DE10032816A1

DE10032816A1 - Rivet connection for panel-shaped components uses guide sleeve to guide rivet until placed on upper component, and raises sleeve to move riveting die to set rivet

Info

Publication number: DE10032816A1
Application number: DE2000132816
Authority: DE
Inventors: Dieter Mauer; Reinhold Opper
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-01-17
Also published as: WO2002007913A1; JP2004504157A

Abstract

The machine has a riveting die in a sleeve. The sleeve is raised until at least an upper cutting edge of a rivet is laid bare, the axis of the die moves along a track concentric around the axis of the rivet. The die is moved towards the rivet parallel to the central rivet axis and widens the upper cutting edge radially, so that the edge conically expands the rivet hole in the upper components and forms the rivet connection.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Stanznietver bindung von mindestens zwei plattenartigen Bauteilen, von denen das bzw. die oberen Bauteile von einem Stanzniet mit einer an der Stirnseite seines Nietschaf tes angeordneten Schneidkante, die im Schneidbereich durch eine achsparallel verlaufende Außenseite und eine konische Innenseite des Nietschaftes gebildet ist, durchstanzt sind und das unterste Bauteil die stirnseitige Schneidkante nach einer linearen Bewegung eines in einer Führungshülse geführten Stempels in aufge weiteter Form in einer Matrize aufnimmt und eine obere Schneidkante im we sentlichen unverformt ausgebildet bleibt.The invention relates to a method for producing a punch rivet Binding of at least two plate-like components, one of which upper components of a punch rivet with one on the front of his rivet sheep tes arranged cutting edge in the cutting area by an axially parallel extending outside and a conical inside of the rivet shaft is formed, are punched through and the bottom component is the cutting edge on the front after one linear movement of a stamp guided in a guide sleeve in wide form in a die and an upper cutting edge in the we remains substantially undeformed.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer Nietverbindung mit Matrize und Stempel von mindestens zwei plattenartigen Bauteilen, von denen das bzw. die oberen Bauteile von einem Stanzniet mit einer an der Stirnseite seines Nietschaftes angeordneten Schneidkante die im Schneid bereich durch eine achsparallel verlaufende Außenseite und eine konische Innen- Seite des Nietschaftes gebildet ist, durchstanzt sind und das unterste Bauteil die stirnseitige Schneidkante in aufgeweiteter Form aufnimmt, wobei beide Schneid kanten im wesentlichen in gleichem Maße derart radial aufgeweitet sind, daß die rückwärtige Schneidkante das Stanzloch in dem obersten Bauteil konisch aufwei tet und mit dieser Aufweitung formschlüssig vernietet ist, wobei sowohl die Ma trize als auch der Stempel ein in den Nietschaft passendes Verformungsstück aufweist, das jeweils die betreffende Schneidkante im wesentlichen in gleichem Maße aufweitet. Furthermore, the invention relates to a device for producing a Rivet connection with die and punch of at least two plate-like Components, of which the upper component or components of a punch rivet with a on the front side of its rivet shaft arranged cutting edge in the cutting area due to an axially parallel outer side and a conical inner Side of the rivet shank is formed, punched through and the lowest component front cutting edge in expanded form, both cutting edges are expanded substantially radially to the same extent that the rear cutting edge the punch hole in the uppermost component conically tet and is riveted form-fitting with this expansion, both the Ma trize as well as the punch a deformation piece that fits into the rivet shaft has that the respective cutting edge in substantially the same Widened dimensions.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Nietverbindung von mindestens zwei plattenartigen Bauteilen, von denen das bzw. die oberen Bauteile von einem Stanzniet durchstanzt sind und das unterste Bauteil die stirnseitige Schneidkante in aufgeweiteter Form aufnimmt, wobei beide Schneidkanten im wesentlichen in gleichem Maße derart radial aufgeweitet sind, daß die rückwärtige Schneidkante das Stanzloch in dem obersten Bauteil konisch aufweitet und mit dieser Aufwei tung formschlüssig vernietet ist.Furthermore, the invention relates to a riveted joint of at least two plate-like components, of which the upper component or components from one Punch rivets are punched through and the bottom component is the cutting edge on the front in expanded form, with both cutting edges essentially in are expanded radially to the same extent that the rear cutting edge the punch hole in the top component widens conically and with this exp tion is positively riveted.

