DE10102712B4 - Method for connecting at least partially overlapping components and device therefor - Google Patents

Method for connecting at least partially overlapping components and device therefor Download PDF

Info

Publication number
DE10102712B4
DE10102712B4 DE2001102712 DE10102712A DE10102712B4 DE 10102712 B4 DE10102712 B4 DE 10102712B4 DE 2001102712 DE2001102712 DE 2001102712 DE 10102712 A DE10102712 A DE 10102712A DE 10102712 B4 DE10102712 B4 DE 10102712B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
components
tool
joining part
auxiliary joining
lower tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2001102712
Other languages
German (de)
Other versions
DE10102712A1 (en
Inventor
Reinhard Mauermann
Fred Jesche
Stephan Dietrich
Mario Heinrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE2001102712 priority Critical patent/DE10102712B4/en
Publication of DE10102712A1 publication Critical patent/DE10102712A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10102712B4 publication Critical patent/DE10102712B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/10Riveting machines
    • B21J15/36Rivet sets, i.e. tools for forming heads; Mandrels for expanding parts of hollow rivets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/031Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/02Riveting procedures
    • B21J15/025Setting self-piercing rivets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/10Riveting machines
    • B21J15/12Riveting machines with tools or tool parts having a movement additional to the feed movement, e.g. spin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/06Solid rivets made in one piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/04Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of riveting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

Verfahren zum Verbinden von sich zumindest teilweise überlappenden Bauteilen (2, 3), insbesondere Blechen, in einem mechanischen Fügeprozeß ohne Vorloch mit Hilfe eines Hilfsfügeteiles (1), wobei das Hilfsfügeteil (1) durch ein Ober- und Unterwerkzeug (4, 5, 6) mit einer axialen Vorschubbewegung, welcher eine Taumelbewegung des Oberwerkzeuges (6) überlagert ist, so in die zu verbindenden Bauteile (2, 3) eingeformt wird, daß im Verbindungsbereich dieser Bauteile (2, 3) eine unter plastischer Verformung gebildete form- und/oder stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (1) zumindest im Verbindungsbereich auch nach Abschluß des Fügevorganges ausschließlich mit einer der beiden Bauteile (2, 3) in Kontakt steht, und während des Fügeprozesses im wesentlichen seine Form behält.method for connecting at least partially overlapping components (2, 3), in particular sheets, in a mechanical joining process without pre-hole with the help of an auxiliary joining part (1), wherein the auxiliary joining part (1) by an upper and lower tool (4, 5, 6) with an axial Feed movement, which is a wobbling motion of the upper tool (6) superimposed is, so in the components to be connected (2, 3) is formed, that in the connection area these components (2, 3) formed under plastic deformation positive and / or cohesive connection is formed, characterized in that the auxiliary joining part (1) at least in the connection area even after completion of the joining process exclusively with one of the two components (2, 3) is in contact, and during the joining process essentially retains its shape.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von sich zumindest teilweise überlappenden Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, in dem/der zumindest zwei Bauteile durch plastische Verformung derselben mittels Hilfsfügeteilen, insbesondere Vollnieten, miteinander verbunden werden.The The present invention relates to a method of joining itself at least partially overlapping Components according to the preamble of Patent claim 1, and a device according to the preamble of claim 9. In particular, the present invention relates to a method and a device in which / at least two components by plastic Deformation thereof by means of auxiliary joining parts, in particular solid rivets, be connected to each other.

In der blechverarbeitenden Industrie werden Einzelteile durch die Fertigungsverfahren der mechanischen Fügetechnik verbunden. Die Erfindung bezieht sich auf den Bereich der mechanischen Fügetechnik, bei denen kein Vorloch benötigt wird. Vor allem in der Automobilindustrie werden diese preiswerten Verfahren in der Massenfertigung eingesetzt.In The sheet metal industry will be single parts through the manufacturing process the mechanical joining technique connected. The invention relates to the field of mechanical Joining Technology, where no pre-hole needed becomes. Especially in the automotive industry these are cheap Method used in mass production.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Verbinden von sich überlappenden, insbesondere plattenförmigen, Bauteilen ohne Ausbilden eines Vorlochs als Fügeschritt bekannt, wobei die Fügeverbindung zwischen den Bauteilen entweder mit Hilfe eines Hilfsfügeteiles, insbesondere Stanznieten mit Halbhohlniet oder Vollniet oder durch das sogenannte Clinchen oder Durchsetzfügen ohne ein entsprechendes Hilfsfügeteil erreicht wird.Out The prior art discloses methods and devices for bonding overlapping, in particular plate-shaped, Components without forming a Vorlochs known as Joining step, wherein the Retaining compound between the components either with the help of an auxiliary joining part, in particular punch rivets with Halbhohlniet or rivet or by the so-called clinching or clinching without a corresponding Auxiliary joining part is reached.

Bei beiden Verfahren wird ein Überlappungsbereich der Bauteile zwischen einem Stempel und einer Matrize angeordnet. Dieser Stempel wird dann in den Fügebereich der beiden Bauteile mit hoher Kraft eingedrückt, wobei sich beide Bauteile plastisch verformen. Die Matrize ist dabei so ausgebildet, daß eine Verformung der beiden Bauteile im Fügebereich derart erfolgt, daß sich Hinterschneidungsbereiche zwischen den Bauteilen ausbilden. Diese Ausbildung der Hinterschneidungsbereiche wird durch eine Taumelbewegung des Stempels um seine Längsachse begünstigt.at Both methods become an overlap area the components between a punch and a die arranged. This stamp is then in the joint area of the two components pushed in with high force, whereby both components deform plastically. The matrix is here designed so that a Deformation of the two components in the joint area is such that undercut areas between form the components. This training of undercuts is favored by a wobbling motion of the punch about its longitudinal axis.

Bei Verwendung eines Hilfsfügeteiles weist dieses bereits selbst Hinterschneidungsbereiche auf, und es wird durch die beiden Bauteile im Fügebereich umschlossen, wenn das Hilfsfügeteil durch den Stempel in die Bauteile hineingedrückt wird und diese sich plastisch verformen.at Using an auxiliary joining part this already has undercut areas, and it does is enclosed by the two components in the joining area, if the auxiliary joining part is pressed by the stamp in the components and these plastically deform.

Bei diesen bekannten Verfahren wird durch den Stempel von einer Seite eine Fügekraft auf beide Bauteile aufgebracht und die Matrize auf der gegenüberliegenden Seite dient dazu, diese Fügekratt abzustützen.at This known method is by the stamp from one side a joining force Applied to both components and the die on the opposite Page serves to this Fügekratt support.

