DE112006001867T5

DE112006001867T5 - Verbindungsvorrichtung und ein -verfahren für Metallplatten

Info

Publication number: DE112006001867T5
Application number: DE112006001867T
Authority: DE
Inventors: In Tai Jin
Original assignee: Individual
Current assignee: Pukyong National University; Sungwoo Hitech Co Ltd
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-07-15
Also published as: CZ307530B6; DE112006001867B4; KR20050080118A; CN101222997B; JP2009501086A; WO2007008046A1; US8283601B2; CZ200854A3; JP4717115B2; CN101222997A; KR100743857B1; US20080197117A1

Abstract

Eine Verbindungsvorrichtung für Metallplatten, die Folgendes umfasst:
Metallplatten, die einander überlappen,
ein Metallband, das zur Verbindung der sich überlappenden Metallplatten verwendet wird und dessen Material identisch ist mit dem Material der Metallplatten,
eine Metallband-Überführungseinheit zum Zuführen und Zurückziehen des Metallbands,
ein Nietglied, das aus dem Metallband ausgestanzt wurde und erhitzt wurde,
eine obere Form zum Festklemmen des Metallbands durch eine elastische Kraft einer Schraubenfeder, die an einem oberen Abschnitt davon montiert ist, wobei die obere Form eine Stanze führt und als erste Elektrode verwendet wird,
eine mittlere Form zum Festklemmen der sich überlappenden Metallplatten und Stanzen des Metallbands zwecks Herstellung des Nietglieds, wobei die mittlere Form das Nietglied und die Stanze führt und als zweite Elektrode verwendet wird,
eine untere Form zum Halten der sich überlappenden Metallplatten, wobei die untere Form als Fließpress-Matrize zum Extrudieren der Metallplatten durch das Nietglied, als Schabeform zum...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung und ein -verfahren für Metallplatten. Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsvorrichtung und ein -verfahren für Metallplatten, worin ein Verbindungsverfahren vereinfacht und die Verbundfestigkeit verbessert wird.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Allgemein sind zwei Verfahren zur Verbindung dünner Metallplatten bekannt. Das erste Verfahren ist Punktschweißen, und das zweite Verfahren ist Nietverbindung. Beim Punktschweißen wird eine elektrische Spannung an sich überlappende Metallplatten angelegt, und Wärme wird darin erzeugt, da die Metallplatten elektrischen Widerstand aufweisen. In diesem Fall werden, wenn ein Druck auf die sich überlappenden Metallplatten ausgeübt wird, die sich überlappenden Oberflächen der Metallplatten geschmolzen, und die Metallplatten werden verbunden.
Bei der Nietverbindung werden zwei Metallplatten durchbohrt und mit einem Niet verbunden.
Beide Verfahren haben Vorteile. Beim Punktschweißen können jedoch Lichtbogenbildung und Umweltverschmutzung stattfinden, da eine hohe Spannung an die Metallplatten angelegt wird. Außerdem ist die resultierende Verbindungs-Oberfläche möglicherweise nicht glatt.
Nietverbindung hat insofern Vorteile, als die Verbundfestigkeit hoch ist und das Verbindungsverfahren bei Raumtemperatur durchgeführt wird. Wenn jedoch nur ein Niet zur Verbindung von Metallplatten verwendet wird, können die normale Verbundfestigkeit und die Scher-Verbundfestigkeit zwischen den Metallplatten hoch sein, aber die Metallplatten können sich zueinander verdrehen. Daher müssen mehrere Niete verwendet werden, damit sich die Metallplatten nicht drehen. Außerdem muss zunächst ein Nietkopf hergestellt werden, und die Löcher der Metallplatten müssen so ausgerichtet werden, dass der Niet darin eingesetzt werden kann.
In jüngster Zeit ist ein Stanzniet-Verbindungsverfahren entwickelt worden, um solche Nachteile des Nietverbindungsverfahrens zu beseitigen. Bei dem Stanzniet-Verbindungsverfahren werden Löcher in die Metallplatten gebohrt, und gleichzeitig werden durch Reibungswärme zwischen den Metallplatten und dem Niet Schweißbäder in den Metallplatten gebildet, wodurch die Metallplatten verbunden werden.
Beim Stanzniet-Verbindungsverfahren muss jedoch zunächst ein Stanzniet hergestellt werden, der gedreht werden muss, um die Metallplatten durch die Reibungswärme zu verbinden.
Die oben in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbarten Informationen dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der in diesem Land Personen mit durchschnittlichem Fachwissen bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in dem Versuch vorgenommen, eine Verbindungsvorrichtung und ein -verfahren für Metallplatten bereitzustellen, die den Vorteil haben, dass kein Lichtbogen auftritt und dass kein Stanzniet hergestellt und gedreht werden muss.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Presspassungs- Verfahren einer Stanzniet-Methode mit einem Punktschweiß-Verfahren verknüpft, wobei Metallplatten durch Anlegen einer hohen elektrischen Spannung rasch erhitzt werden. So werden ein Erhitzungsverfahren für Metallplatten durch Anlegen einer hohen elektrischen Spannung daran und ein Presspassungs-Verfahren, in dem ein Nietglied aus demselben Material wie die Metallplatten in die Metallplatten pressgepasst wird, gleichzeitig durchgeführt. Somit werden das Nietglied und die Metallplatten in einem Zustand plastischen Fließens verbunden.
Das heißt, die Metallplatten und ein Metallband werden auf die hohe Kunststoff-Verarbeitungstemperatur erhitzt, bei der kein Lichtbogen auftritt. Danach wird durch Stanzen des Metallbandes ein Nietglied hergestellt, und gleichzeitig wird das Nietglied in die Metallplatten pressgepasst.