Aus der deutsche Patentanmeldung 197 01 780 ist ein Verfahren bekannt, einen Stanzniet mit einer an der Stirnseite seines Nietschaftes angeordneten Schneid kante, die im Schneidbereich durch eine achsparallel verlaufende Außenseite und eine konische Innenseite des Nietschaftes gebildet ist, wobei sich die Außenseite durchgehend achsparallel über den gesamten Nietschaft erstreckt und der Stanzniet rohrförmig in axialsymmetrischer Ausführung beidseitig mit den glei chen Schneidkanten versehen ist, mit einem Nietwerkzeug zur Herstellung einer Nietverbindung mit einer Matrize und einem Stempel zu verwenden. Hierzu weist das Nietwerkzeug eine Matrize und einen Stempel auf, die jeweils ein in den Niet schaft passendes Konusstück aufweisen, um die jeweils betreffende Schneidkante des Stanzniets im wesentlichen in gleichem Maße aufzuweiten. Während des be kannten Nietverfahrens bewegt sich der Stempel im wesentlichen senkrecht auf die oberste Blechschicht zu, um den Stanzniet senkrecht durch die zu verbinden den Bleche zu stanzen. Sobald der Stempel in seiner Bewegung auf das oberste Blech hin den Stanzniet soweit durch die zu verbindenden Bleche gestanzt hat, daß in der Matrize der auszufüllende Bereich im wesentlichen gefüllt ist, weitet der Stempel durch weiteres Absenken die Oberkante des Stanzniets radial nach außen so weit auf, bis ein im wesentlichen glatter Übergang von oberer Schneid kante und oberer Metallfläche des oberen Bleches entstanden ist. Bei dieser plasti schen Verformung des oberen Randbereichs des Stanznietes findet durch die Aufweitbewegung und Pressung des Stempels eine hinreichend zuverlässige Ver bindung von Stanzniet und oberem Blech statt. Jedoch bildet sich durch den an schließenden Setzprozess des Stanzniets, d. h. durch die Rückbildung des oberen Randbereiches des Stanzniets in Richtung Zentralachse des Stanzniets, ein Rings palt aus, der die Haltefestigkeit des Stanzniets im Blech und somit die Belastbar keit der Nietverbindung reduziert. Dieser durch Setzen des Stanzniets entstandene Ringspalt kann insbesondere bei Metallverbindungen wie beispielsweise Alumi nium/Stahl nachteilig sein, da sich in diesem Ringspalt leicht Feuchtigkeit an sammeln kann. Zwar wird einer Korrosion von Aluminium und Stahl dadurch vorgebeugt, daß die Stanznieten mit einer Schutzschicht überzogen sind, jedoch bleibt diese Korrosionsschutzschicht durch den plastischen Verformungsprozess nicht immer unversehrt, so daß sich im Ringspalt mit der Zeit Korrosion bilden kann. Eine solche Korrosion reduziert die Festigkeit der Nietverbindung wesent lich und ist insbesondere bei Bauteilen, die bestimmten Sicherheitsanforderungen entsprechen müssen, wie beispielsweise im Automobilbau, besonders nachteilig.A method is known from German patent application 197 01 780, a Self-piercing rivet with a cutting arranged on the front of its rivet shaft edge in the cutting area due to an axially parallel outside and a conical inside of the rivet shaft is formed, with the outside extends axially parallel across the entire rivet shank and the Punch rivet tubular in an axially symmetrical design on both sides with the same Chen cutting edges is provided with a riveting tool for producing a Rivet connection to be used with a die and a stamp. This points the riveting tool has a die and a punch, each one in the rivet Shaft have a matching cone piece around the cutting edge in question to expand the punch rivet substantially to the same extent. During the be Known riveting, the stamp moves essentially vertically the top sheet metal layer to connect the punch rivet vertically through the to punch the sheets. Once the stamp moves to the top one Sheet metal has punched the punch rivet so far through the sheets to be joined, that the area to be filled is essentially filled in the matrix by lowering the stamp radially further down the upper edge of the punch rivet on the outside until an essentially smooth transition from the upper cutting edge and upper metal surface of the upper sheet is created. With this plasti The deformation of the upper edge area of the punch rivet takes place through the Expanding movement and pressing of the stamp a sufficiently reliable ver the punch rivet and the upper sheet are bound. However, through the forms closing rivet setting process, d. H. by the regression of the upper Edge area of the punch rivet in the direction of the central axis of the punch rivet, a ring folds out of the holding strength of the punch rivet in the sheet and thus the resilience reduced rivet connection. This was created by setting the punch rivet Annular gap can be especially in the case of metal compounds such as aluminum nium / steel can be disadvantageous since moisture easily accumulates in this annular gap can collect. It does cause corrosion of aluminum and steel prevented that the punch rivets are covered with a protective layer, however this corrosion protection layer remains due to the plastic deformation process not always intact, so that corrosion forms over time in the annular gap can. Such corrosion significantly reduces the strength of the riveted joint Lich and is particularly in the case of components, the certain safety requirements must correspond, such as in automobile construction, particularly disadvantageous.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung mit den bekannten Stanznieten zu schaffen, die einen lan ganhaltenden Formschluß mit den zu verbindenden Bauteilen herstellt, sowie ein Werkzeug zur Herstellung dieser Nietverbindung bereitzustellen.The object of the present invention is therefore to provide a method for the production to create a rivet connection with the known punch rivets that a lan sustained positive locking with the components to be connected, and a To provide tools for making this riveted joint.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer Stanznietverbindung von mindestens zwei plattenartigen Bauteilen erfüllt, von denen das bzw. die oberen Bauteile von einem Stanzniet mit einer an der Stirn seite seines Nietschaftes angeordneten Schneidkante, die im Schneidbereich durch eine achsparallel verlaufende Außenseite und eine konische Innenseite des Niet schaftes gebildet ist, durchstanzt sind und das unterste Bauteil die stirnseitige Schneidkante nach einer linearen Bewegung eines in einer Führungshülse ge führten Stempels in aufgeweiteter Form in einer Matrize aufnimmt und eine obere Schneidkante im wesentlichem unverformt ausgebildet bleibt, wobei anschließend die Führungshülse so weit angehoben wird, daß zumindest die obere Schneidkante freigelegt wird und die Achse des Stempels auf einer um die Zentralachse des Stanzniets konzentrischen Bahn geführt wird und dabei der Stempel parallel zur Zentralachse des Stanzniets auf den Stanzniet hin bewegt wird und die obere Schneidkante im wesentlichen in gleichem Maße derart radial aufweitet, daß die obere Schneidkante das Stanzloch in dem obersten Bauteil konisch aufweitet und mit dieser Aufweitung formschlüssig vernietet ist.This object is achieved by a method for producing a Punch rivet connection of at least two plate-like components fulfilled by which the one or more components of a punch rivet with one on the forehead side of its rivet shaft arranged cutting edge, which in the cutting area an axially parallel outside and a conical inside of the rivet shaft is formed, punched and the bottom component is the front Cutting edge after a linear movement of a ge in a guide sleeve led stamps in expanded form in a die and an upper The cutting edge remains essentially undeformed, after which the guide sleeve is raised so far that at least the upper cutting edge is exposed and the axis of the stamp on a around the central axis of the Stanzniets concentric path is guided and the punch parallel to Central axis of the punch rivet is moved towards the punch rivet and the upper Cutting edge expands radially to substantially the same extent that the upper cutting edge, the punch hole in the uppermost component is flared and riveted with this widening.

Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf den ersten Arbeitsschritten des be kannten Verfahren zum Setzen von Stanznieten gemäß deutscher Patentanmel dung 197 01 780 auf, wobei jedoch keine Führungsbacken verwendet werden, die seitliche entfernt werden, sobald die Schneidkante in das obere Bauteil einge drungen ist und ferner die Vernietung der oberen Schneidkante durch eine Tau melbewegung des Stempels erfolgt, nachdem dieser in einer Linearbewegung den Stanzniet gemäß deutscher Patentanmeldung 197 01 780 bis zu einer gewissen Tiefe in die zu verbindenden Bauteile eingestanzt hat.The inventive method builds on the first steps of the be known process for setting punch rivets according to German patent application 197 01 780, but no guide jaws are used Lateral be removed once the cutting edge is inserted into the top component is urgent and also the riveting of the upper cutting edge by a rope mel movement of the stamp takes place after this in a linear movement Punch rivet according to German patent application 197 01 780 to a certain Has punched depth into the components to be connected.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet demgegenüber lediglich eine Füh rungshülse, in der der Stanzniet bis zum Aufsetzen auf das oberste Bauteil geführt wird. Nach dem Aufsetzen dieser Führungshülse übt der Stempel die erforderliche Kraft aus, um den Stanzniet durch die zu verbindenden Bauteile hindurchzustan zen. Hierbei wird an der der Matrize zugewandten Seite eine Nietverbindung her gestellt, wie sie bereits aus der deutschen Patentanmeldung 197 01 780 bekannt ist.In contrast, the method according to the invention uses only one guide in which the punch rivet is guided until it is placed on the top component becomes. After placing this guide sleeve, the stamp exercises the necessary Force to punch the rivet through the components to be connected Zen. Here, a riveted connection is made on the side facing the die provided as already known from German patent application 197 01 780 is.

