DE102012102520C5

DE102012102520C5 - Setzstempel für ein Nietwerkzeug sowie Verfahren zum Verarbeiten eines Niets

Info

Publication number: DE102012102520C5
Application number: DE102012102520.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Reitzig
Original assignee: Ws Wielaender Schill Eng & Co KG GmbH; Ws Wielander and Schill Engineering & Co KG GmbH
Current assignee: WS WIELAENDER + SCHILL ENGINEERING GMBH & CO. , DE
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2032-03-24
Also published as: DE102012102520B4; DE102012102520A1; EP2641670B1; EP2641670A1

Abstract

Setzstempel (1) für ein Nietsetzwerkzeug, umfassend ein Kopfstück (2) mit einer Ausnehmung (5), in welche ein Niet einsetzbar ist sowie ein Unterteil (3), wobei das Kopfstück (2) axial gegenüber dem Unterteil (3) mittels eines Elastomerelements (6) federnd abgestützt ist, und wobei einem Spalt (9) gegenüberliegende Flächen des Kopfstücks (2) und des Unterteils (3) einen Anschlag bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (6) als ein in einer Aussparung angeordneter Ring ausgebildet ist, wobei eine Innenwand des Kopfstücks (2) und ein Dorn (8) des Unterteils (3), auf welchem das Kopfstück (2) in axialer Richtung gleiten kann, angrenzend zur Aussparung derart hinterschnitten sind, dass durch das Elastomerelement (6) eine formschlüssige Verbindung zwischen Kopfstück (2) und Unterteil (3) hergestellt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Setzstempel für ein Nietwerkzeug, also eine Aufnahmeeinrichtung für einen zu setzenden Niet. Im Speziellen betrifft die Erfindung einen Setzstempel für Stanznieten. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verarbeiten eines Niets.
Hintergrund der Erfindung
Setzstempel sind bekannt. Insbesondere bei Stanznieten werden diese in eine Aufnahmerichtung eingelegt, welche auch als Setzstempel bezeichnet wird. Halbhohlniete werden insbesondere verwendet, um im Stanznietverfahren, d.h. ohne vorheriges Lochen des Bleches, eine Nietverbindung auszubilden.
Dabei wird der Niet mittels eines Hydraulikzylinders in die Blechverbindung gepresst, wobei sich durch Verformung der Nietschenkel eine formschlüssige Verbindung der Blechpaarung ergibt. Zum Fügen des Niets wird ein Setzstempel verwendet. Es gibt Setzstempel, die zum Zentrieren des Niets eine kreiszylinderförmige Aussparung haben, in die der Kopf des Niets eingesetzt wird.
Die vorgegebene Geometrie der Aussparung kann dazu führen, dass der Kopf des verarbeiteten Niets nicht bündig mit dem Blech fluchtet. Weiter besteht die Gefahr, dass der stirnseitige ringförmige Teil des Setzstempels das angrenzende Blech verformt, so dass ein Abdruck zu sehen ist.
Die Dokumente DE 84 29 056 U1 und DE 297 02 834 U1 zeigen Nietstempel mit einer federnd gelagerten Hülse, welche zurückschiebbar ausgebildet ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Setzstempel bereitzustellen, bei dem die genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest reduziert sind.
Insbesondere müssen Halbhohlnieten zentriert werden, um zu gewährleisten, so dass der Niet beim Einpressen in das Blech mit der gegenüberliegenden Matrize fluchtet. Weiterhin soll gewährleistet werden, dass der Nietkopf nach dem Einpressen annähernd bündig mit der Blechoberfläche abschließt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch einen Setzstempel für ein Nietwerkzeug nach Anspruch 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft einen Setzstempel für ein Nietsetzwerkzeug, also ein motorisch oder manuell betätigtes Werkzeug, mit dem Verbindungs- oder Befestigungselemente durch plastische Verformung verarbeitet werden.
Der Setzstempel wird üblicherweise an dem Werkzeug befestigt. In der Regel gibt es hierfür Schnellbefestigungssysteme um den Setzstempel leicht austauschen zu können, da je nach verwendetem Niet ein unterschiedlicher Setzstempel verwendet werden muss. Die grundsätzliche Ausgestaltung eines Setzstempels ist dem Fachmann bekannt.
Der Setzstempel umfasst ein Kopfstück mit einer Ausnehmung, in welche ein Niet einsetzbar ist.