Beim bekannten Stanznieten mit Vollniet wird das Hilfsfügeteil mit einer geradlinigen Bewegung ohne Vorloch in die zu verbindenden Bleche gefügt, wobei die Gegenseite von einer hohlen Matrize geformt wird und mehrere Lochbutzen als Abfall entstehen. Das Hilfsfügeteil ist gehärtet, übernimmt beim Schneiden die Funktion des Schneidstempels und wird im Fügeprozeß nicht verformt.At the known rivets with rivet is the auxiliary joining part with a straight-line movement without a pre-hole in the to be connected Sheets joined, wherein the opposite side is formed by a hollow die and several Pipe trims are produced as waste. The auxiliary joining part is hardened, takes over Cutting the function of the cutting punch and is not in the joining process deformed.

Beim bekannten taumelnden Stanznieten mit Halbhohlniet ( DE 199 27 103 A1 ) wird das Hilfsfügeteil mit einer geradlinigen und taumelnden Bewegung ohne Vorloch in die zu verbindenden Bleche gefügt, wobei die Gegenseite von einer Matrize geformt wird und kein Abfall entsteht. Das Hilfsfügeteil wird während der Fügung verformt und bildet dabei die Hinterschneidung aus.In the known tumbling punch rivets with Halbhohlniet ( DE 199 27 103 A1 ), the auxiliary joining part is joined with a rectilinear and tumbling motion without pre-hole in the sheets to be joined, the opposite side is formed by a die and no waste is produced. The auxiliary joining part is deformed during the joining and forms the undercut.

Beim bekannten Taumelclinchen ( DE 199 45 743 A1 ) wird durch den Stempel mit einer geradlinigen und taumelnden Bewegung ohne Vorloch eine Hinterschneidung in die zu verbindenden Bleche geformt, wobei die Gegenseite von einer Matrize geformt wird und kein Abfall entsteht.In the known Taumelclinchen ( DE 199 45 743 A1 ) is formed by the punch with a straight and wobbling motion without pre-hole an undercut into the sheets to be joined, the opposite side is formed by a die and no waste.

Beim bekannten Tox-Nietclinchen ( DE 199 13 695 A1 ) wird ein Hilfsfügeteil mit einer geradlinigen Bewegung ohne Vorloch in die zu verbindenden Bleche gefügt, wobei die Gegenseite von einer Matrize geformt wird und kein Abfall entsteht.In the known Tox-Nietclinchen ( DE 199 13 695 A1 ) An auxiliary joining part is added with a rectilinear motion without pre-hole in the sheets to be joined, wherein the opposite side is formed by a die and no waste is formed.

Diese Verfahren können verwendet werden, wenn beide Seiten der zu verbindenden Bauteile zugängig sind, um sowohl Stempel als auch Matrize entsprechend anzuordnen. Da der Stempel auf die Matrize ausgerichtet sein muß, werden sogenannte C-Bügel als Werkzeuggestelle verwendet, um Stempel und Matrize gegenseitig zu positionieren.These Procedures can used when both sides of the components to be joined accessible are to arrange both punch and die accordingly. Since the stamp must be aligned with the die so-called C-hanger used as tool racks to punch and die each other to position.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik das sogenannte 'Hydroforming' bekannt. Beim Hydroforming werden Bauteile, insbesondere Rohre oder dgl., in einem Formwerkzeug angeordnet, und die Innenfläche dieser Bauteile mit einem relativ hohen Druck beaufschlagt. Dadurch verformt sich das Bauteil plastisch und kommt in Anlage mit einer Formfläche des Formwerkzeuges. Als Druckmedium wird dabei beispielsweise ein Hochdruckfluid verwendet.Farther is known from the prior art, the so-called 'hydroforming'. In hydroforming, components, in particular pipes or the like, arranged in a mold, and the inner surface these components subjected to a relatively high pressure. Thereby The component deforms plastically and comes into abutment with a Form surface of the Mold. As a pressure medium is, for example, a high pressure fluid used.

Beim beschriebenen Verfahren des Stanznietens mit Vollniet werden hohe Kräfte benötigt. Diese hohen Fügekräfte stellen große Anforderungen an die Führung der Werkzeuge. Aufgrund dieser hohen Werkzeug- und Werkzeuggestellbelastungen wird die Anwendung bei hochfesten Blechen eingeschränkt. Zudem wird für die überwiegend als Werkzeuggestell eingesetzten C-Bügel die Ausladung und damit die Anwendbarkeit des Verfahrens eingegrenzt.At the The methods of riveting with solid rivet described are high personnel needed. These high joining forces provide size Requirements for leadership the tools. Due to these high tool and tool frame loads the application is limited to high-strength sheets. moreover is for the predominantly used as a tool rack C-bracket the projection and thus limited the applicability of the method.

Weiterhin ist beim Stanznieten mit Vollniet sehr nachteilig, daß erstens, Abfall in Form von mehreren Lochbutzen pro Verbindung entsteht, der die Prozeßsicherheit der nachfolgenden Fertigungsschritte beeinträchtigt, sowie zweitens, die matrizenseitigen Bleche oft an der Matrize klemmen mit der Folge von Matrizenverschleiß und -bruch; und drittens, das Hilfsfügeteil kompliziert und teuer in der Herstellung ist.Farther is very disadvantageous in punch riveting with solid rivet that, firstly, Waste in the form of multiple pinholes per connection is formed the process security the subsequent manufacturing steps affected, and secondly, the often on the die-side plates clamp on the die with the result from die wear and -fracture; and third, the auxiliary joining part complicated and expensive to manufacture.

Beim Tox-Nietclinchen müssen ebenfalls hohe Kräfte aufgewendet werden.At the Tox-Nietclinchen need also high forces be spent.

Es bestehen sowohl beim Stanznieten mit Vollniet als auch beim Tox-Nietclinchen weiterhin die Nachteile, daß sowohl weitreichende Koaxialitätsforderungen zwischen Stempel und Matrize erfüllt werden müssen, als auch die Notwendigkeit zum Sortieren der Hilfsfügeteile bezüglich Ober- und Unterseite besteht, und somit eine aufwendige Hilfsfügeteilzuführung realisiert werden muß.It exist both in punch riveting with full rivet and in the case of the toxic rivet clincher continue the disadvantages that both far-reaching coaxial demands met between stamp and die Need to become, as well as the need to sort the auxiliary joining parts in terms of Top and bottom exists, and thus realized a complex Hilffügeteilzuführung must become.