Eine exemplarische Verbindungsvorrichtung für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes einschließen: Metallplatten, die einander überlappen, ein Metallband, das zur Verbindung der sich überlappenden Metallplatten verwendet wird, wobei ein Material davon mit einem Material der Metallplatten identisch ist, eine Metallband-Überführungseinheit zum Zuführen und zum Zurückziehen des Metallbands, ein Nietglied, das aus dem Metallband ausgestanzt und erhitzt wird, eine obere Form zum Festklemmen des Metallbands durch eine elastische Kraft einer Schraubenfeder, die an einem oberen Abschnitt davon angebracht ist, wobei die obere Form eine Stanze führt und als erste Elektrode verwendet wird; eine mittlere Form zum Festklemmen der sich überlappenden Metallplatten und Stanzen des Metallbands, um das Nietglied herzustellen, wobei die mittlere Form das Nietglied und die Stanze führt und als zweite Elektrode verwendet wird, eine untere Form zum Halten der sich überlappenden Metallplatten, wobei die untere Form als Fließpress-Matrize zum Extrudieren der Metallplatten durch das Nietglied verwendet wird und eine Schabeform zum Abschaben von überschüssigem Metall während der Extrusion und eine dritte Elektrode einschließt; und die Stanze zur Herstellung des Nietglieds durch Stanzen des Metallbands, wobei die Stanze das Nietglied in die sich überlappenden Metallplatten presspasst, indem sie eine Last auf das Nietglied ausübt.
Querschnitte des ersten und des zweiten Führungswegs und des Metall-Entfernungs-Wegs können kreisförmig oder dreieckig sein, wodurch eine Rotation der Metallplatten entsprechend der Querschnittsform des Nietglieds eingeschränkt wird.
Mindestens eines aus dem ersten und dem zweiten Führungsweg, dem Metall-Entfernungs-Weg und der Stanze kann verwendet werden, um die Rotation der Metallplatten einzuschränken.
Zusätzlich kann die exemplarische Verbindungsvorrichtung für die Metallplatten gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter einen Roboter einschließen, der ausgestattet ist mit einer Stromversorgung zur Versorgung der ersten, zweiten und dritten Elektrode mit Strom und mit einem hydraulischen Drucksystem zur Bereitstellung einer Klemmlast, einer Extrusionslast und einer Schabelast, worin der Roboter automatisch in die Verbindungsposition der Metallplatten bewegt wird.
Eine exemplarische Verbindungsvorrichtung für Metallplatten gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes einschließen: eine obere Form, in der vertikal ein erster Führungsweg gebildet ist, eine mittlere Form, in der vertikal ein zweiter Führungsweg gebildet ist, wobei die mittlere Form unterhalb der oberen Form angeordnet ist, eine untere Form, in der vertikal ein Metall-Entfernungs-Weg geformt ist, wobei die untere Form unterhalb der mittleren Form angeordnet ist, eine Heizeinheit zum Erhitzen der Metallplatten und eines Metallbands, eine Stanze zum Ausüben einer Verbindungsbelastung auf die Metallplatten, eine Klemm-Einheit, die eine Klemmbelastung zum Festklemmen der Metallplatten auf die obere Form ausübt, und eine Verbindungseinheit, die die Verbindungsbelastung zum Verbinden der Metallplatten auf die Stanze ausübt.
Sowohl die obere als auch die mittlere Form können das Metallband festklemmen, das für ein Nietglied verwendet wird, und sowohl die mittlere als auch die untere Form können die Metallplatten festklemmen.
Das Material des Metallbands kann mit dem Material der Metallplatten identisch sein.
Die exemplarische Verbindungsvorrichtung für die Metallplatten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann weiter eine Überführungseinheit für die untere Form einschließen, welche die untere Form in einer horizontalen Richtung bewegt.
Die exemplarische Verbindungsvorrichtung für die Metallplatten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann weiter eine Überführungseinheit für das Metallband einschließen, welche das Metallband in der horizontalen Richtung bewegt.
Die Überführungseinheit für das Metallband kann Folgendes einschließen: Überführungswalzen, die auf beiden Seiten der oberen Form angebracht sind, eine Metallband-Zuführrolle, die auf einer Seite der Klemm-Einheit angebracht ist und auf der das Metallband aufgewickelt ist, und eine Metallband-Rückziehrolle, die auf der anderen Seite der Klemm-Einheit angebracht ist und auf die das Metallband nach dem Stanzen zurückgezogen wird.
Die exemplarische Verbindungsvorrichtung für die Metallplatten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann weiter eine Klemmform zum Festklemmen des Metallbands einschließen, wobei die Klemmform an einem inneren Umfang der oberen Form angebracht ist.
Ein elastisches Glied, das eine elastische Kraft nach unten auf die Klemmform ausübt, kann zwischen der oberen Form und der Klemmform angebracht werden.
Das elastische Glied kann eine Schraubenfeder sein.
Die Heizeinheit kann Folgendes einschließen: eine erste Elektrode, die an einem inneren Umfang der Klemmform gebildet ist, eine zweite Elektrode, die an einem inneren Umfang der mittleren Form gebildet ist, und eine dritte Elektrode, die an einem inneren Umfang der unteren Form gebildet ist.
Wärme kann in den Metallplatten und im Metallband erzeugt werden, wenn ein elektrischer Strom daran angelegt wird, da ihr elektrischer Widerstand hoch ist.
Die erste, zweite und dritte Elektrode können jeweils mit einer Hochfrequenzinduktionsspule umwickelt sein.
Zusätzlich kann eine andere Heizeinheit Folgendes ein schließen: eine erste Laserquelle zum Erhitzen des Metallbands, wobei die erste Laserquelle auf einer Unterseite der Stanze montiert ist, und eine zweite Laserquelle zum Erhitzen der Metallplatten, wobei die zweite Laserquelle an einem inneren Umfang der unteren Form montiert ist.
Der erste und der zweite Führungsweg können denselben Radius haben.
Der Radius des Metall-Entfernungs-Wegs kann kleiner sein als der Radius des zweiten Führungswegs.
Der erste und der zweite Führungsweg und der Metall-Entfernungs-Weg können eine zylindrische Form haben.
Zusätzlich können der erste und der zweite Führungsweg und der Metall-Entfernungs-Weg die Form dreieckiger Prismen haben.
Ein Verbindungseinheits-Zylinder der Verbindungseinheit kann an einem Klemm-Einheit-Kolben der Klemm-Einheit gebildet sein.