Im Anschluß an diesen Verfahrensschritt wird die Führungshülse vorzugsweise unter Beibehaltung des Kontaktes zwischen Stempel und Schneidkante des Stanz niets so weit angehoben, bis die obere Schneidkante des Stanzniets im wesentli chen freiliegt. Hierbei kann es zweckmäßig sein, die Führungshülse mehrteilig aufzubauen, beispielsweise indem zylindrische Halbschalen konzentrisch ange ordnet werden.Following this step, the guide sleeve is preferred while maintaining contact between the punch and the cutting edge of the punch rivets raised until the upper cutting edge of the punch rivet essentially Chen is exposed. In this case, it can be expedient for the guide sleeve to have several parts build up, for example by concentric cylindrical half-shells be classified.

Zum Ausbilden der oberen Ausweitung des Stanzniets wird der Stempel zweck mäßigerweise zusammen mit der Führungshülse entweder unter Beibehaltung des Kontaktes von Stempel und Schneidkante aus der Vertikalen (Zentralachse des Stanzniets) leicht geneigt, so daß zumindest ein Sektorbereich des Innenkonus des Stanzniets mit dem Stempel in Kontakt steht, oder der Stempel wird radial unter Beibehaltung seiner zum obersten Bauteil senkrechten Ausrichtung radial ver setzt, um ebenfalls zumindest mit einem Sektorbereich des Innenkonus des Stanz niets in Kontakt zu bleiben.The stamp is used to form the upper extension of the punch rivet moderately together with the guide sleeve either while maintaining the Contact of the punch and cutting edge from the vertical (central axis of the Punch rivets) slightly inclined so that at least one sector area of the inner cone of the Punch rivets are in contact with the stamp, or the stamp is radially below Maintaining its vertical ver orientation to the top component sets to also at least with a sector area of the inner cone of the punch never stay in touch.

Im Falle der Neigung des Stempels wird dieser weiterhin bei dem erfindungsge mäßen Verfahren in einer in Richtung des obersten Bauteils führenden Schrau benlinie bewegt, so daß der Sektorbereich, der die Kontaktfläche zwischen Stem pel und Innenkonus des Stanzniets bildet, um die Zentralachse des Stanzniets her um läuft und so bei jeder 360°-Drehung die Mantelfläche des Stanzniets in immer dichteren Formfluß mit dem obersten Bauteil bringt. Die so von dem Stempel ausgeführte Bewegung ist eine Überlagerung von einer konzentrischen Kreis bahnbewegung um die Zentralachse des Stanzniets und einer Linearbewegung parallel zur Zentralachse des Stanzniets auf das oberste Bauteil hin, wobei sich die Achse des Stempels auf der Mantelfläche eines Kegels bewegt.In the event of the inclination of the stamp, this will continue to be the case with the invention method in a screw leading towards the top component benlinie moves so that the sector area that the contact area between Stem pel and inner cone of the punch rivet forms around the central axis of the punch rivet runs around and so with every 360 ° rotation the lateral surface of the punch rivet in always brings denser form flow with the top component. The stamp executed movement is an overlay of a concentric circle path movement around the central axis of the punch rivet and a linear movement parallel to the central axis of the punch rivet towards the top component, the Axis of the punch moves on the surface of a cone.