Weiterhin ist aus der DE 199 13 757 B4 ein Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung bekannt, bei dem ein von einem Stempel beaufschlagtes Niet flächig gegen aufeinanderliegende Bleche gedrückt wird, und das Blechmaterial in einen Formhohlraum einer Matrize drängt, wobei die Matrize im Verlaufe des Niet-Setzvorganges eine das Blechmaterial an eine Niet-Mantelfläche andrückende Querkraft ausübt, und wobei diese Querkraft über ein in die Matrize einleitbares und unter hohen Druck setzbares Fluid erzeugt wird. Der Stempel wird hierbei ausschließlich axial bewegt, um den Niet in die Bleche einzuformen, wobei hieran anschließend die Querkraft über die Matrize ausgeübt wird, um die Hinterschneidung in den Blechen auszubilden.Furthermore, from the DE 199 13 757 B4 a method for producing a rivet joint is known, in which a rivet acted upon by a ram is pressed flat against each other lying sheets, and urges the sheet material into a mold cavity of a die, the die in the course of rivet setting a sheet material to a rivet shell surface and this transverse force is generated via a fluid which can be introduced into the die and can be put under high pressure. The punch is hereby moved only axially, in order to mold the rivet into the sheets, wherein subsequently the transverse force is exerted on the die to form the undercut in the sheets.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß vor allem die beim Fügen aufzubringenden Kräfte gesenkt werden können.It is the object of the present invention, a method and a Device of the type mentioned above to improve such that above all when joining to be applied forces can be lowered.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.These The object is achieved by a method having the features of claim 1.

Weiterhin wird diese Aufgabe gemäß dem Vorrichtungsaspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 9.Farther This object is achieved according to the device aspect solved by a Device with the features of claim 9.

Beim vorliegenden Verfahren wird Abfall aus dem Stanzvorgang vermieden.At the The present method avoids waste from the stamping process.

Ferner werden komplizierte Gegenwerkzeuge vermieden, bei denen es zu Blechverklemmungen und damit verbundenem Matrizenverschleiß und -bruch kommen kann. Dadurch werden Anschaffungskosten und Betriebskosten wesentlich reduziert.Further complicated counter tools are avoided, which lead to Blechverklemmungen and associated stencil wear and tear can occur. Thereby Both initial costs and operating costs are significantly reduced.

Weiterhin wird die Notwendigkeit der Sortierung der Hilfsfügeteile vor der Zuführung zur Bearbeitungsmaschine aufgrund der erfindungsgemäß vorgestellten Ausführungsform der Hilfsfügeteile, insbesondere Taumelvollnieten, vermieden.Farther the need for sorting the auxiliary joining parts before feeding to the Processing machine due to the present invention presented embodiment the auxiliary joining parts, especially tumble rivets, avoided.

Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.preferred Further developments of the subject invention are set forth in the dependent claims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigt:following The invention is based on embodiments in conjunction with the corresponding ones Drawings closer described and explained. In the drawings shows:

1 Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile vor der Herstellung der Verbindung, 1 Device and plate-shaped components prior to the preparation of the compound,

2 Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile in einem Zwischenstadium während der Herstellung der Verbindung, 2 Device and plate-shaped components in an intermediate stage during the preparation of the compound,

3 Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile nach der Herstellung der Verbindung, 3 Device and plate-shaped components after the preparation of the compound,

3a Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile nach der Herstellung der Verbindung bei spezieller Ausgestaltung des Niederhalters des Oberwerkzeuges, 3a Device and plate-shaped components after the preparation of the compound in a special embodiment of the downholder of the upper tool,

4 Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile nach der Herstellung der Verbindung bei spezieller Ausgestaltung des Unterwerkzeuges, und 4 Device and plate-shaped components after the preparation of the compound in a special embodiment of the lower tool, and

5 eine mögliche Ausgestaltungsform des Hilfsfügeteils. 5 a possible embodiment of the auxiliary joining part.

Mit Bezug auf 1 wird ein Ausführungsbeispiel erläutert. In 1 ist ein Ausschnitt der Fügevorrichtung gezeigt. Diese Fügevorrichtung weist ein Oberwerkzeug bestehend aus einem Stempel 6 und einem Niederhalter 5 sowie ein Unterwerkzeug 4 als Gegenwerkzeug zum Oberwerkzeug auf. Beide Werkzeuge sind nur abschnittsweise, d.h. nicht vollständig dargestellt.Regarding 1 an embodiment will be explained. In 1 a section of the joining device is shown. This joining device has an upper tool consisting of a stamp 6 and a hold-down 5 and a lower tool 4 as a counter tool to the upper tool. Both tools are only partial, ie not fully represented.

Zum Fügen (Verbinden) der beiden Bauteile 2, 3 ist in 1 ein Hilfsfügeteil 1, insbesondere ein Taumelvollniet, gezeigt. Ein mögliches Ausführungsbeispiel dieses Vollniet ist in 5 vorgestellt. Der gezeigte Taumelvollniet zeichnet sich dadurch aus, daß erfindungsgemäß nicht nur einfache Rotationssymmetrie bezüglich der Längsachse 16 vorliegt, sondern auch eine Spiegelsymmetrie an der mittleren Orthogonalebene zur Längsachse 16, was eine Vorsortierung der Nieten erübrigt.For joining (connecting) the two components 2 . 3 is in 1 an auxiliary joining part 1 , in particular a Taumelvollniet shown. One possible embodiment of this solid rivet is in 5 presented. The Taumelvollniet shown is characterized by the fact that according to the invention not only simple rotational symmetry with respect to the longitudinal axis 16 is present, but also a mirror symmetry at the middle orthogonal plane to the longitudinal axis 16 , which eliminates the need for pre-sorting rivets.

Die Hinterschneidung an der Mantellinie des Nietes 14 durch den konkaven großen Radius ermöglicht die sichere Einbettung des Nietes in der Verbindung.The undercut on the generatrix of the rivet 14 Due to the concave large radius allows safe embedding of the rivet in the connection.

Die Übergänge 15 der Stirnseiten 13 zur Mantellinie des Nietes 14 werden durch zumindest zwei Fasen beschrieben. In einer weiteren Ausgestaltungsform des Nietes wird dieser Übergang 15 durch eine Schleppkurve beschrieben.The transitions 15 the front ends 13 to the generatrix of the rivet 14 are described by at least two chamfers. In a further embodiment of the rivet, this transition 15 described by a drag curve.

Diese Schleppkurve, auch trac-trix genannt, startet mit dem bekannten tangentialen Übergang an der Mantellinie des Nietes 14 mit dem Wert X; siehe 5. Sie läuft dann asymptotisch an der Nietstirnseite bis zum Mittelpunkt aus. Die Kurvenparameter sind von der Anwendung abhängig. Der Wert X kann in einem Anwendungsbeispiel 1 mm entsprechen.This drag curve, also called trac-trix, starts with the known tangential transition at the generatrix of the rivet 14 with the value X; please refer 5 , It then runs asymptotically at the rivet end face to the center. The curve parameters depend on the application. The value X can correspond to 1 mm in an application example.

In beiden Ausgestaltungsformen wird das plastische Fließen des verdrängten Werkstoffes der plattenförmigen Bauteile unterstützt.In Both embodiments, the plastic flow of the displaced Material of the plate-shaped Components supported.