Ein exemplarisches Verbindungsverfahren für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes einschließen: die Anbringung einer unteren Form unterhalb einer Verbindungsposition sich überlappender Metallplatten, um die sich überlappenden Metallplatten zu verbinden, das Treffen der Mittelachse eines zweiten Führungswegs in der Mitte der Verbindungsposition, das gleichzeitige Festklemmen der sich überlappenden Metallplatten durch eine mittlere Form und eines Metallbandes durch eine Schraubenfeder, das schnelle Erhitzen des Metallbands, das von der Schraubenfeder festgeklemmt wird, durch Anlegen eines elektrischen Stroms zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, die Herstellung eines erhitzten Nietglieds durch Stanzen des festgeklemmten Metallbands mit einer Stanze, die in einem ersten Führungsweg eingesetzt ist, die rasche Erhitzung der sich überlappenden Metallplatten durch Anlegen eines elektrischen Stroms zwischen der zweiten Elektrode, die eine Oberseite der sich überlappenden Metallplatten berührt, und einer dritten Elektrode, die eine Unterseite der sich überlappenden Metallplatten berührt, Presspassung des erhitzten Nietglieds in die Metallplatten, die zwischen der mittleren Form und der unteren Form festgeklemmt sind, durch eine Druckbeanspruchung der Stanze, und Verbindung der sich überlappenden Metallplatten mit dem Nietglied durch einen Extrusionsdruck und eine Scherkraft, wenn das erhitzte Nietglied und die erhitzten sich überlappenden Metallplatten in einem Zustand plastischen Fließens durch einen Metall-Entfernungs-Weg extrudiert werden, dessen Radius kleiner ist als ein Radius des zweiten Führungswegs.
Das Metallband kann schnell erhitzt werden durch Anlegen des elektrischen Stroms zwischen der zweiten Elektrode, die mit einer Stromversorgung verbunden ist, und der ersten Elektrode, die Metallplatten können schnell erhitzt werden durch Anlegen des elektrischen Stroms zwischen der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode, die mit der Stromversorgung verbunden ist, die erste, zweite und dritte Elektrode können eine zylindrische Form mit derselben Mittelachse haben, das Metallband kann im ersten Führungsweg gestanzt werden, das gestanzte Nietglied kann durch den zweiten Führungsweg geführt werden und wird in den erhitzten Abschnitt der Metallplatten pressgepasst, die Metallplatten können durch plastisches Fließen extrudiert und verbunden werden, und gleichzeitig kann überschüssiges Metall zum Metall-Entfernungs-Weg geschoben werden, wenn die Stanze durch den ersten und den zweiten Führungsweg bewegt wird.
Eine Hochfrequenzinduktionsspule kann auf die erste und die zweite Elektrode gewickelt werden, das Metallband, das zwischen einer oberen Form und der mittleren Form angebracht ist, kann durch einen induzierten Strom der Hochfrequenzinduktionsspule rasch erhitzt werden; eine Hochfrequenzinduktionsspule kann auf die zweite und die dritte Elektrode gewickelt werden, und die Metallplatten, die zwischen der mittleren Form und der unteren Form angebracht sind, können durch einen induzierten Strom der Hochfrequenzinduktionsspule rasch erhitzt werden.
Das Metallband, das zwischen der oberen Form und der mittleren Form angebracht ist, kann rasch von einer ersten Laserquelle erhitzt werden, die an einer Unterseite der Stanze montiert ist, und die Metallplatten, die zwischen der mittleren Form und der unteren Form angebracht sind, können rasch von einer zweiten Laserquelle erhitzt werden, die im Metall- Entfernungs-Weg montiert ist.
Das gestanzte Metallband kann von einer Metallband-Überführungseinheit zurückgezogen und auf eine Metallband-Rückziehrolle gewickelt werden, wenn die Stanze zurückkehrt, nachdem das auf eine Metallband-Zuführrolle gewickelte Metallband abgewickelt und gestanzt wurde, so dass das Metallband kontinuierlich zugeführt und zurückgezogen wird, und die Metallband-Zuführrolle kann ausgetauscht werden, wenn das Metallband verbraucht ist.
Eine Unterseite der Stanze kann zu einer Oberseite der sich überlappenden Metallplatten bewegt werden, so dass kein überstehendes Metall erzeugt wird, wenn das Nietglied in die Metallplatten pressgepasst wird, und die untere Form, die mit einer Überführungseinheit für die untere Form verbunden ist, kann sich in eine horizontale Richtung verschieben und das überschüssige Metall abschaben, das an einer Unterseite der sich überlappenden Metallplatten haftet.
Die erhitzten Metallplatten im Zustand plastischen Fließens können durch eine wiederholte Druckbeanspruchung des Nietglieds verbunden werden, wenn das erhitzte Nietglied in die zwischen der mittleren Form und der unteren Form festgeklemmten Metallplatten pressgepasst wird, nachdem das Nietglied von der Stanze hergestellt wurde.
Ein exemplarisches Verbindungsverfahren für Metallplatten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes einschließen: Festklemmen der sich überlappenden Metallplatten zwischen einer unteren Form und einer mittleren Form, Anbringen eines Metallbands über den sich überlappenden Metallplatten durch die mittlere Form und eine obere Form, Erhitzen der sich überlappenden Metallplatten und des Metallbands mit einer Heizeinheit, Herstellung eines Nietglieds durch Stanzen des Metallbands und Presspassen des Nietglieds in die sich überlappenden Metallplatten mit einer Stanze.
Außerdem kann das exemplarische Verbindungsverfahren für die Metallplatten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter das Entfernen überschüssigen Metalls einschließen, das beim Presspassen herausgedrückt wird.
Gleichzeitig können durch Bewegen der unteren Form in eine horizontale Richtung das überschüssige Metall entfernt und die Metallplatten abgeschabt werden.
Ein erster Führungsweg kann vertikal in der oberen Form geformt sein, ein zweiter Führungsweg kann vertikal in der mittleren Form geformt sein, und ein Metall-Entfernungs-Weg kann vertikal in der unteren Form geformt sein.
Der erste und der zweite Führungsweg können denselben Radius haben.
Der Radius des Metall-Entfernungs-Wegs kann kleiner sein als der Radius des zweiten Führungswegs.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils einer exemplarischen Verbindungsvorrichtung für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren darstellt, in dem ein Metallband gemäß einer exemplarischen Verbindungsvorrichtung einer Metallplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestanzt wird.
2B ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren darstellt, in dem ein Nietglied gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Metallplatten pressgepasst wird.
2C ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren darstellt, in dem überschüssiges Metall herausgepresst wird, wenn ein Nietglied gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Metallplatten pressgepasst wird.
2D ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren darstellt, in dem überschüssiges Metall gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt wird.
3 ist eine schematische Darstellung einer Heizeinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Darstellung einer anderen Heizeinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Darstellung der anderen Heizeinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren darstellt, in dem überschüssiges Metall entfernt wird, wenn eine untere Form gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in eine horizontale Richtung bewegt wird.