Im Falle, daß der Stempel radial versetzt wird, bildet sich ebenfalls ein Sektorbe reich als Kontaktfläche zwischen Stempel und Innenkonus des Stanzniets aus, der in gleicher Weise um die Zentralachse des Stanzniets herum läuft und die Mantel fläche des Stanzniets in Formschluß mit dem oberen Bauteil zwingt. Die so von dem Stempel ausgeführte Bewegung ist eine Überlagerung von einer konzentri schen Kreisbahnbewegung um die Zentralachse des Stanzniets und einer Linear bewegung parallel zur Zentralachse des Stanzniets auf das oberste Bauteil hin, wobei sich die Achse des Stempels auf der Mantelfläche eines Zylinders bewegt.In the event that the stamp is displaced radially, a sector is also formed sufficient as the contact surface between the punch and the inner cone of the punch rivet, the runs in the same way around the central axis of the punch rivet and the jacket surface of the punch rivet in positive engagement with the upper component. The so of the movement of the stamp is an overlay of a concentric one Circular path movement around the central axis of the punch rivet and a linear movement parallel to the central axis of the punch rivet towards the top component, wherein the axis of the stamp moves on the outer surface of a cylinder.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Stempel ebenfalls aus der Vertikalen (Zentralachse des Stanzniets) geneigt und bildet so einen Sektorbereich als Kontaktfläche mit dem Innenkonus des Stanz niets aus, der in gleicher Weise um die Zentralachse des Stanzniets herum läuft und die Mantelfläche des Stanzniets in Formschluß mit dem oberen Bauteil zwingt. Die von dem Stempel ausgeführte Bewegung beschreibt eine konzentri sche Bahn um die Zentralachse des Stanzniets, wobei die Achse des Stempels eine Hypozykloidenbahn abläuft, die im wesentlichen der Form einer Rosette ent spricht und konzentrisch um die Zentralachse des Stanzniets ausgebildet ist.In a further embodiment of the method according to the invention, the Stamp also inclined from the vertical (central axis of the punch rivet) and thus forms a sector area as a contact surface with the inner cone of the punch rivets, which runs in the same way around the central axis of the punch rivet and the outer surface of the punch rivet in positive engagement with the upper component forces. The movement carried out by the stamp describes a concentric cal path around the central axis of the punch rivet, the axis of the punch a Hypocycloidal path runs, which essentially ent the shape of a rosette speaks and is formed concentrically around the central axis of the punch rivet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß ein gegenüber dem Stand der Technik um Vielfaches höherer Anpreßdruck zwischen Stanzniet und Bauteil erfolgt und so eine formschlüssige Verpressung in der Nietverbindung entsteht, die selbst nach dem zwangsläufigen Setzprozess des Stanzniets nicht dazu führt, daß sich ein Ringspalt zwischen Mantelfläche des Stanzniets und der Bauteiloberseite ausbildet.The inventive method ensures that a State of the art many times higher contact pressure between punch rivet and Component takes place and so a positive pressing in the rivet connection arises that does not even after the inevitable setting process of the punch rivet leads to an annular gap between the outer surface of the punch rivet and the Forms the top of the component.

Die schraubenlinienförmigen Bewegungen des Stempels wird durch eine entspre chende Gelenk- oder Getriebevorrichtung im Antriebsbereich des Stempels er zielt.The helical movements of the stamp are corresponded to by a appropriate joint or gear device in the drive area of the stamp aims.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, es zeigenExemplary embodiments of the invention are shown in the figures, it shows

Fig. 1a + b den Stanzniet im Schnitt und in perspektivischer Sicht hin durchgehender rohrartiger Ausbildung; Fig. 1a + b the punch rivet in section and in a perspective view of continuous tubular design;

Fig. 2 bis 7 die einzelnen Herstellungsphasen der erfindungsgemäßen Nietverbindung mit dem Stanzniet. Fig. 2 to 7, the individual manufacturing phases of the rivet connection according to the invention with the punch rivet.

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Ver fahrens, bei dem die Bewegung des Stempels eine Hypozykloi denbahn beschreibt. Fig. 8 is a perspective view of the method according to the invention, in which the movement of the stamp describes a hypocycloid denbahn.

In der Fig. 1a ist der Stanzniet 1 dargestellt, dessen Nietschaft 2 als durchgehend zylindrisches Rohr ausgebildet ist. An seinen beiden Enden besitzt der Nietschaft 2 jeweils einen Innenkonus 3, 4, der den Nietschaft 2 von innen her nach außen erweitert und beim Übergang in die zylindrisch verlaufende Außenseite 5 die Schneidkante 6 bzw. 7 bildet. Der Stanzniet 1 weist somit im wesentlichen Be reich seiner Innenseite 8 sowie seiner Außenseite 5 eine durchgehend zylindrische Gestaltung auf, die axialsymmetrisch in den beiden Schneidkanten 6 und 7 endet.In Fig. 1a, the punch rivet 1 is shown, the rivet shaft 2 is designed as a continuous cylindrical tube. At both ends, the rivet shaft 2 has an inner cone 3 , 4 , which extends the rivet shaft 2 from the inside to the outside and forms the cutting edge 6 and 7 , respectively, in the transition into the cylindrical outer side 5 . The punch rivet 1 thus has essentially Be its inner side 8 and its outer side 5 has a continuous cylindrical design that ends axially symmetrically in the two cutting edges 6 and 7 .