Das Hilfsfügeteil 1 behält während des erfindungsgemäßen Fügevorganges im wesentlichen seine Form.The auxiliary joining part 1 essentially retains its shape during the joining process according to the invention.

In 1 ist die Ausgangsstellung dargestellt, bei der das Hilfsfügeteil 1 in der Zeichnung oberhalb von zwei übereinanderliegenden plattenförmigen Bauteilen, insbesondere Blechen 2, 3 positioniert ist, welche wiederum an dem erfindungsgemäß bevorzugt flachen Gegenwerkzeug 4 anliegen.In 1 is the initial position shown, in which the auxiliary joining part 1 in the drawing above two superimposed plate-shaped components, in particular sheets 2 . 3 is positioned, which in turn on the invention preferably flat counter tool 4 issue.

Diese plattenförmigen Bauteile 2, 3 werden durch einen Niederhalter 5 geklemmt. Dieser Niederhalter 5 weist nach oben hin einen Öffnungswinkel 5a auf. In dieser Öffnung ist ein Fügestempel 6 angeordnet.These plate-shaped components 2 . 3 be through a hold down 5 clamped. This hold down 5 has an opening angle at the top 5a on. In this opening is a joining stamp 6 arranged.

Dieser Fügestempel 6 ist um den Schnittpunkt zwischen Nietlängsachse 16 und Längsachse des Stempels 6 rotationsfrei in der Öffnung 5a schwenkbar, um die erfindungsgemäße Taumelbewegung des Stempels 6 zu ermöglichen.This stamp 6 is about the intersection of rivet longitudinal axis 16 and longitudinal axis of the punch 6 rotation-free in the opening 5a pivotable about the tumbling motion of the punch according to the invention 6 to enable.

Bei dem Verfahren wird der axialen Vorschubbewegung zum Fügen des Vollnietes eine taumelnde Bewegung des Stempels 6 überlagert.In the method, the axial feed movement for joining the solid rivet is a tumbling motion of the punch 6 superimposed.

Diese Taumelbewegung selbst kann erfindungsgemäß entweder während des ganzen Fügeprozesses oder ausschließlich während eines Teiles des Fügeprozesses der axialen Vorschubbewegung überlagert sein.These Tumbling itself can according to the invention either during the whole joining process or exclusively while part of the joining process superimposed on the axial feed movement be.

Während der Stempel 6 diese Taumelbewegung ausführt, wird der Prozeßkraft eine variable, von der Taumelbewegung abhängige Zusatzkraft überlagert.While the stamp 6 performs this wobbling motion, the process force is superimposed on a variable, dependent on the wobble additional force.

Während der Wanderung der zwischen der Stirnseite des Stempels 6b und Stirnseite des Hilfsfügeteil 13 gebildeten Kontaktfläche vom Mittelpunkt des Nietes nach außen, wird diese Zusatzkraft zur Prozeßkraft addiert und während der Wanderung dieser Fläche von außen nach innen wird durch diese die Prozeßkraft verringert.During the hike the between the front side of the stamp 6b and end face of the auxiliary joining part 13 formed contact surface from the center of the rivet to the outside, this additional force is added to the process force and during the migration of this surface from outside to inside, the process force is reduced by this.

Durch die Taumelbewegung wird der Werkstoff der plattenförmigen Bauteile 2, 3 partiell umgeformt, so daß wie beschrieben die Prozeßkräfte deutlich sinken.Due to the tumbling motion, the material of the plate-shaped components 2 . 3 partially reshaped, so that as described, the process forces drop significantly.

Zusätzlich wird durch diese variable Zusatzkraft der gewünschte Werkstoffluß radial von innen nach außen unterstützt.In addition will by this variable additional force of the desired material flow radially from the inside to the outside supported.

Erfindungsgemäß ist vorzugsweise am Gegenwerkzeug 4 eine in Abhängigkeit von der Taumellage des Stempels 6 steuerbare Vorrichtung zur Beaufschlagung des Prozesses mit dieser variablen Zusatzkraft vorgesehen.According to the invention is preferably on the counter tool 4 one depending on the tumble layer of the stamp 6 controllable device for applying the process provided with this variable additional force.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung zur Beaufschlagung des Prozesses mit dieser variablen Zusatzkraft auf der Seite des Oberwerkzeuges angebracht.In a further embodiment is the device for pressurizing the process with this variable additional force attached to the side of the upper tool.

Bei allen genannten Ausführungsbeispielen eignen sich mechanische, elektromagnetische oder piezo-elektrische Vorrichtungen, die bezüglich der Erzeugung der zyklischen Zusatzkraft exakt steuerbar sind.at all mentioned embodiments are suitable mechanical, electromagnetic or piezoelectric devices, the re the generation of cyclic additional force can be controlled exactly.

Das Gegenwerkzeug 4 ist an der Anlagefläche der plattenförmigen Bauteile vorzugsweise eben ausgebildet.The counter tool 4 is preferably flat on the contact surface of the plate-shaped components.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine feste Matrize als Gegenwerkzeug eingesetzt. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in 4 gezeigt. 4 zeigt den Fall eines Gegenwerkzeuges 4 mit Ausnehmung und Aushebeschräge 11, die im Bereich von 0° bis 5° liegt.In a further embodiment, a solid die is used as a counter tool. Such an embodiment is in 4 shown. 4 shows the case of a counter tool 4 with recess and Aushebeschräge 11 which is in the range of 0 ° to 5 °.

Ebenfalls in einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine bewegliche Matrize als Gegenwerkzeug eingesetzt.Also in a further embodiment a movable die is used as a counter tool.

Durch die Ausnehmung der Matrize kann die durch den Werkstoffluß entstehende Wölbung 8 definiert geformt und ästhetisch aufgewertet werden. Ebenso können dadurch weitere Merkmale der Fügestelle, wie beispielsweise spezielle Anschlussstücke, ausgebildet werden.Through the recess of the die, the bulge resulting from the material flow can 8th defined shaped and aesthetically upgraded. Likewise, further features of the joint, such as special fittings, can be formed.

Außerdem besteht die Möglichkeit, durch die Geometrie der Ausnehmung den Werkstoffluß zu beeinflussen und so gezielt die Festigkeit des Fügepunktes zu optimieren.There is also the possibility, to influence the material flow through the geometry of the recess and thus specifically to optimize the strength of the joining point.

Bei Verwendung eines flachen Gegenwerkzeuges 4 kommt es in Abhängigkeit von der Größe der auf den Niederhalter 5 ausgeübten Kraft zur Herausbildung einer Wölbung mit dem unteren Wölbmaß 8 im unteren Blech. Soll die Werkstoffanhäufung auf der Stempelseite der Bleche 2 erfolgen, wird der Niederhalter 5 mit einer Aussparung 12 versehen und mit einer höheren Kraft beaufschlagt.When using a flat counter tool 4 depends on the size of the downholder 5 applied force to the formation of a curvature with the lower Wölbmaß 8th in the lower plate. Should the material accumulation on the stamp side of the sheets 2 done, is the hold-down 5 with a recess 12 provided and applied with a higher force.