Insbesondere umfasst der Setzstempel ein zumindest abschnittsweise als Ring ausgebildetes Kopfstück, an dessen innerer Seitenwand der Niet beziehungsweise der Kopf des Niets randseitig anliegt. Hierdurch wird der Niet senkrecht zu seiner Rotationsachse formschlüssig gehalten.
Weiter umfasst der Setzstempel als weiteres Bauteil ein Unterteil, wobei das Kopfstück axial gegenüber dem Unterteil mittels eines Elastomerelements federnd abgestützt ist. Das Kopfstück ist also gleitend auf dem Unterteil gelagert, wobei zwischen Kopfstück und Unterteil ein Elastomerelement als Feder angeordnet ist.
So kann das Kopfstück bei Belastung einfedern, so dass es beim Nietvorgang im Wesentlichen nur einen Formschluss senkrecht zur Rotationsachse des Niets bereitstellt, bei axialer Belastung aber ausweichen kann. Die Höhe der Ausnehmung, in welcher der Niet insbesondere der Kopf des Niets gehalten ist, passt sich so durch Einfedern an, so dass der Niet zunächst sicher geführt wird, am Ende des Nietvorgangs aber das Kopfstück axial ausweicht, so dass sich der Niet in einer Ebene zum angrenzenden Blech ausbilden kann.
Durch die Erfindung kann auf sehr einfache Weise die Qualität der Verbindung verbessert werden, da der Niet zum einen sicher zentriert ist, was eine exakte Position gewährleistet. Zum anderen liegt der verarbeitete Niet in einer Ebene mit dem angrenzenden Blech und angrenzende Abdrücke durch den Setzstempel werden weitgehend vermieden.
Gemäß der Erfindung ist das Elastomerelement als Ring ausgebildet. Beispielsweise wird ein Silikonring verwendet.
Insbesondere wird ein O-Ring verwendet, welcher zwischen Kopfstück und Unterteil, vorzugsweise in einer Aussparung, angeordnet ist. Zwei gegenüberliegende Flächen von Kopfstück und Unterteil sind so durch einen Spalt voneinander beabstandet. Bei stirnseitiger Belastung federt das Kopfstück ein und es wird die Höhe der Ausnehmung, in die der Niet eingesetzt ist, reduziert.
Gemäß der Erfindung wird durch das Elastomerelement gleichzeitig eine formschlüssige Verbindung zwischen Kopfstück und Unterteil bereitgestellt. Dabei ist vorgesehen, dass das Elastomerelement in einer Aussparung angeordnet ist, wobei Kopfstück und Unterteil angrenzend zur Aussparung derart hinterschnitten sind, dass durch das Elastomerelement eine formschlüssige Verbindung zwischen Oberteil und Unterteil gebildet wird. Größe der Aussparung sowie Höhe des Hinterschnitts werden so gewählt, dass es bei der Montage möglich ist, die Bauteile zusammenzudrücken, dass das Elastomerelement, insbesondere der O-Ring, in die Aussparung hineingequetscht wird und das Kopfstück unter Kraftaufwendung über das Elastomerelement geschoben werden kann.
Die Hinterschnitte sind vorzugsweise zumindest abschnittsweise abgerundet, um scharfe Kanten, die das Elastomerelement beschädigen könnten, zu verhindern.
Vorzugsweise ist das Kopfstück zumindest abschnittsweise als Ring ausgebildet, der auf einem Dorn des Unterteils gleitend gelagert ist. Beim Dorn kann ein Hinterschnitt dadurch bereitgestellt werden, dass sich dessen Querschnitt reduziert. Das Kopfstück weist vorzugsweise an der Innenwand einen Hinterschnitt auf, der im Wesentlichen der Kontur des Elastomerelements folgt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Unterteil des Setzstempels einen Magneten zum Halten eines Niets auf. Dieser kann beispielsweise in eine mittige Bohrung eingebracht werden, welche in der Fläche angeordnet ist, die den stirnseitigen Abschluss des Dorns des Unterteils bildet.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Verarbeiten eines Niets, insbesondere eines Halbhohlniets im Stanznietverfahren.
Der Niet wird in einen Setzstempel eingeführt, der ein Kopfstück aufweist, das axial gegenüber einem Unterteil mittels eines Elastomerelements federnd abgestützt ist.
Beim Verarbeiten des Niets weicht das Kopfstück beim Abschluss des Nietvorgangs axial aus, so dass der Niet eine im Wesentlichen ebene Fläche ausbildet, die mit dem angrenzenden Blech ohne Überstand fluchtet.
Figurenliste
Die Erfindung soll im Folgenden Bezug nehmend auf ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen 1 und 2 näher erläutert werden.

