DE102015214614A1

DE102015214614A1 - Counter-holder for a punch riveting device, punch riveting device, use of a counter-holder and method for producing a counter-holder

Info

Publication number: DE102015214614A1
Application number: DE102015214614.6A
Authority: DE
Inventors: Florian Woelke; Ingo Kesel; Thomas Kiedrowski; Jens Koenig; Sebastian Engler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-02-02
Also published as: EP3124133B1; EP3124133A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gegenhalter (18) für eine Stanznietvorrichtung mit einem Stempel, bei der ein wenigstens zwei miteinander zu verbindende Bauteile zwischen dem Gegenhalter (18) und dem Stempel anordenbar sind, mit einer wenigstens in einem den Bauteilen zugewandten Bereich umschmelzpolierten Oberfläche (182), sowie eine Stanznietvorrichtung, eine Verwendung eines solchen Gegenhalters und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gegenhalters (18).The invention relates to an anvil (18) for a punch riveting device with a punch, in which a at least two components to be connected can be arranged between the counter-holder (18) and the punch, with a surface (182) which is melt-polished at least in a region facing the components. , and a punch riveting apparatus, a use of such a counter-holder and a method for producing such a counter-holder (18).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gegenhalter für eine Stanznietvorrichtung, eine Stanznietvorrichtung, eine Verwendung eines solchen Gegenhalters sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gegenhalters. The present invention relates to a counter-holder for a punch riveting apparatus, a punch riveting apparatus, a use of such a counter-holder and a method for producing such a counter-holder.

Stand der Technik State of the art

Verfahren zum Stanznieten dienen zum Verbinden mindestens zweier in einem Verbindungsbereich insbesondere eben ausgebildeter Bauteile (Fügepartner). Ein Stanznietverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Vorlochen der miteinander zu verbindenden Bauteile nicht erforderlich ist. Vielmehr wird ein Niet mittels eines Stempels oder eines Stempelwerkzeugs in die wenigstens zwei Bauteile eingedrückt, wobei durch einen entsprechend geformten Gegenhalter, bspw. in Form einer Matrize, der mit dem Stempelwerkzeug zusammenwirkt, sichergestellt ist, dass der Niet oder die Bauteile sich in einer bestimmten Art und Weise verformen, um eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen. Punching riveting methods are used to connect at least two components that are particularly flat in a connection region (joining partner). A punch riveting method is characterized in that a pre-punching of the components to be joined together is not required. Rather, a rivet is pressed by means of a punch or a punch tool in the at least two components, being ensured by a correspondingly shaped counter-holder, for example. In the form of a die, which cooperates with the punch tool, that the rivet or the components in a certain Deforming manner to produce a positive and positive connection between the components.

Weiterhin sind bspw. aus der EP 2 318 161 B1 oder der DE 10 2014 203 357 A1 sog. Ultraschall-Stanznietverfahren bekannt, bei denen ein Schwingungserzeuger, wie bspw. ein Ultraschall-Generator verwendet wird, um ein oder mehrere Komponenten beim Verbinden der Bauteile in Schwingung zu versetzen. Durch diese Schwingung wird bspw. die aufzuwendende Kraft zum Eindrücken des Niets reduziert. Furthermore, for example, from the EP 2 318 161 B1 or the DE 10 2014 203 357 A1 So-called. Ultrasonic punch riveting known, in which a vibration generator, such as. An ultrasonic generator is used to enable one or more components when connecting the components in vibration. By this vibration, for example, the expended force is reduced to push the rivet.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Gegenhalter, eine Stanznietvorrichtung, eine Verwendung eines Gegenhalters sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenhalters mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. According to the invention, a counter-holder, a punch riveting device, a use of a counter-holder and a method for producing a counter-holder with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Ein erfindungsgemäßer Gegenhalter, auch als Matrize bezeichnet, für eine Stanznietvorrichtung mit einem Stempel, bei der wenigstens zwei miteinander zu verbindende Bauteile zwischen dem Gegenhalter und dem Stempel anordenbar sind, weist eine wenigstens in einem den Bauteilen zugewandten Bereich umschmelzpolierte Oberfläche auf. Die umschmelzpolierte Oberfläche ist dabei insbesondere laserstrahlpoliert oder elektronenstrahlpoliert ausgebildet. An inventive counter-holder, also referred to as a die, for a punch riveting device with a punch, in which at least two components to be connected can be arranged between the counter-holder and the punch, has a surface which is re-polished at least in a region facing the components. The remelt-polished surface is in particular laser-polished or electron-beam polished.