In Fig. 2 ist der Stanzniet 1 in einem Werkzeug in der Führungshülse 12 gehalten, und zwar unter Ansetzen des Stempels 11 an der rückwärtigen Seite des Stanz niets 1. Der Stempel 11 ist ebenfalls in der Führungshülse 12 geführt. Diesem die Teile 11 und 12 aufweisende Werkzeug gegenüber werden die zu vernietenden plattenartigen Bauteile 13 und 14 gehalten, die durch herkömmliche Haltemecha nismen fixiert sind. Auf der dem Stanzniet gegenüberliegenden Seite ist die Ma trize 15 angeordnet, gegenüber der sich die Bauteile 13 und 14 während des nach stehend beschriebenen Stanz- und Nietvorganges abstützen.In FIG. 2, the self-piercing rivet 1 is held in a tool in the guide sleeve 12, under attaching the stamper 11 at the rear side of the punch rivet 1. The stamp 11 is also guided in the guide sleeve 12 . This the parts 11 and 12 having tool against the plate-like components to be riveted 13 and 14 are held, which are fixed by conventional Haltemecha mechanisms. On the opposite side of the punch rivet the Ma trize 15 is arranged, against which the components 13 and 14 are supported during the punching and riveting process described below.

In der nachfolgenden in Fig. 3 dargestellten Arbeitsphase drückt der Stempel 11 den Stanzniet 1 unter Führung des Stanzniets 1 in der Führungshülse 12 gegen das Bauteil 13, das sich dabei über das darunterliegende Bauteil 14 gegen die Matrize 15 abstützt. Durch eine Vorschubbewegung des Stempels 11 gemäß eingezeich netem Pfeil wird nun, wie in Fig. 4 dargestellt, der Stanzniet 1 in das Bauteil 13 gestanzt, wobei die Führungshülse 12 den Stanzniet dabei führt. Dieser vom Stempel 11 auf den Stanzniet 1 ausgeübte Druck wird dadurch übertragen, daß der Stempel 11 auf seiner dem Stanzniet 1 zugewandten Seite in einem in den Stanz niet passenden Konusstück 16 endet, welches sich formschlüssig an die konische Innenseite 3 des Stanzniets 1 anlegt. Der Stanzniet 1 dringt dabei mit seiner Schneidkante 6 in das Bauteil 13 ein, das sich dabei in Richtung auf die Matrize 15 verformt und dabei das Bauteil 14 vor sich herschiebt. Dieser Vorgang wird durch die Formgebung der Matrize 15 auf ihrer dem Stanzniet 1 zugewandten Seite bewirkt, die ähnlich wie der Stempel 11 in einem Konusstück 17 endet. Ne ben dem Konusstück 17 weist die Matrize 15 die das Konusstück 17 umlaufende Formtasche 18 auf, in die sich das Material des Bauteils 14 bei dem Eindrücken des Stanzniets 1 einformt. Sobald dieser Einformvorgang abgeschlossen ist, wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Führungshülse 12 zumindest soweit zurückgezogen, bis die Schneidkante 7 des Stanzniets über die lichte Weite der Hülsenabschlußkante freigelegt wird.In the subsequent working phase shown in FIG. 3, the punch 11 presses the punch rivet 1 under the guidance of the punch rivet 1 in the guide sleeve 12 against the component 13 , which is supported against the die 15 by the component 14 below. By a feed movement of the punch 11 according to the arrow, the punch rivet 1 is now punched into the component 13 , as shown in FIG. 4, the guide sleeve 12 guiding the punch rivet. This pressure exerted by the punch 11 on the punch rivet 1 is transmitted in that the punch 11 ends on its side facing the punch rivet 1 in a cone piece 16 which fits into the punch rivet and which fits positively on the conical inside 3 of the punch rivet 1 . The punch rivet 1 penetrates with its cutting edge 6 into the component 13 , which deforms in the direction of the die 15 and thereby pushes the component 14 in front of it. This process is brought about by the shape of the die 15 on its side facing the punch rivet 1 , which ends in a cone piece 17 in a manner similar to the punch 11 . Next to the cone piece 17 , the die 15 has the shape pocket 18 which surrounds the cone piece 17 and into which the material of the component 14 is formed when the punch rivet 1 is pressed in. As soon as this molding process has been completed, the guide sleeve 12 is withdrawn, as shown in FIG. 5, at least until the cutting edge 7 of the punch rivet is exposed over the clear width of the sleeve end edge.