7 ist eine schematische Darstellung, die eine Form und eine Anordnung eines Nietglieds gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht einer exemplarischen Verbindungsvorrichtung für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, wie eine exemplarische Verbindungsvorrichtung für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Roboter montiert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
Wie in 1 und 8 dargestellt, schließt eine exemplarische Verbindungsvorrichtung für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes ein: eine Halterung 35, eine obere Form 5, eine mittlere Form 6, eine untere Form 7, eine Heizeinheit 16, eine Stanze 8, eine Klemm-Einheit 31, eine Verbindungseinheit 32, eine Metallband-Überführungseinheit 20 und eine Überführungseinheit 33 für die untere Form.
Die Halterung 35 trägt die Verbindungsvorrichtung für die Metallplatten gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein erster Führungsweg 9 ist vertikal innerhalb der oberen Form 5 geformt. Der erste Führungsweg 9 führt die Stanze 8.
Die mittlere Form 6 ist unterhalb der oberen Form 5 angeordnet. Ein zweiter Führungsweg 10 ist vertikal innerhalb der mittleren Form 6 geformt. Der zweite Führungsweg 10 führt die Stanze 8.
Sowohl die obere Form 5 als auch die mittlere Form 6 halten ein Metallband 2 für die Herstellung eines Nietglieds 3.
Eine Klemmform 21 zum Festklemmen des Metallbands 2 ist an einem inneren Umfang der oberen Form 5 angebracht.
Zusätzlich ist ein elastisches Glied zur Ausübung einer elastischen Kraft abwärts auf die Klemmform 21 zwischen der oberen Form 5 und der Klemmform 21 angebracht.
Das elastische Glied kann eine Schraubenfeder 38 sein.
Die untere Form 7 ist unterhalb der mittleren Form 6 angeordnet. Ein Metall-Entfernungs-Weg 11 ist vertikal innerhalb der unteren Form 7 geformt. Der Metall-Entfernungs-Weg 11 führt, wie in 8 gezeigt, zu einem Auffangbehälter 36 für überschüssiges Metall. Überschüssiges Metall 26 wird durch den Metall-Entfernungs-Weg 11 zum Auffangbehälter 36 für überschüssiges Metall geschoben, nachdem die Metallplatten 1 verbunden wurden.
Sowohl die mittlere Form 6 als auch die untere Form 7 halten die sich überlappenden Metallplatten 1 fest.
Der erste und der zweite Führungsweg 9 und 10 und der Metall-Entfernungs-Weg 11 haben zylindrische Formen mit derselben Mittelachse.
Wie in 1 dargestellt, ist Radius r1 des ersten Führungswegs 9 zwecks Führung der Stanze 8 identisch mit Radius r2 des zweiten Führungswegs 10. Radius r3 des Metall-Entfernungs-Wegs 11 ist jedoch kleiner als Radius r2 des zweiten Führungswegs 10 zwecks Verbindung der Metallplatten 1 mit Hilfe des Nietglieds 3.
Wie in 7 gezeigt, können mittlerweile der erste und der zweite Führungsweg 9 und 10 und der Metall-Entfernungs-Weg 11 die Form dreieckiger Prismen haben. In diesem Fall sind die verbundenen Metallplatten 1 in ihrer Rotation eingeschränkt, da ein Querschnitt des ausgestanzten Nietglieds 3 dreieckig ist. Außerdem können Vielzahlen des ersten und des zweiten Führungswegs 9 und 10 und des Metall-Entfernungs-Wegs 11 geformt werden, und die Metallplatten 1 können mit Hilfe der Nietglieder 3 an mehreren Verbindungspositionen verbunden werden. Durch eine solche Bereitstellung der Verbindungspositionen werden die verbundenen Metallplatten 1 in ihrer Rotation eingeschränkt.
Hier hat der Querschnitt des Nietglieds 3 die Form eines Kreises oder eines Dreiecks, ist jedoch nicht auf solche Formen beschränkt. Es versteht sich, dass Personen mit durchschnittlichem Fachwissen die Querschnittsform des Nietglieds 3 nach Gutdünken auswählen können.
Die Heizeinheit 16 erhitzt die Metallplatten 1 und das Metallband 2 auf die Temperatur, in der ein plastischer Fließzustand auftritt.
Die Heizeinheit 16 schließt, wie in 3 dargestellt, drei Elektroden 13, 14 und 15 ein. Eine erste Elektrode 13 ist über einer zweiten Elektrode 14 angeordnet, welche an eine Stromversorgung 12 angeschlossen ist. Das zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 13 und 14 angeordnete Metallband 2 wird rasch erhitzt, wenn ein elektrischer Strom zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 13 und 14 angelegt wird. Zusätzlich ist eine mit der Stromversorgung 12 verbundene dritte Elektrode 15 unter der zweiten Elektrode 14 angeordnet. Die zwischen der zweiten und der dritten Elektrode 14 und 15 angeordneten Metallplatten werden rasch erhitzt, wenn ein elektrischer Strom zwischen der zweiten und der dritten Elektrode 14 und 15 angelegt wird.
Querschnitte der ersten, zweiten und dritten Elektrode 13, 14 und 15 haben die Form von Kreisen mit derselben Mittelachse. Zusätzlich haben die Metallplatten 1 und das Metallband 2 einen hohen elektrischen Widerstand, so dass Wärme darin erzeugt wird, wenn der elektrische Strom daran angelegt wird.
Eine andere Heizeinheit 16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4 dargestellt, schließt die erste, zweite und dritte Elektrode 13, 14 und 15, umwickelt mit einer Hochfrequenzinduktionsspule 17, ein. Die erste, zweite und dritte Elektrode 13, 14 und 15 erhitzen die Metallplatten 1 und das Metallband 2 rasch. Das heißt, die mit der Stromversorgung 12 verbundene Hochfrequenzinduktionsspule 17 ist um die erste und die zweite Elektrode 13 und 14 gewickelt. Daher wird das zwischen der oberen Form 5 und der mittleren Form 6 angeordnete Metallband 2 von einem induzierten Strom rasch erhitzt. Außerdem ist die an die Stromversorgung 12 angeschlossene Hochfrequenzinduktionsspule 17 um die zweite und die dritte Elektrode 14 und 15 gewickelt. Daher werden die zwischen der mittleren Form 6 und der unteren Form 7 angeordneten Metallplatten 1 von einem induzierten Strom rasch erhitzt.