Ein herkömmlicher Gegenhalter für eine Stanznietvorrichtung wird in der Regel gefräst oder gedreht und ggf. mechanisch poliert oder geschliffen. Der Gegenhalter weist somit eine relativ raue Oberfläche auf, an welcher Material von einem beim Stanznietvorgang anliegenden Bauteil anhaften kann. Dies ist insbesondere bspw. beim Stanznieten von weichen Materialien wie bspw. Rein-Aluminium der Fall. A conventional counter-holder for a punch riveting is usually milled or rotated and possibly mechanically polished or ground. The counter-holder thus has a relatively rough surface, on which material can adhere from a component abutting the punch riveting process. This is particularly the case, for example, in the case of stamped riveting of soft materials such as, for example, pure aluminum.

Durch die umschmelzpolierte Oberfläche weist ein erfindungsgemäßer Gegenhalter nun eine riss- und porenfreie Oberfläche auf, an welcher Material nicht oder zumindest kaum mehr anhaften kann. Beim Umschmelzpolieren wird eine dünne Schicht der Oberfläche mit einem entlang der Oberfläche geführten Laser- oder Elektronenstrahl geschmolzen und erhärtet anschließend wieder. Dies führt zu einer Glättung der Oberfläche infolge der Grenzflächenspannung. Damit ist eine deutliche glattere Oberfläche erreichbar als mit materialabtragenden Verfahren. As a result of the melt-polished surface, an anvil according to the invention now has a crack-free and pore-free surface on which material can not or at least hardly adhere. In remelting polishing, a thin layer of the surface is melted with a laser or electron beam guided along the surface and then hardened again. This leads to a smoothing of the surface due to the interfacial tension. This achieves a significantly smoother surface than with material-removing processes.

Besonders vorteilhaft ist ein solcher Gegenhalter für Stanznietvorrichtungen mit einem Schwingungserzeuger, bspw. einem Ultraschallgenerator. Bei solchen Stanznietvorrichtungen wird während des Stanznietvorgangs ein Bereich der Stanznietvorrichtung in Schwingung versetzt, so dass sich der Niet leichter in die zu verbindenden Bauteile eindrücken lässt. Gerade durch die Schwingungen bzw. den Ultraschall kann zwischen dem Gegenhalter und dem daran anliegenden Bauteil eine Relativbewegung entstehen, durch welche bei herkömmlichen Gegenhaltern nicht nur Anhaftungen von Material sondern bspw. auch Anlegierungen entstehen können. Bei einem erfindungsgemäßen Gegenhalter ist dies nicht mehr oder zumindest kaum mehr der Fall. Insbesondere bei einer Verwendung im Karosseriebau, bspw. im automobilen Bereich, ist dies vorteilhaft, da dort immer häufiger Leichtmetalle wie bspw. Aluminium verwendet werden. Such a counter holder for punch riveting devices with a vibration generator, for example an ultrasonic generator, is particularly advantageous. In such punch riveting devices, a portion of the punch riveting apparatus is vibrated during the punch riveting operation, so that the rivet can be more easily pressed into the components to be connected. Just by the vibrations or the ultrasound, a relative movement can arise between the counter-holder and the component adjacent thereto, through which not only adhesions of material but also, for example, alloys can be formed in conventional counter-holders. In a counter-holder according to the invention this is no longer or at least hardly the case. In particular, in a use in body construction, eg. In the automotive sector, this is advantageous because there more and more often light metals such as aluminum are used.