1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Setzstempels 1.

Der Setzstempel 1 umfasst ein ringförmiges Kopfstück 2 sowie ein Unterteil 3.
Das Unterteil 3 ist mit einem Befestigungsmittel 4 zur Befestigung an einem Nietsetzwerkzeug versehen. In diesem Fall ist das Befestigungsmittel 4 eine Schnellkupplung, bei welcher der Setzstempel eine Nut umfasst, in welche korrespondierende Eingriffelemente des Nietsetzwerkzeugs (nicht dargestellt) eingreifen und so den Setzstempel 1 halten.
Zum Halten des Niets weist der Setzstempel 1 eine stirnseitige Ausnehmung 5 auf. Diese Ausnehmung 5 wird randseitig durch die Innenwand des Kopfstücks 2 und stirnseitig durch das Unterteil 3 gebildet.
Zwischen Kopfstück 2 und Unterteil 3 ist ein Elastomerelement 6 in Form eines O-Rings vorgesehen, durch den das Kopfstück 2 federnd auf dem Unterteil 3 abgestützt ist.
Das Elastomerelement 6 liegt auf einem ringförmigen Abschnitt 7 des Unterteils auf. Der ringförmige Abschnitt 7 kann, wie in diesem Fall dargestellt, eine Profilierung aufweisen, um das Kopfstück besser abnehmen zu können. Denkbar sind auch parallel zueinander stehende gerade Flächen, um den Setzstempel 1 beispielsweise mit einem Gabelschlüssel fassen zu können.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1.
Zu erkennen ist das Kopfstück 2, welches gegenüber dem ringförmigen Abschnitt 7 des Unterteils 3 durch einen Spalt 9 beabstandet ist.
Die dem Spalt 9 gegenüberliegenden Flächen des Kopfstücks 2 und Unterteils 3 wirken gleichzeitig als Anschlag, so dass das Kopfstück 2 nicht derart tief einfedern kann, dass das Elastomerelement 6 beschädigt wird. Die Höhe des Spalts im unbelasteten Zustand beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm.
Das Unterteil 3 umfasst einen Dorn 8, auf dem das Kopfstück 2 in axialer Richtung gleiten kann.
Weiter umfasst der Dorn 8 einen Hinterschnitt 10, über den das Elastomerelement 6 gehindert wird nach vorne zu rutschen. Der Hinterschnitt 10 ist vorzugsweise abgerundet.
Durch den Hinterschnitt 10 und eine Vergrößerung des inneren Querschnitts des ringförmigen Kopfstücks wird eine Aussparung gebildet, in welcher das Elastomerelement 6 sitzt.
Auch die Innenwand des Kopfstücks 2 weist im Bereich des Elastomerelements 6 einen Hinterschnitt 11 auf. Bei diesem Hinterschnitt, welcher in etwa dem Durchmesser des Elastomerelements 6 folgt, verringert sich der Innendurchmesser des Kopfstücks 2 in Richtung des Spalts. Vorzugsweise beträgt die Höhe des Hinterschnitts zwischen 0,2 und 1 mm. Durch den Hinterschnitt 11 wird das Kopfstück 2, nachdem es über das Elastomerelement 11 gepresst wurde, formschlüssig auf dem Dorn 8 gehalten und kann nicht nach vorne herausrutschen.
Das Elastomerelement 6 ist somit nicht nur als Federelement wirksam, um bei axialer Belastung die Höhe der Ausnehmung 5 zu reduzieren, sondern verbindet gleichzeitig auf sehr einfache Weise Kopfstück 2 und Unterteil 3.
Der Dorn 8, dessen Stirnseite die Unterseite der Ausnehmung 5 bildet, ist mittig mit einem Magneten 12 versehen, welcher in eine Bohrung eingesetzt ist.
Als Elastomerelement 6 werden insbesondere O-Ringe mit einem Durchmesser zwischen 5 und 15 mm und/oder mit einer Dicke zwischen 1 und 5 mm verwendet. Vorzugsweise ist der Querschnitt des O-Rings kreisförmig.
Durch die Erfindung konnte ein sehr einfach aufgebauter Setzstempel bereitgestellt werden, der den Niet zentriert und sich bei Abschluss des Nietvorgangs dem ebenen Blech anpasst.
Der erfindungsgemäße Setzstempel ist insbesondere für Nietsetzwerkzeuge vorgesehen, mit denen Halbhohlnieten verarbeitet werden, die einen pilzförmigen, also flachen Kopf aufweisen. Aber auch eine Verwendung für Vollniete, die insbesondere im Stanznietverfahren verarbeitet werden, ist denkbar.
Bezugszeichenliste