Wie in 3a abgebildet, kommt es dann zur Herausbildung einer Wölbung im oberen Bereich mit dem oberen Wölbmaß 8a. Sind die Niederhalterkräfte genügend hoch, kann bei Zulassung einer Wölbung 8a im oberen Blech die Wölbung im unteren Blech 8 völlig unterdrückt werden.As in 3a shown, then it comes to the formation of a curvature in the upper area with the upper Wölbmaß 8a , If the hold-down forces are sufficiently high, a vaulting can be permitted 8a in the upper plate the curvature in the lower plate 8th be completely suppressed.

2 zeigt einen Zwischenzustand des Fügeprozesses, bei dem der Niet 1 bereits ein Stück weit in die Bleche 2, 3 eingedrungen ist. Der Niet 1 wird durch die beschriebene axiale Vorschubbewegung des Stempels 6, dem eine ebenfalls beschriebenen Taumelbewegung mit dem konstanten oder variablen Taumelwinkel 6a überlagert ist, in die Bleche eingedrückt. Dabei findet ein Verdrängen des Werkstoffes durch den Niet 1 statt. Eine Hinterschneidung 7 ist aber noch nicht herausgebildet worden. 2 shows an intermediate state of the joining process, in which the rivet 1 already a little way into the sheets 2 . 3 has penetrated. The rivet 1 is due to the described axial feed movement of the punch 6 , Which also described a tumbling motion with the constant or variable wobble angle 6a superimposed, pressed into the sheets. It finds a displacement of the material through the rivet 1 instead of. An undercut 7 but has not yet been formed.

In 3 ist der Endzustand des Fügevorganges abgebildet. Das Material in den Blechen 2, 3 wird durch den Niet 1 derart verdrängt, daß sich eine Hinterschneidung 7 zwischen dem oberen und unteren Blech 2, 3 herausbildet. Durch diese Hinterschneidung entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen den plattenförmigen Bauteilen 2, 3.In 3 the final state of the joining process is shown. The material in the sheets 2 . 3 gets through the rivet 1 so displaced that an undercut 7 between the upper and lower plate 2 . 3 out forms. Through this undercut creates a positive connection between the plate-shaped components 2 . 3 ,

Das Hilfsfügeteil 1 behält während dieses Fügeprozesses im wesentlichen seine Form.The auxiliary joining part 1 essentially retains its shape during this joining process.

Aufgrund des beschriebenen Prozesses kann es in Abhängigkeit von den eingesetzten Materialien und der aufgewendeten Prozesskräfte und -temperaturen zusätzlich zur Ausbildung der beschriebenen formschlüssigen auch zu einer stoffschlüssigen Verbindung kommen.by virtue of of the process described, it can be used depending on the Materials and the applied process forces and temperatures in addition to Forming the described form-fitting also to a cohesive connection come.

Das Hilfsfügeteil durchdringt die in der Zeichnung oben angeordnete Platte 2 nicht. Es verbleibt eine Restschicht zwischen dem Hilfsfügeteil 1 und der in der Zeichnung unten angeordnete Platte 3. Das Hilfsfügeteil 1 steht daher zumindest im Verbindungsbereich auch nach Abschluß des Fügevorganges ausschließlich mit einer der beiden plattenförmigen Bauteile 2 in Kontakt.The auxiliary joining part penetrates the plate arranged at the top in the drawing 2 Not. There remains a residual layer between the auxiliary joining part 1 and the plate arranged below in the drawing 3 , The auxiliary joining part 1 is therefore at least in the connection area even after completion of the joining process exclusively with one of the two plate-shaped components 2 in contact.

Die durch diesen Fügeprozeß eingeformte Hinterschneidung 7 beeinflußt gemeinsam mit der Restbodendicke 9 und der Halsdicke 10 die Festigkeit des Fügepunktes. Durch das Zusammenspiel der beschriebenen Prozeßparameter, insbesondere Fügekraft, Art und Dauer der Taumelbewegung und den Geometrien von plattenförmigen Bauteilen 2, 3, Taumelniet 6 und Gegenwerkzeug 4, können diese Größen gezielt beeinflusst werden.The undercut formed by this joining process 7 influences together with the residual soil thickness 9 and the neck thickness 10 the strength of the joining point. Through the interaction of the process parameters described, in particular joining force, type and duration of the tumbling motion and the geometries of plate-shaped components 2 . 3 , Tumbling rivet 6 and counter tool 4 , these sizes can be specifically influenced.

In den vorangestellten Ausführungen ist ein Verfahren zum Verbinden von sich zumindest teilweise überlappenden plattenförmigen Bauteilen, insbesondere Blechen, in einem mechanischen Fügeprozeß ohne Vorloch mit Hilfe eines Hilfsfügeteiles, vorgestellt. Das Hilfsfügeteil wird durch ein Ober- und Unterwerkzeug in einer axialen Vorschubbewegung, welcher eine Taumelbewegung des Oberwerkzeuges überlagert ist, so in die zu verbindenden Teile eingeformt, daß im Verbindungsbereich dieser plattenförmigen Bauteile eine unter plastischer Verformung gebildete form- und/oder stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Der Verbindungsbereich der form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung weist zumindest eine Hinterschneidung aus dem Werkstoff dieser plattenförmigen Bauteilen auf.In the preceding remarks is a method of joining at least partially overlapping ones disc-shaped Components, in particular sheets, in a mechanical joining process without pre-hole with the help of an auxiliary joining part, presented. The auxiliary joining part is by an upper and lower tool in an axial feed movement, which a wobbling motion of the upper tool is superimposed, so in the formed connecting parts that in the connection area of this disc-shaped Components formed under plastic deformation form and / or cohesive Connection is formed. The connection area of the form and / or cohesive Connection has at least one undercut of the material this plate-shaped On components.

Das Hilfsfügeteil steht zumindest im Verbindungsbereich auch nach Abschluß des Fügevorganges ausschließlich mit einer der beiden plattenförmigen Bauteile in Kontakt.The Auxiliary joining part is at least in the connection area after completion of the joining process exclusively with one of the two plate-shaped ones Components in contact.

Das Hilfsfügeteil behält während des Fügeprozesses im wesentlichen seine Form. Die Taumelbewegung des beschriebenen Stempels im Oberwerkzeug wird entweder während des ganzen Fügeprozesses oder ausschließlich während eines Teiles des Fügeprozesses der Vorschubbewegung überlagert.The Auxiliary joining part reserves while of the joining process essentially its shape. The tumbling motion of the described Stamp in the upper tool is either during the entire joining process or exclusively while part of the joining process superimposed on the feed movement.

