使用刺穿頭。
15.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,借助于另外的柱塞,所述沖壓塊(48)在刺穿頭的同一沖程中或者借助于另外的柱塞在第二個沖程中除去沖壓塊(48),所述柱塞移動通過所述穿孔沖頭(18)的孔,即所述鈑金零件(44)的孔以及所述刺穿體(22)的孔。
16.一種用于制造包括多個同樣的根據(jù)權(quán)利要求2的穿孔沖頭(18)的復(fù)合條帶(20),其特征在于,從承載架(10)抽出的金屬帶材(12)并被供給到一用于沿所述金屬帶材(12)的縱向軸線(A)按固定間隔將所述刺穿體(22)固定到后者的工具。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其特征在于,具有多個穿孔沖頭(18)的所述金屬帶材(12)被切成段或卷成線圈(24)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,所述工具(14)為按沖程運(yùn)行的、為每個沖程執(zhí)行多個操作的累進(jìn)工具。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其特征在于,所述多個操作包括對于累進(jìn)工具的每個操作將多個刺穿體(22)進(jìn)行附接,可選地在所述金屬帶材(12)上具有成形加工。
【文檔編號】B26F1/02GK104441038SQ201410472789
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】奧利弗·迪爾, 安德里亞斯·朗巴克 申請人:形狀連接技術(shù)有限公司及兩合公司