Vorzugsweise weist die umschmelzpolierte Oberfläche eine Dicke von höchstens 200 μm, insbesondere höchstens 100 μm, auf. Eine solche Dicke kann durch Umschmelzpolieren einfach und schnell erzeugt werden und ist zudem ausreichend für die Verwendung bei Stanznietvorrichtungen. The remelt-polished surface preferably has a thickness of at most 200 μm, in particular at most 100 μm. Such a thickness can be easily and quickly produced by remelting and is also sufficient for use in punch riveting devices.

Vorteilhafterweise weist die umschmelzpolierte Oberfläche mehrere, insbesondere regelmäßig und/oder unregelmäßig angeordnete, Vertiefungen auf. Insbesondere können die Vertiefungen im Wesentlichen eine Form eines Teils einer Kugeloberfläche und/oder einen Durchmesser von höchstens 500 μm und/oder eine Tiefe von höchstens 100 μm aufweisen. Durch solche Vertiefungen, die insbesondere auch mittels des Laserstrahls bzw. mittels des Elektronenstrahls durch geeignete Strahlführung eingebracht werden können, kann Schmiermittel, das vor einem Stanznietvorgang zwischen den Gegenhalter und das daran anliegende Bauteil eingebracht wird, einfach und effektiv am Abfließen gehindert werden. Zudem wird ein Volumen für das Schmiermittel erhöht. Ein Schmierfilm bleibt damit länger bestehen und kann effektiv zur Kühlung, Trennung der Oberflächen, Reibwertreduktion und Unterbindung von adhäsivem und abrasivem Verschleiß beitragen. Auf diese Weise werden Anlegierungen noch effektiver verhindert. Advantageously, the remelt-polished surface has a plurality of recesses, in particular regularly and / or irregularly arranged. In particular, the recesses may substantially have a shape of a part of a spherical surface and / or a diameter of at most 500 μm and / or a depth of at most 100 μm. By such wells, in particular by means of the laser beam or by means of the electron beam by suitable beam guidance can be introduced, lubricant that is introduced before a Stanznietvorgang between the counter-holder and the adjacent component, can be easily and effectively prevented from flowing. In addition, a volume for the lubricant is increased. A lubricating film thus remains longer and can effectively contribute to the cooling, separation of surfaces, friction coefficient reduction and prevention of adhesive and abrasive wear. In this way, alloys are prevented even more effective.

Es ist von Vorteil, wenn die umschmelzpolierte Oberfläche eine Schutzschicht oder Gleitschicht, insbesondere enthaltend oder bestehend aus einer DLC-Beschichtung, keramischen oder keramikähnlichen Beschichtung, aufweist. Bei DLC handelt es sich um sog. "Diamond-Like Carbon", bspw. eine C2- oder C3-Schicht. Eine solche Schicht kann bspw. erzeugt werden, indem ein Stück Kohlenstoff mit einem Laserstrahl beschossen wird, so dass sich die Kohlenstoffatome entsprechend an der Oberfläche des Gegenhalters absetzen können. Als keramikähnliche Beschichtung kann bspw. eine Zirkonschicht verwendet werden, die bspw. mittels eines Sol-Gel-Verfahrens aufgebracht wird. Durch eine solche Gleit- bzw. Schutzschicht bleibt die umschmelzpolierte Oberfläche länger erhalten, was zu einer erhöhten Lebensdauer des Gegenhalters führt. It is advantageous if the remelt-polished surface has a protective layer or sliding layer, in particular comprising or consisting of a DLC coating, ceramic or ceramic-like coating. DLC is so-called "diamond-like carbon", for example a C2 or C3 layer. Such a layer can be produced, for example, by bombarding a piece of carbon with a laser beam, so that the carbon atoms can deposit correspondingly on the surface of the counter-holder. As a ceramic-like coating, for example, a zirconium layer can be used, which is applied, for example, by means of a sol-gel process. By means of such a sliding or protective layer, the remelt-polished surface is retained longer, which leads to an increased service life of the counter-holder.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Figurenbeschreibung figure description

1a bis 1d zeigen eine Stanznietvorrichtung bei verschiedenen Phasen eines Stanznietvorgangs. 1a to 1d show a punch riveting apparatus at various stages of a punch riveting operation.

2 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Gegenhalters in einer bevorzugten Ausführungsform. 2 shows a sequence of a method according to the invention for producing a counter-holder in a preferred embodiment.