Eine variable, von der Taumelbewegung des Stempels im Oberwerkzeug abhängige Zusatzkraft wird der Prozesskraft überlagert, wobei diese variable Zusatzkraft bei steigen dem Taumelwinkel einen größeren Wert annehmen kann und bei abnehmendem Winkel auf einen kleineren Wert reduziert werden kann.A variable, dependent on the tumbling motion of the punch in the upper tool additional force is superimposed on the process force, this variable additional force increases as the tumble angle increases can accept and with decreasing angle to a smaller value can be reduced.

Diese Zusatzkraft kann entweder über das Oberwerkzeug oder durch das Unterwerkzeug aufgebracht werden.These Additional power can either over the upper tool or by the lower tool are applied.

Die vom Niederhalter, der die zu verbindenden Bauteile während des Fügevorganges fixiert, aufgebrachte Niederhaltekraft ist frei wählbar, wodurch eine Beeinflussung des Werkstoffflusses in Richtung des Ober- oder Unterwerkzeuges ermöglicht wird.The From the hold-down, the components to be connected during the joining process fixed, applied hold-down force is freely selectable, thereby an influence on the material flow in the direction of the upper or Lower tool allows becomes.

In den vorangestellten Ausführungen ist eine Vorrichtung vorgestellt, die insbesondere zur Durchführung der oben vorgestellten Verfahren gemäß Anspruch 1 und den entsprechenden Unteransprüchen dient, bestehend aus einem Oberwerkzeug, einem Unterwerkzeug und einem Hilfsfügeteil. Gekennzeichnet ist diese Vorrichtung durch einen eine Taumel- sowie axiale Vorschubbewegung ausführenden Stempel als Bestandteil des Oberwerkzeuges im Eingriff mit einem im wesentlichen unverformbaren Hilfsfügeteil und dem auf der gegenüberliegenden Seite der zu verbindenden Bleche angeordneten Unterwerkzeug.In the preceding versions is a Device presented, which serves in particular for carrying out the above-presented method according to claim 1 and the corresponding dependent claims, consisting of an upper tool, a lower tool and a Hilfsfügeteil. This device is characterized by a stamp performing a wobble and axial feed movement as part of the upper tool in engagement with a substantially non-deformable auxiliary joining part and arranged on the opposite side of the sheets to be joined lower tool.

Die Stirnfläche des Stempels weist einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der entsprechenden stirnseitige Fläche des Hilfsfügeteils auf.The face The stamp has a larger diameter as the diameter of the corresponding front surface of the Auxiliary joining part.

Der Niederhalter, als Bestandteil des Oberwerkzeuges, kann eine Aussparung auf der den plattenförmigen Bauteilen zugewandten Stirnfläche aufweisen, die zur Aufnahme von prozessbedingt verdrängtem Werkstoff vorgesehen ist.Of the Hold-down, as part of the upper tool, can be a recess on the plate-shaped Components facing end face having, for receiving process-related displaced material is provided.

Das Hilfsfügeteil ist vorzugsweise als ein Vollniet ausgeführt.The Auxiliary joining part is preferably designed as a solid rivet.

Dieser Vollniet ist aus gehärtetem Stahl gebildet, im Mittelteil an der Mantelfläche konkav ausgebildet und weist zumindest an einer der Stirnseiten einen Übergang von der Stirnflächen zum Mantel in Form einer Schleppkurve oder mindestens zwei Fasen auf. Der Niet ist bezüglich einer mittigen Orthogonalebene zur Längsachse symmetrisch gestaltet ist und weist somit eine weitere, zweite Symmetrie neben der Rotationssymmetrie auf.This Full rivet is made of hardened Steel formed in the middle part on the lateral surface concave and has at least on one of the end faces a transition from the end faces to Sheath in the form of a trailing curve or at least two chamfers. The rivet is re a central orthogonal plane symmetrical to the longitudinal axis is and thus has a further, second symmetry in addition to the rotational symmetry on.

Das Gegenwerkzeug zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft ist entweder im wesentlichen starr mit einem Werkzeuggestell verbunden oder beweglich gelagert.The Counter-tool for generating the necessary counterforce is either essentially rigidly connected to a tool frame or movable stored.

Das Gegenwerkzeug zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft ist entweder im wesentlichen eben, oder weist eine Vertiefung mit einer Aushebeschräge auf, welche der Form nach entweder einer konventionellen festen Matrize entspricht oder als geteilte und beweglich gelagerte Matrize ausgeführt ist.The Counter-tool for generating the necessary counterforce is either essentially flat, or has a depression with a Aushebeschräge, which in shape either a conventional solid template corresponds or is designed as a split and movably mounted die.

Die variable von der Taumelbewegung abhängige Zusatzkraft in Abhängigkeit von der Taumellage wird durch eine mechanisch, elektromagnetisch oder piezoelektrisch angetriebene Vorrichtung gebildet.The Variable additional force depending on the tumbling motion from the tumble layer is by a mechanical, electromagnetic or formed piezoelectrically driven device.

11
HilfsfügeteilAuxiliary joining part
22
Stempelseitiges Blechstamp-page sheet
33
Gegenwerkzeugseitiges BlechCounter-tool-sided sheet
44
Gegenwerkzeugcounter-tool
55
NiederhalterStripper plate
5a5a
NiederhalterschrägeHold-down slope
66
Stempelstamp
6a6a
StempelschwenkwinkelStamp swivel angle
6b6b
Stirnseite des Stempelsfront of the stamp
77
Hinterschneidungundercut
88th
Unteres Wölbmaßlower Wölbmaß
8a8a
Oberes Wölbmaßupper Wölbmaß
99
RestbodendickeBottom thickness
1010
Halsdickeneck thickness
1111
Aushebeschräge der MatrizeAushebeschräge the die
1212
Aussparung des Niederhaltersrecess the hold-down
1313
Stirnseite des Nietesfront of the rivet
1414
Mantellinie des Nietessurface line of the rivet
1515
Übergang von der Stirnseite zur Mantellinie des Nietescrossing from the front to the generatrix of the rivet
1616
Längsachse des Nieteslongitudinal axis of the rivet

Claims (23)