Die andere Heizeinheit 16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 5 dargestellt, schließt eine erste Laserquelle 18 ein, die an einer Unterseite der Stanze 8 montiert ist, und eine zweite Laserquelle 19, die an einem inneren Umfang der unteren Form 7 montiert ist. Die erste und die zweite Laserquelle 18 und 19 erhitzen das Metallband 2 und die Metallplatten 1. Das heißt, das zwischen der oberen Form 5 und der mittleren Form 6 angeordnete Metallband 2 wird schnell von der ersten Laserquelle 18 erhitzt, die an der Unterseite der Stanze 8 montiert ist, und die zwischen der mittleren Form 6 und der unteren Form 7 angeordneten Metallplatten 1 werden schnell von der zweiten Laserquelle 19 erhitzt, die an dem inneren Umfang der unteren Form 7 montiert ist.
Die Heizeinheit 16 ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern soll im Gegenteil dazu dienen, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die in den Geist und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche eingeschlossen sind.
Das heißt, jede Heizeinheit 16, welche das Metallband 2 und die Metallplatten 1 in den Formen so erhitzt, dass die Metallplatten 1 durch plastisches Fließen verbunden werden, kann auf die vorliegende Erfindung angewandt werden. Außerdem erhitzt die Heizeinheit 16 das Metallband 2 und die Metallplatten 1 auf die Temperatur, bei der bei den Metallplatten 1 und dem Metallband 2 plastisches Fließen stattfindet, diese aber nicht schmelzen.
Die Stanze 8 ist mit der Verbindungseinheit 32 verbunden und überträgt einen Druck von der Verbindungseinheit 32. Die Stanze 8 übt eine Verbindungsbelastung auf die Metallplatten 1 aus. Die Stanze 8 bewegt sich entlang des ersten Führungswegs 9 abwärts und stellt durch Stanzen des Metallbandes 2 das Nietglied 3 her.
Danach bewegt sich die Stanze 8 entlang des zweiten Führungswegs 9 weiter abwärts und presspasst das Nietglied 3 in die Metallplatten 1. In diesem Fall bewegt sich die Stanze 8 bis zu einer oberen Fläche der sich überlappenden Metallplatten 1 und hält dort an, um das Nietglied 3 in die Metallplatten 1 presszupassen, da der Radius r3 des Metall-Entfernungs-Wegs 11 kleiner ist als der Radius r2 des zweiten Führungswegs 10.
Die Querschnittsform der Stanze 8 ist identisch mit derjenigen des ersten und des zweiten Führungswegs 9 und 10.
Die Klemm-Einheit 31 ist mit einer Oberseite der oberen Form 5 gekoppelt. Die Klemm-Einheit 31 übt eine Klemmbelastung zum Festklemmen der Metallplatten 1 auf die obere Form 5 aus. Ein hydraulischer Druckzylinder kann als Klemm-Einheit 31 verwendet werden.
Die Verbindungseinheit 32 ist mit einer Oberseite der Stanze 8 gekoppelt und übt die Verbindungsbelastung auf die Stanze 8 aus. Ein hydraulischer Druckzylinder kann als Verbindungseinheit 32 verwendet werden. Zusätzlich ist ein Verbindungseinheits-Zylinder 40 der Verbindungseinheit 32 an einem Klemm-Einheit-Kolben 39 der Klemm-Einheit 31 geformt. Daher bewegt sich, wenn ein hydraulischer Druck auf die Klemm-Einheit 31 ausgeübt wird und der Klemm-Einheit-Kolben 39 sich abwärts bewegt, der Verbindungseinheits-Zylinder 40 gemeinsam mit dem Klemm-Einheit-Kolben 39 abwärts und übt die Verbindungsbelastung auf die Stanze 8 aus. Außerdem kann die Größe einer Verbindungsvorrichtung für Metallplatten durch eine solche Struktur reduziert werden.
Die Metallband-Überführungseinheit 20 schließt Überführungswalzen 34, eine Metallband-Zuführrolle 23 und eine Metallband-Rückziehrolle 25 ein.
Die Überführungswalzen 34 sind an beiden Seiten der oberen Form 5 angebracht. Die Überführungswalzen 34 transportieren das Metallband 2.
Die Metallband-Zuführrolle 23 ist an einer Seite der Klemm-Einheit 31 montiert. Das Metallband 2 ist auf die Metallband-Zuführrolle 23 gewickelt. Die Metallband-Zuführrolle 23 führt das Metallband 2 einer Verbindungsvorrichtung für Metallplatten zu.
Die Metallband-Rückziehrolle 25 ist auf der anderen Seite der Klemm-Einheit 31 angebracht. Das Metallband 2 wird, nachdem es gestanzt wurde, auf die Metallband-Rückziehrolle 25 zurückgezogen.
Nachdem das auf die Metallband-Zuführrolle 23 aufgewickelte Metallband 2 abgewickelt und von den Überführungswalzen 34 einer Verbindungsvorrichtung für Metallplatten zugeführt wurde, bewegt sich die Stanze 8 abwärts, um das Metallband 2 zu stanzen und die Metallplatten 1 zu verbinden. Danach wird, während die Stanze 8, die Verbindungseinheit 32 und die Klemm-Einheit 31 in ihre Ausgangspositionen zurückkehren, das Metallband 2 auf die Metallband-Rückziehrolle 25 aufgewickelt. So wird das Metallband 2 kontinuierlich einer Verbindungsvorrichtung für Metallplatten zugeführt. Außerdem wird das Metallband 2, wenn es verbraucht ist, durch ein neues Metallband 2 auf der Metallband-Zuführrolle 23 ersetzt. Eine Stoßbelastung oder Wiederholungsbelastung kann von einem hydraulischen oder pneumatischen Drucksystem auf die Stanze 8 ausgeübt werden, und Personen mit durchschnittlichem Fachwissen können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung nach Belieben eine Art von Belastung und ein Druckausübungs-System auswählen.
Die Überführungseinheit 33 für die untere Form ist mit der unteren Form 7 gekoppelt. Die Überführungseinheit 33 für die untere Form bewegt die untere Form 7 in eine horizontale Richtung. Ein hydraulischer Druckzylinder kann als Überführungseinheit 33 für die untere Form verwendet werden.