Im Anschluß an diesen Arbeitsschritt wird der Stempel 11, zweckmäßigerweise gemeinsam mit der Führungshülse 12, um einen Winkel α gegenüber der Zen tralachse, die bis zu diesem Zeitpunkt von dem Stanzniet 1 und dem Stempel 11 gebildet wird, herausgeschwenkt und ein sektorenartiger Flächenbereich bildet sich als Kontaktfläche zwischen Innenkonusfläche 3 des Stanzniets 1 und Konus stück 16 des Stempels 11 aus. Unter Beibehaltung dieses Winkels α und der dabei ausgebildeten Kontaktfläche rotiert nunmehr der Stempel 11 um die Zentralachse des Stanzniets 1 derart, daß die Kontaktfläche zwischen Konusstück 16 und In nenkonus 3 um die Zentralachse des Stanzniets 1 läuft.Following this step, the stamp 11 is expediently pivoted out together with the guide sleeve 12 by an angle α relative to the central axis, which has been formed up to this point by the punch rivet 1 and the stamp 11 , and a sector-like surface area is formed as Contact surface between the inner cone surface 3 of the punch rivet 1 and the cone piece 16 of the punch 11 . While maintaining this angle α and the contact surface formed thereby, the stamp 11 now rotates about the central axis of the punch rivet 1 such that the contact surface between the cone piece 16 and the inner cone 3 runs around the central axis of the punch rivet 1 .

In der nicht dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform, in der die Aus bildung des sektorartigen Flächenbereichs als Kontaktfläche durch ein axiales Versetzen des gesamten Stempels erfolgt, wird gleichermaßen die Kontaktfläche bewegt.In the embodiment of the invention, not shown, in which the off formation of the sector-like area as a contact area by an axial If the entire stamp is moved, the contact surface will be the same emotional.

Diesem rotierendem Bewegungsablauf überlagert ist eine Linearbewegung der nicht dargestellten Vorschubspindel, so daß der Stempel 11 eine schraubenlinien förmige Bewegung in Richtung auf das Bauteil 13 hin beschreibt, wobei stetig, d. h. bei jeder taumelnden Drehung des Stempels die Außenseite 5 des Stanzniets 1, d. h. die Kontaktfläche, aufweitet und schließlich unter weiterem Aufweiten intensiver mit der Oberseite des Bauteils 13 verpresst wird bis nach einigen Um drehungen eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist. Im Anschluß an diesen Vernietungsprozess wird der Stempel 11 zurückgezogen, und der Nietvorgang ist abgeschlossen.This rotating motion sequence is superimposed on a linear movement of the feed spindle, not shown, so that the stamp 11 describes a helical movement in the direction of the component 13 , with the outside 5 of the punch rivet 1 , ie the contact surface, being steady, ie with each wobbling rotation of the stamp , widened and finally, with further widening, pressed more intensively with the top of the component 13 until after a few rotations a positive connection is established. Following this riveting process, the stamp 11 is withdrawn and the riveting process is complete.

Fig. 7 zeigt eine Nietverbindung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist, Fig. 7a zeigt eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 7, wo bei deutlich zu erkennen ist, daß auch nach dem Setzvorgang des Stanzniets 1 eine formschlüssige Verbindung zwischen Stanzniet-Außenseite 5 und Bauteil 13 fort besteht. Fig. 7 shows a rivet connection which has been produced by the method according to the invention, Fig. 7a shows an enlarged detail view of Fig. 7, where it can clearly be seen that even after the setting of the punch rivet 1, a positive connection between the punch rivet outside 5 and component 13 continues.