Verfahren zum Verbinden von sich zumindest teilweise überlappenden Bauteilen (2, 3), insbesondere Blechen, in einem mechanischen Fügeprozeß ohne Vorloch mit Hilfe eines Hilfsfügeteiles (1), wobei das Hilfsfügeteil (1) durch ein Ober- und Unterwerkzeug (4, 5, 6) mit einer axialen Vorschubbewegung, welcher eine Taumelbewegung des Oberwerkzeuges (6) überlagert ist, so in die zu verbindenden Bauteile (2, 3) eingeformt wird, daß im Verbindungsbereich dieser Bauteile (2, 3) eine unter plastischer Verformung gebildete form- und/oder stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (1) zumindest im Verbindungsbereich auch nach Abschluß des Fügevorganges ausschließlich mit einer der beiden Bauteile (2, 3) in Kontakt steht, und während des Fügeprozesses im wesentlichen seine Form behält.Method for connecting at least partially overlapping components ( 2 . 3 ), in particular sheet metal, in a mechanical joining process without pre-hole with the aid of an auxiliary joining part ( 1 ), wherein the auxiliary joining part ( 1 ) by a top and bottom tool ( 4 . 5 . 6 ) with an axial feed movement, which causes a tumbling movement of the upper tool ( 6 ) is superimposed, so in the components to be connected ( 2 . 3 ) is formed in that in the connecting region of these components ( 2 . 3 ) a formed under plastic deformation positive and / or cohesive connection is formed, characterized in that the auxiliary joining part ( 1 ) at least in the connection area even after completion of the joining process exclusively with one of the two components ( 2 . 3 ) is in contact, and during the joining process substantially maintains its shape. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich der form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung zumindest eine Hinterschneidung (7) aus Werkstoff dieser Bauteilen (2, 3) aufweist.Method according to Claim 1, characterized in that the connecting region of the positive and / or material-locking connection has at least one undercut ( 7 ) of material of these components ( 2 . 3 ) having. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelbewegung eines Stempels im Oberwerkzeug (6) während des ganzen Fügeprozesses der Vorschubbewegung überlagert wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the wobbling movement of a punch in the upper tool ( 6 ) is superimposed during the entire joining process of the feed movement. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelbewegung des Stempels im Oberwerkzeug (6) nur während eines Teiles des Fügeprozesses der Vorschubbewegung überlagert wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tumbling movement of the punch in the upper tool ( 6 ) only during a part of the joining process of the feed rate is superimposed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer Prozeßkraft eine variable von der Taumelbewegung des Stempels im Oberwerkzeug (6) abhängige Zusatzkraft überlagert wird, wobei die variable Zusatzkraft bei steigendem Taumelwinkel (6a) einen größeren Wert annehmen kann und bei abnehmenden Taumelwinkel (6a) auf einen kleineren Wert reduziert werden kann.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a process force is a variable of the wobbling movement of the punch in the upper tool ( 6 ) dependent additional force is superimposed, wherein the variable additional force with increasing wobble angle ( 6a ) can assume a larger value and with decreasing wobble angle ( 6a ) can be reduced to a smaller value. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die variable von der Taumelbewegung abhängige Kraft über das Oberwerkzeug (5, 6) aufgebracht wird.Method according to Claim 5, characterized in that the variable force dependent on the tumbling motion is transmitted via the upper tool ( 5 . 6 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die variable von der Taumelbewegung abhängige Kraft über das Unterwerkzeug (4) aufgebracht wird.Method according to Claim 5, characterized in that the variable force dependent on the tumbling motion is transmitted via the lower tool ( 4 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Niederhaltekraft eines Niederhalters (5), der die zu verbindenden Bauteile (2, 3) während des Fügevorganges fixiert, frei wählbar ist, wodurch eine Beeinflussung des Werkstoffflusses in Richtung des Ober- oder Unterwerkzeuges (6, 4) ermöglicht wird.Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a hold-down force of a hold-down device ( 5 ), which connects the components to be connected ( 2 . 3 ) is fixed during the joining process, is freely selectable, whereby an influence of the material flow in the direction of the upper or lower tool ( 6 . 4 ). Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Oberwerkzeug (5, 6), einem Unterwerkzeug (4) und einem Hilfsfügeteil (1), gekennzeichnet durch einen eine Taumel- sowie axiale Vorschubbewegung ausführenden Stempel (6) als Bestandteil des Oberwerkzeuges im Eingriff mit einem im wesentlichen unverformbaren Hilfsfügeteil (1) und dem auf der gegenüberliegenden Seite der zu verbindenden Bauteile (2, 3) angeordneten Unterwerkzeug (4).Device in particular for carrying out the method according to claim 1 with an upper tool ( 5 . 6 ), a lower tool ( 4 ) and an auxiliary joining part ( 1 ), characterized by a stamp performing a wobble and axial feed movement ( 6 ) as a component of the upper tool in engagement with a substantially non-deformable auxiliary joining part ( 1 ) and on the opposite side of the components to be connected ( 2 . 3 ) arranged lower tool ( 4 ). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Stempels (6b) einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der entsprechenden stirnseitige Fläche des Hilfsfügeteils (1) aufweist.Apparatus according to claim 9, characterized in that the end face of the punch ( 6b ) has a larger diameter than the diameter of the corresponding end face of the auxiliary joining part ( 1 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (5), als Bestandteil des Oberwerkzeuges eine Aussparung (12) auf der den Bauteilen (2, 3) zugewandten Stirnfläche aufweist, die zur Aufnahme von prozessbedingt verdrängtem Werkstoff vorgesehen ist.Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the hold-down device ( 5 ), as a component of the upper tool a recess ( 12 ) on the components ( 2 . 3 ) facing the end face, which is provided for receiving process-related displaced material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (1) als ein Vollniet ausgeführt ist.Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the auxiliary joining part ( 1 ) is executed as a solid rivet. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsfügeteil (1) aus gehärtetem Stahl gebildet ist.Apparatus according to claim 12, characterized in that the auxiliary joining part ( 1 ) is formed of hardened steel. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vollniet im Mittelteil (14) konkav ausgebildet ist.Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the solid rivet in the middle part ( 14 ) is concave. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vollniet an zumindest einer der Stirnseiten (13) einen Übergang zum Mantel (15) aufweist, der durch eine Schleppkurve beschrieben werden kann.Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the solid rivet on at least one of the end faces ( 13 ) a transition to the mantle ( 15 ), which can be described by a drag curve. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vollniet an zumindest einer der Stirnseiten (13) einen Übergang zum Mantel (15) aufweist, der durch mindestens zwei Fasen beschrieben werden kann.Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the solid rivet on at least one of the end faces ( 13 ) a transition to the mantle ( 15 ), which can be described by at least two chamfers. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Vollniet bezüglich einer mittigen Orthogonalebene zur Längsachse (16) symmetrisch gestaltet ist und somit eine weitere, zweite Symmetrie neben der Rotationssymmetrie aufweist.Device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the solid rivet with respect to a central orthogonal plane to the longitudinal axis ( 16 ) is symmetrical and thus has a further, second symmetry in addition to the rotational symmetry. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug (4) zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft im wesentlichen starr mit einem Werkzeuggestell verbunden ist.Device according to one of claims 9 to 17, characterized in that the lower tool ( 4 ) is connected to generate the necessary counterforce substantially rigidly connected to a tool frame. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug (4) zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft beweglich gelagert ist.Device according to one of claims 9 to 17, characterized in that the lower tool ( 4 ) is movably mounted to generate the necessary counterforce. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug (4) zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft im wesentlichen eben ist.Device according to one of claims 9 to 19, characterized in that the lower tool ( 4 ) to generate the necessary counterforce is substantially flat. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug (4) eine Vertiefung mit einer Aushebeschräge aufweist.Device according to one of claims 9 to 19, characterized in that the lower tool ( 4 ) has a recess with a Aushebeschräge. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug (4) als geteilte und beweglich gelagerte Matrize ausgeführt ist.Device according to one of claims 9 to 21, characterized in that the lower tool ( 4 ) is designed as a split and movably mounted die. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die variable von der Taumelbewegung abhängige Zusatzkraft in Abhängigkeit von der Taumellage durch eine mechanisch, elektromagnetisch oder piezoelektrisch angetriebene Vorrichtung gebildet ist.Device according to one of Claims 9 to 22, characterized that the Variable additional force depending on the tumbling motion from the tumble layer by a mechanical, electromagnetic or piezoelectrically driven device is formed.
DE2001102712 2001-01-22 2001-01-22 Method for connecting at least partially overlapping components and device therefor Expired - Fee Related DE10102712B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001102712 DE10102712B4 (en) 2001-01-22 2001-01-22 Method for connecting at least partially overlapping components and device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001102712 DE10102712B4 (en) 2001-01-22 2001-01-22 Method for connecting at least partially overlapping components and device therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10102712A1 DE10102712A1 (en) 2002-08-01
DE10102712B4 true DE10102712B4 (en) 2007-03-01