Wie in 9 gezeigt, kann eine exemplarische Verbindungsvorrichtung für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem zum Punktschweißen verwendeten Roboter 37 montiert werden. In diesem Fall schließt eine Verbindungsvorrichtung für Metallplatten weiter Verbindungsabschnitte 30 ein, die mit einem oberen Roboterarm 28 und einem unteren Roboterarm 29 verbunden sind. Daher ist eine Verbindungsvorrichtung für Metallplatten an dem zum Punktschweißen verwendeten Roboter 37 montiert, und die erste, zweite und dritte Elektrode 13, 14 und 15 sind an die Stromversorgung 12 angeschlossen. Danach wird der Roboter 37, der das hydraulische Drucksystem oder das pneumatische Drucksystem zur Bereitstellung der Klemmlast und der Verbindungslast einschließt, in die Verbindungsposition bewegt, und die Metallplatten 1 werden verbunden.
Währenddessen werden das Metallband 2 und die Metallplatten 1 aus demselben Material hergestellt, so dass die Metallplatten 1 leicht zu verbinden sind.
Im Folgenden wird, mit Bezug auf 2 und 6, ein exemplarisches Verbindungsverfahren für Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, trifft, nachdem die Verbindungsposition der sich überlappenden Metallplatten 1 über dem Metall-Entfernungs-Weg 11 der unteren Form 7 positioniert wurde, die Mitte des zweiten Führungswegs 10 die Mitte der Verbindungsposition. Danach werden die Metallplatten 1 zwischen der mittleren Form 6 und der unteren Form 7 festgeklemmt. Außerdem wird das Metallband 2 zwischen der oberen Form 5 und der mittleren Form 6 festgeklemmt.
Danach empfängt die Heizeinheit 16 Strom von der Stromversorgung 12 und erhitzt das Metallband 2 und die Metallplatten 1.
Danach bewegt sich die Stanze 8 durch den ersten Führungsweg 9 abwärts und stanzt das Metallband 2, um das Nietglied 3 herzustellen.
Danach bewegt sich die Stanze 8 weiter durch den zweiten Führungsweg 10 abwärts und presspasst das Nietglied 3 in die sich überlappenden Metallplatten 1. In diesem Fall werden Abwärtsbewegungen des Nietglieds 3 und der Metallplatten 1 von einer Oberseite des Metall-Entfernungs-Wegs 11 eingeschränkt, da der Radius r3 des Metall-Entfernungs-Wegs 11 kleiner ist als der Radius r2 des zweiten Führungswegs 10. So werden das Nietglied 3 und die Metallplatten 1 durch das plastische Fließen verbunden.
Währenddessen wird, wie in 6 dargestellt, überschüssiges Metall 26, das während eines Verbindungsverfahrens nach unten gepresst wird, entfernt, wenn die untere Form 7 von der Überführungseinheit 33 für die untere Form horizontal bewegt wird. In diesem Fall entfernt die untere Form 7 das überschüssige Metall 26 und schabt gleichzeitig die Unterseiten der Verbindungsposition der Metallplatten 1 und des Nietglieds 3 ab. Außerdem wird das überschüssige Metall 26 durch den Metall-Entfernungs-Weg 11 im Auffangbehälter 36 für überschüssiges Metall gesammelt.
Die Karosserie eines Fahrzeugs wurde bisher hauptsächlich nach einem Punktschweiß-Verfahren verschweißt. Bei diesem Verfahren haben die Metallplatten, die hauptsächlich für die Karosserie des Fahrzeugs verwendet werden, hohe elektrische Widerstände und schmelzen daher schnell, wenn ein starker elektrischer Strom an sie angelegt wird. Hingegen schmelzen Leichtmetallplatten mit niedrigen elektrischen Widerständen nicht gut, wenn ein starker elektrischer Strom an sie angelegt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch werden die erhitzten Leichtmetallplatten durch das plastische Fließen verbunden, und daher kann kein Lichtbogen auftreten. Zusätzlich werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Metallplatten durch Presspassen des Nietglieds in die erhitzten Metallplatten verbunden. Daher können die Metallplatten mit geringer Verbindungslast, aber mit hoher Verbundfestigkeit verbunden werden.
Obwohl diese Erfindung im Zusammenhang mit dem beschrieben wurde, was zurzeit als praktische exemplarische Ausführungsformen betrachtet wird, soll deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken soll, die in den Geist und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche eingeschlossen sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Verbindungsvorrichtung und -verfahren von Metallplatten vereinfacht ein Verbindungsverfahren und verbessert die Verbindungsstärke von Metallplatten. Eine Verbindungsvorrichtung für Metallplatten kann Folgendes umfassen: eine obere Form mit einem ersten Führungsweg, der darin vertikal geformt ist, eine mittlere Form mit einem zweiten Führungsweg, der darin vertikal geformt ist, wobei die mittlere Form unterhalb der oberen Form angeordnet ist, eine untere Form mit einem Metall-Entfernungs-Weg, der darin vertikal geformt ist, wobei die untere Form unterhalb der mittleren Form angeordnet ist, eine Heizeinheit zum Erhitzen der Metallplatten und eines Metallbands, eine Stanze zum Ausüben einer Verbindungsbelastung auf die Metallplatten, eine Klemm-Einheit, die eine Klemmbelastung auf die obere Form ausübt, um die Metallplatten festzuklemmen, und eine Verbindungseinheit, welche die Verbindungsbelastung auf die Stanze ausübt, um die Metallplatten zu verbinden.