1: Setzstempel
2: Kopfstück
3: Unterteil
4: Befestigungsmittel
5: Ausnehmung
6: Elastomerelement
7: Ringförmige Abschnitt
8: Dorn
9: Spalt
10: Hinterschnitt
11: Hinterschnitt
12: Magnet

Claims

Setzstempel (1) für ein Nietsetzwerkzeug, umfassend ein Kopfstück (2) mit einer Ausnehmung (5), in welche ein Niet einsetzbar ist sowie ein Unterteil (3), wobei das Kopfstück (2) axial gegenüber dem Unterteil (3) mittels eines Elastomerelements (6) federnd abgestützt ist, und wobei einem Spalt (9) gegenüberliegende Flächen des Kopfstücks (2) und des Unterteils (3) einen Anschlag bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (6) als ein in einer Aussparung angeordneter Ring ausgebildet ist, wobei eine Innenwand des Kopfstücks (2) und ein Dorn (8) des Unterteils (3), auf welchem das Kopfstück (2) in axialer Richtung gleiten kann, angrenzend zur Aussparung derart hinterschnitten sind, dass durch das Elastomerelement (6) eine formschlüssige Verbindung zwischen Kopfstück (2) und Unterteil (3) hergestellt ist.
Setzstempel für ein Nietsetzwerkzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring als O-Ring ausgebildet ist.
Setzstempel für ein Nietsetzwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfstück (2) zumindest abschnittsweise als Ring ausgebildet ist, der auf dem Dorn (8) des Unterteils (3) gleitend gelagert ist.
Setzstempel für ein Nietsetzwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) einen seitlich an einen eingesetzten Niet angrenzenden Kragen ausbildet.
Setzstempel für ein Nietsetzwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite eines eingesetzten Niets auf dem Unterteil (3) aufliegt.
Setzstempel für ein Nietsetzwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (3) einen Magneten (12) zum Halten eines Niets aufweist.
Verfahren zum Verarbeiten eines Niets, insbesondere eines Halbhohlniets im Stanznietverfahren, wobei der Niet in einen Setzstempel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche eingeführt wird und der Niet verarbeitet wird, wobei das Kopfstück (2) beim Abschluss des Nietvorgangs axial ausweicht, so dass der Niet eine im Wesentlichen ebene Fläche ausbildet, die mit einem angrenzenden Blech ohne Überstand fluchtet.
Verfahren zum Verarbeiten eines Niets nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halbhohlniets im Stanznietverfahren verarbeitet wird.