Family

ID=7671335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001102712 Expired - Fee Related DE10102712B4 (en) 2001-01-22 2001-01-22 Method for connecting at least partially overlapping components and device therefor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10102712B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8966734B2 (en) 2011-09-23 2015-03-03 GM Global Technology Operations LLC Method of joining magnesium

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10213793A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-09 Fraunhofer Ges Forschung Method, device and auxiliary joining part for joining at least two components
DE102004020676A1 (en) 2004-04-28 2005-11-24 Profil-Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Method and device for attaching a fastener to a component, in particular to a sheet metal part
US8533928B2 (en) 2004-04-28 2013-09-17 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co., Kg Method and apparatus for the attachment of a fastener element to a component, in particular to a sheet metal part
US7480971B2 (en) 2005-04-28 2009-01-27 Profile Verbindungstechnik Gmbh & Co., Kg Method and device for mounting a fastener element on a part, particularly a sheet metal part
DE102015016912B3 (en) * 2015-12-23 2017-03-02 Technische Universität Chemnitz Tool for producing mechanical joints of overlapping plate-shaped workpieces and mechanical joint connection

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19913695A1 (en) * 1998-03-25 2000-01-20 Tox Pressotechnik Gmbh Tool for press device for rivet-type connection of components, e.g. as plates, bolts, nuts etc. with plate
DE19945743A1 (en) * 1998-09-25 2000-04-20 Univ Dresden Tech Method and device for connecting overlapping plate-shaped components
DE19927103A1 (en) * 1999-06-14 2000-12-21 Univ Dresden Tech Method, device and auxiliary joining part for mechanical joining
DE19913757B4 (en) * 1999-03-26 2004-06-17 Audi Ag Method of making a riveted joint

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19913695A1 (en) * 1998-03-25 2000-01-20 Tox Pressotechnik Gmbh Tool for press device for rivet-type connection of components, e.g. as plates, bolts, nuts etc. with plate
DE19945743A1 (en) * 1998-09-25 2000-04-20 Univ Dresden Tech Method and device for connecting overlapping plate-shaped components
DE19913757B4 (en) * 1999-03-26 2004-06-17 Audi Ag Method of making a riveted joint
DE19927103A1 (en) * 1999-06-14 2000-12-21 Univ Dresden Tech Method, device and auxiliary joining part for mechanical joining

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8966734B2 (en) 2011-09-23 2015-03-03 GM Global Technology Operations LLC Method of joining magnesium

Also Published As

Publication number Publication date
DE10102712A1 (en) 2002-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2117746B1 (en) Method and tool for clinching thick sheet metal, and use of the tool
EP2117747B1 (en) Method for clinching thick metal workpieces and use of a clinching tool
EP1198309B1 (en) Method, device and auxiliary joining part for effecting a mechanical joining
DE102014203757A1 (en) Method for connecting at least two components in the stamped riveting method, device for carrying out the method, manufacturing device and use of the method
WO2018177629A1 (en) Method for joining at least one plastic component to a metal component without using a pilot hole, composite component, and self-piercing rivet setting tool
DE102014211222A1 (en) Method for producing a joint connection by setting and hot pressing a joining element, as well as hereby produced workpiece composite
EP1115518B1 (en) Method and device for connecting overlapping flat parts
EP3366384B1 (en) Method of manufacturing a blind rivet, blind rivet and fixing assembly
DE10102712B4 (en) Method for connecting at least partially overlapping components and device therefor
DE10213793A1 (en) Method, device and auxiliary joining part for joining at least two components
DE10027703B4 (en) Method and apparatus for forming, in particular extrusion molding of a metallic workpiece
DE19945743A1 (en) Method and device for connecting overlapping plate-shaped components
EP2403665B1 (en) Device for producing a profile on a sheet metal part
DE19929778B4 (en) Method and device for dynamically connecting plate-shaped components
EP2845679B1 (en) Method for stamping and fixing a fastening element
DE10332124B4 (en) Device for joining plate-shaped components with variable joining technology
DE19927101A1 (en) Mechanical joining by clinch process involves punch and pressure pad and top and bottom stops to control pad movement and upset material neck region.
WO2016119940A1 (en) Method and device for producing a collar on a workpiece
DE102008062850B4 (en) Method for producing a deep-drawn part and a method for controlling a deep-drawing device and a deep-drawing device
DE102008002736A1 (en) Device for processing plate in nano-structured mold part, has pressure generating unit for generating pressure or stress deformation, and nano-structured structure forming unit for forming nano-structured structure in area of mold part
DE10042896B4 (en) Method for producing a ring element
DE102004045265B4 (en) Method and device for connecting at least two flat workpieces
DE10061635B4 (en) Forming and joining of at least two components and device
DE10151659B4 (en) Method for joining at least two components and device therefor
DE102007050069B3 (en) Punch rivet connection producing method, involves directing holding-up hammer tool i.e. punching tool, in inclined manner during joining process, where inclined position of tool results due to automatic adaptive-swivel movement of tool

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140801