1: Metallplatte
2: Metallband
3: Nietglied
5: obere Form
6: mittlere Form
7: untere Form
8: Stanze
9: erster Führungsweg
10: zweiter Führungsweg
11: Metall-Entfernungs-Weg
12: Stromversorgung
13: erste Elektrode
14: zweite Elektrode
15: dritte Elektrode
16: Heizeinheit
17: Hochfrequenzinduktionsspule
18: erste Laserquelle
19: zweite Laserquelle
20: Metallband-Überführungseinheit
21: Klemmform
23: Metallband-Zuführrolle
24: Metallband
25: Metallband-Rückziehrolle
26: überschüssiges Metall
28: oberer Roboterarm
29: unterer Roboterarm
30: Verbindungsabschnitt
31: Klemm-Einheit
32: Verbindungseinheit
33: Überführungseinheit für untere Form
34: Überführungswalzen
35: Halterung
36: Auffangbehälter für überschüssiges Metall
37: Roboter
38: Schraubenfeder
39: Klemm-Einheit-Kolben
40: Verbindungseinheits-Zylinder

Claims

Eine Verbindungsvorrichtung für Metallplatten, die Folgendes umfasst: Metallplatten, die einander überlappen, ein Metallband, das zur Verbindung der sich überlappenden Metallplatten verwendet wird und dessen Material identisch ist mit dem Material der Metallplatten, eine Metallband-Überführungseinheit zum Zuführen und Zurückziehen des Metallbands, ein Nietglied, das aus dem Metallband ausgestanzt wurde und erhitzt wurde, eine obere Form zum Festklemmen des Metallbands durch eine elastische Kraft einer Schraubenfeder, die an einem oberen Abschnitt davon montiert ist, wobei die obere Form eine Stanze führt und als erste Elektrode verwendet wird, eine mittlere Form zum Festklemmen der sich überlappenden Metallplatten und Stanzen des Metallbands zwecks Herstellung des Nietglieds, wobei die mittlere Form das Nietglied und die Stanze führt und als zweite Elektrode verwendet wird, eine untere Form zum Halten der sich überlappenden Metallplatten, wobei die untere Form als Fließpress-Matrize zum Extrudieren der Metallplatten durch das Nietglied, als Schabeform zum Abschaben überschüssigen Metalls während der Extrusion und als dritte Elektrode verwendet wird, und die Stanze zur Herstellung des Nietglieds durch Stanzen des Metallbands, wobei die Stanze das Nietglied in die sich überlappenden Metallplatten presspasst, indem eine Last auf das Nietglied ausgeübt wird.
Ein Verbindungsverfahren für Metallplatten, das Folgendes umfasst: Anordnung einer unteren Form unter die Verbindungsposition sich überlappender Metallplatten zwecks Verbindung der sich überlappenden Metallplatten, Treffen der Mittelachse eines zweiten Führungswegs in der Mitte der Verbindungsposition, gleichzeitiges Festklemmen der sich überlappenden Metallplatten mit einer mittleren Form und eines Metallbandes durch eine Schraubenfeder, rasches Erhitzen des Metallbands, das durch die Schraubenfeder festgeklemmt wird, durch das Anlegen eines elektrischen Stroms zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, Herstellung eines erhitzten Nietglieds durch Stanzen des festgeklemmten Metallbands mit einer Stanze, die in einen ersten Führungsweg eingesetzt ist, rasches Erhitzen der sich überlappenden Metallplatten durch Anlegen eines elektrischen Stroms zwischen der zweiten Elektrode, die eine Oberseite der sich überlappenden Metallplatten berührt, und einer dritten Elektrode, die eine Unterseite der sich überlappenden Metallplatten berührt, Presspassen des erhitzten Nietglieds in die Metallplatten, die zwischen der mittleren Form und der unteren Form festgeklemmt sind, durch eine Kompressionslast der Stanze, Verbindung der sich überlappenden Metallplatten mit dem Nietglied durch einen Extrusionsdruck und eine Scherkraft, wenn das erhitzte Nietglied und die erhitzten sich überlappenden Metallplatten in einem Zustand plastischen Fließens durch einen Metall-Entfernungs-Weg extrudiert werden, dessen Radius kleiner ist als der Radius des zweiten Führungswegs.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, worin das Metallband rasch erhitzt wird durch Anlegen des elektrischen Stroms zwischen der zweiten Elektrode, die an eine Stromversorgung angeschlossen ist, und der ersten Elektrode, die Metallplatten rasch erhitzt werden durch Anlegen des elektrischen Stroms zwischen der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode, die an die Stromversorgung angeschlossen ist, die erste, zweite und dritte Elektrode mit derselben Mittelachse zylindrisch geformt sind, das Metallband im ersten Führungsweg gestanzt wird, das ausgestanzte Nietglied durch den zweiten Führungsweg geführt und in den erhitzten Abschnitt der Metallplatten pressgepasst wird, die Metallplatten durch plastisches Fließen extrudiert und verbunden werden und gleichzeitig überschüssiges Metall zum Metall-Entfernungs-Weg geschoben wird, wenn die Stanze durch den ersten und den zweiten Führungsweg bewegt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, worin eine Hochfrequenzinduktionsspule auf die erste und die zweite Elektrode gewickelt wird, das zwischen einer oberen Form und der mittleren Form angeordnete Metallband durch einen induzierten Strom der Hochfrequenzinduktionsspule rasch erhitzt wird, eine Hochfrequenzinduktionsspule auf die zweite und die dritte Elektrode gewickelt wird und die zwischen der mittleren Form und der unteren Form angeordneten Metallplatten durch einen induzierten Strom der Hochfrequenzinduktionsspule rasch erhitzt werden.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, worin das zwischen der oberen Form und der mittleren Form angeordnete Metallband von einer ersten Laserquelle rasch erhitzt wird, die an einer Unterseite der Stanze angebracht ist, und die zwischen der mittleren Form und der unteren Form angeordneten Metallplatten von einer zweiten Laserquelle rasch erhitzt werden, die im Metall-Entfernungs-Weg angebracht ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, worin das gestanzte Metallband zurückgezogen und von einer Metallband-Überführungseinheit auf eine Metallband-Rückziehrolle gewickelt wird, wenn die Stanze zurückkehrt, nachdem das auf eine Metallband-Zuführrolle gewickelte Metallband abgewickelt und gestanzt wurde, so dass das Metallband kontinuierlich zugeführt und zurückgezogen wird, und die Metallband-Zuführrolle ausgetauscht wird, wenn das Metallband verbraucht ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, worin eine Unterseite der Stanze zu einer Oberseite der sich überlappenden Metallplatten bewegt wird, so dass kein hervorstehendes Metall erzeugt wird, wenn das Nietglied in die Metallplatten pressgepasst wird, und die untere Form, die mit einer Überführungseinheit für die untere Form verbunden ist, sich in eine horizontale Richtung verschiebt und das überschüssige Metall abschabt, das an einer Unterseite der sich überlappenden Metallplatten haftet.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, worin die erhitzten Metallplatten in plastischem Fließzustand durch eine wiederholte Druckbelastung des Nietglieds verbunden werden, wenn das erhitzte Nietglied in die Metallplatten pressgepasst wird, die zwischen der mittleren Form und der unteren Form festgeklemmt sind, nachdem das Nietglied durch die Stanze hergestellt wurde.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin die Querschnitte des ersten und des zweiten Führungswegs und des Metall-Entfernungs-Wegs kreisförmig oder dreieckig sind, wodurch die Rotation der Metallplatten eingeschränkt wird, entsprechend einer Querschnittsform des Nietglieds.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 9, wobei mindestens eines des ersten und zweiten Führungswegs, des Metall-Entfernungs-Wegs und der Stanze verwendet wird, um die Rotation der Metallplatten einzuschränken.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die weiter einen Roboter umfasst, der ausgestattet ist mit der Stromversorgung, um der ersten, zweiten und dritten Elektrode Strom zuzuführen, und einem hydraulischen Drucksystem, um eine Klemmbelastung, eine Extrusionsbelastung und eine Schabebelastung auszuüben, wobei der Roboter automatisch in die Verbindungsposition der Metallplatten bewegt wird.