In Fig. 8 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei der der Stempel auf einer Hypozykloidenbahn bewegt wird. Die Hypozykloidenbahnbewegung wird von einem nicht dargestellten Ge triebe erzeugt. Bei der Bewegung des Stempels auf der Hypozykloide wird zwi schen dem Stempel und dem Innenkonus des Stanzniets ein Sektorbereich als Kontaktfläche ausgebildet. Die Verformung des Stanzniets erfolgt auf der Kon taktfläche. Während der Hypozykloidenbahnbewegung rotiert der Stempel nach jedem Durchlaufen eines "Rosettenblatts" durch das Zentrum der Hypozykloide, das mit der Zentralachse des Stanzniets zusammenfällt. Dieser Hypozykloidbe wegung überlagert ist die Linearbewegung des Stempels (Pfeilrichtung parallel zur Zentralachse des Stanzniets) auf das oberste Bauteil hin, so daß die gesamte Bewegung als eine "Taumelbewegung" abläuft. In Fig. 8 ist eine Hypozykloi denbahn gezeigt die aus vier Schleifen einer Rosette besteht. Erfindungsgemäß wird während der Bewegung der Krümmungsradius der Hypozykloidenbewegung stetig geändert, so daß im Scheitel einer jeden Rosettenschleife, wenn der Krüm mungsradius am kleinsten ist, die Verformungskraft des Stempels gegenüber dem Stanzniet zumindest ein lokales Maximum erreicht. Diese örtlich erhöhte Verfor mungskraft erlaubt es, eine besonders dauerhafte erfindungsgemäße Nietverbin dung herzustellen.Another preferred embodiment of the method according to the invention is shown in FIG. 8, in which the stamp is moved on a hypocycloid path. The hypocycloid trajectory movement is generated by a gear, not shown. When the stamp moves on the hypocycloid, a sector area is formed between the stamp and the inner cone of the punch rivet as a contact surface. The punch rivet is deformed on the contact surface. During the hypocycloid trajectory movement, the stamp rotates each time a "rosette leaf" passes through the center of the hypocycloid, which coincides with the central axis of the punch rivet. This Hypozykloidbe movement is superimposed on the linear movement of the punch (arrow direction parallel to the central axis of the punch rivet) on the top component, so that the entire movement takes place as a "wobble movement". In Fig. 8 a Hypozykloi denbahn is shown which consists of four loops of a rosette. According to the invention, the radius of curvature of the hypocycloid movement is continuously changed during the movement, so that in the apex of each rosette loop, when the radius of curvature is smallest, the deformation force of the plunger relative to the punch rivet at least reaches a local maximum. This locally increased deformation force makes it possible to produce a particularly durable rivet connection according to the invention.

Claims

1. A method for producing a punch rivet connection of at least two plate-like components, of which the top component or components is formed by a punch rivet with a cutting edge arranged on the end face of its rivet shaft, which in the cutting area is formed by an axially parallel outer side and a conical inside of the rivet shaft is punched through and the lowermost component receives the front cutting edge after a linear movement of a stamp guided in a guide sleeve in an expanded form in a die and an upper cutting edge remains essentially undeformed, characterized in that the guide sleeve is then raised as far that at least the upper cutting edge is exposed and the axis of the punch is guided on a path concentric about the central axis of the punch rivet and the punch is moved parallel to the central axis of the punch rivet on the punch rivet and the upper one Cutting edge essentially radially widened to the same extent in such a way that the upper cutting edge conically widens the punch hole in the uppermost component and is riveted positively with this widening.

2. The method according to claim 1, characterized in that the concentric Path is a circular path.

3. The method according to claim 1, characterized in that the concentric Orbit is a hypocycloid orbit.

4. Device for producing a riveted connection with die and punch of at least two plate-like components, of which the one or the upper Components of a punch rivet with one on the front of its rivet shaft arranged cutting edge in the cutting area by an axially parallel running outside and a conical inside of the rivet shaft is punched out and the bottom component is the cutting edge in expanded shape, with both cutting edges substantially in are expanded radially to the same extent that the rear cutting edge of the punch hole in the uppermost component widens conically and with this Expansion is riveted positively, both the die and the Stamp has a deformation piece fitting into the rivet shaft, each because the cutting edge in question is substantially the same widens, characterized in that the deformation piece of the stamp a Performs linear motion and a rotational motion.

5. The device according to claim 4, characterized in that the punch rivet guided during the linear movement in a sleeve surrounding this will, which during the tumbling motion is at least the outstanding upper one The cutting edge of the punch rivet releases.

6. The device according to claim 4 or S. characterized in that the order closing sleeve is constructed in several parts.

7. Rivet connection of at least two plate-like components, one of which or the upper components are punched out by a punch rivet and the under first component receives the front cutting edge in a widened form, where with both cutting edges at essentially the same radial extent are widened that the rear cutting edge the punch hole in the upper widest component conically and with this widening ver rivets, characterized in that the form fit by a li linear and concentric movement of a stamp is generated.

8. riveted joint according to claim 7, characterized in that the concentric cal movement of the stamp describes a circular path.

9. rivet connection according to claim 8, characterized in that the concentric cal movement of the stamp describes a hypocycloid orbit.