Eine Verbindungsvorrichtung für Metallplatten, die Folgendes umfasst: eine obere Form mit einem ersten Führungsweg, der darin vertikal geformt ist, eine mittlere Form mit einem zweiten Führungsweg, der darin vertikal geformt ist, wobei die mittlere Form unterhalb der oberen Form angeordnet ist, eine untere Form mit einem Metall-Entfernungs-Weg, der darin vertikal geformt ist, wobei die untere Form unterhalb der mittleren Form angeordnet ist, eine Heizeinheit zum Erhitzen der Metallplatten und eines Metallbands, eine Stanze zum Ausüben einer Verbindungsbelastung auf die Metallplatten, eine Klemm-Einheit, die eine Klemmbelastung auf die obere Form ausübt, um die Metallplatten festzuklemmen, und eine Verbindungseinheit, welche die Verbindungsbelastung auf die Stanze ausübt, um die Metallplatten zu verbinden.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei sowohl die obere als auch die untere Form das Metallband einklemmen, das für ein Nietglied verwendet wird, und sowohl die mittlere als auch die untere Form die Metallplatten einklemmen.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, worin das Material des Metallbands mit dem Material der Metallplatten identisch ist.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, die weiter eine Überführungseinheit für die untere Form umfasst, welche die untere Form in eine horizontale Richtung bewegt.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, die weiter eine Überführungseinheit für das Metallband umfasst, die das Metallband in eine horizontale Richtung bewegt.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 16, worin die Überführungseinheit für das Metallband Folgendes umfasst: Überführungswalzen, die auf beiden Seiten der oberen Form angeordnet sind, eine Metallband-Zuführrolle, angebracht auf einer Seite der Klemm-Einheit, wobei das Metallband darauf gewickelt ist, und eine Metallband-Rückziehrolle, angebracht auf der anderen Seite der Klemm-Einheit, wobei das Metallband, nachdem es gestanzt wurde, darauf zurückgezogen wird.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, die weiter eine Klemmform zum Festklemmen des Metallbands umfasst, wobei die Klemmform an einem inneren Umfang der oberen Form angebracht ist.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 18, worin ein elastisches Glied, das eine elastische Kraft abwärts auf die Klemmform ausübt, zwischen der oberen Form und der Klemmform angeordnet ist.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 19, worin das elastische Glied eine Schraubenfeder ist.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 18, worin die Heizeinheit Folgendes umfasst: eine erste Elektrode, geformt an einem inneren Umfang der Klemmform, eine zweite Elektrode, geformt an einem inneren Umfang der mittleren Form, und eine dritte Elektrode, geformt an einem inneren Umfang der unteren Form.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei Hitze in den Metallplatten und dem Metallband erzeugt wird, wenn ein elektrischer Strom daran angelegt wird, da der elektrische Widerstand davon hoch ist.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 21, worin die erste, zweite und dritte Elektrode jeweils mit einer Hochfrequenzinduktionsspule umwickelt sind.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Heizeinheit Folgendes umfasst: eine erste Laserquelle zum Erhitzen des Metallbands, wobei die erste Laserquelle an einer Unterseite der Stanze montiert ist, und eine zweite Laserquelle zum Erhitzen der Metallplatten, wobei die zweite Laserquelle an einem inneren Umfang der unteren Form montiert ist.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der erste und der zweite Führungsweg denselben Radius haben.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei der Radius des Metall-Entfernungs-Wegs kleiner ist als der Radius des zweiten Führungswegs.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der erste und der zweite Führungsweg und der Metall-Entfernungs-Weg eine zylindrische Form haben.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, worin der erste und der zweite Führungsweg und der Metall-Entfernungs-Weg die Form dreieckiger Prismen haben.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, worin ein Verbindungseinheits-Zylinder der Verbindungseinheit an einem Klemm-Einheit-Kolben der Klemm-Einheit geformt ist.
Ein Verbindungsverfahren für Metallplatten, das Folgendes umfasst: Festklemmen der sich überlappenden Metallplatten zwischen einer unteren Form und einer mittleren Form, Anbringung eines Metallbands über den sich überlappenden Metallplatten durch die mittlere Form und eine obere Form, Erhitzung der sich überlappenden Metallplatten und des Metallbands mit einer Heizeinheit, Herstellung eines Nietglieds durch Stanzen des Metallbands und Presspassung des Nietglieds in die sich überlappenden Metallplatten mit einer Stanze.
Das Verbindungsverfahren gemäß Anspruch 30, weiter das Entfernen von überschüssigem Metall umfassend, das bei der Presspassung herausgedrückt wird.
Das Verbindungsverfahren gemäß Anspruch 31, wobei das überschüssige Metall entfernt und gleichzeitig die Metallplatten durch Bewegung der unteren Form in eine horizontale Richtung abgeschabt werden.
Das Verbindungsverfahren gemäß Anspruch 30, wobei ein erster Führungsweg vertikal in der oberen Form geformt ist, ein zweiter Führungsweg vertikal in der mittleren Form geformt ist und ein Metall-Entfernungs-Weg vertikal in der unteren Form geformt ist.
Das Verbindungsverfahren gemäß Anspruch 33, wobei der erste und der zweite Führungsweg denselben Radius haben.
Das Verbindungsverfahren gemäß Anspruch 34, wobei der Radius des Metall-Entfernungs-Wegs kleiner ist als der Radius des zweiten Führungswegs.