3 zeigt schematisch eine Oberfläche eines erfindungsgemäßen Gegenhalters in einer bevorzugten Ausführungsform. 3 schematically shows a surface of a counter-holder according to the invention in a preferred embodiment.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Detailed description of the drawing

In den 1a bis 1d ist eine Stanznietvorrichtung 10 bei verschiedenen Phasen der Durchführung eines Stanznietverfahrens dargestellt. Die Stanznietvorrichtung 10 weist einen Stempel 15 auf, welcher von einem hülsenförmigen Niederhalter 16 radial umgeben und relativ zu diesem in Längsrichtung beweglich angeordnet ist. Insbesondere ist der Stempel 15 mit einem hier nicht dargestellten Antrieb, bspw. einem hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, gekoppelt, der dazu dient, eine zum Eindrücken eines Niets 20 in die beiden Bauteile 11, 12 benötigte Kraft F aufzubringen. In the 1a to 1d is a punch riveting device 10 at different stages of performing a punch riveting process. The punch riveting device 10 has a stamp 15 on which of a sleeve-shaped hold-down 16 radially surrounded and arranged to be movable relative to this in the longitudinal direction. In particular, the stamp 15 with a drive, not shown here, for example, a hydraulic or pneumatic drive, coupled, which serves to one for pressing a rivet 20 in the two components 11 . 12 required force F to apply.

Ebenfalls ist der Niederhalter 16 dazu eingerichtet, gegen die Oberfläche des dem Stempel 15 zugewandten Bauteils 11 mit einer Niederhaltekraft zu drücken. Hierzu kann bspw. ein eigener Antrieb vorgesehen sein. Jedoch kann der Niederhalter auch an den Antrieb des Stempels 15 gekoppelt sein, bspw. mittels einer Feder. Also is the hold down 16 set up against the surface of the stamp 15 facing component 11 with a hold down force. For this purpose, for example, a separate drive can be provided. However, the hold-down also on the drive of the punch 15 be coupled, for example by means of a spring.

Auf der dem Stempel 15 und dem Niederhalter 16 gegenüberliegenden Seite der beiden Bauteile 11, 12 ist ein erfindungsgemäßer Gegenhalter 18, der hier als Matrize wirkt, angeordnet. Die Matrize 18 ist ebenfalls in Richtung einer Längsachse 19, in deren Richtung auch der Stempel 15 und der Niederhalter 16 beweglich angeordnet sind, heb- und senkbar. Der Niederhalter 16 und die Matrize 18 dienen dazu, die beiden Bauteile 11, 12 zwischen dem Niederhalter 16 und der Matrize 18 während der Bearbeitung durch den Stempel 15 einzuspannen bzw. zusammenzudrücken. Die Matrize 18 weist auf der dem Bauteil 12 zugewandten Seite einen Bereich 21 mit einer ebenen Oberfläche auf, von der eine mulden- bzw. kuhlenförmige Ausnehmung 22 ausgeht. On the stamp 15 and the hold-down 16 opposite side of the two components 11 . 12 is an inventive counter-holder 18 , which acts as a matrix here, arranged. The matrix 18 is also in the direction of a longitudinal axis 19 , in the direction of which also the stamp 15 and the hold-down 16 are movably arranged, raised and lowered. The hold down 16 and the matrix 18 serve to the two components 11 . 12 between the hold down 16 and the matrix 18 during processing by the stamp 15 clamp or compress. The matrix 18 points to the component 12 facing side of an area 21 with a flat surface, of which a trough- or Kuhlenförmige recess 22 emanates.

Für eine detaillierte Beschreibung des Gegenhalters bzw. der Matrize 18 sei an dieser Stelle auf die 2 und 3 verwiesen. For a detailed description of the counterholder or die 18 be at this point on the 2 and 3 directed.

Der Niet 20 besteht bevorzugt aus einem gegenüber den Werkstoffen der beiden Bauteile 11, 12 härteren Material, zumindest im Bereich des Nietschaftes 24. Die dem Bauteil 11 abgewandte, ebene Oberseite 26 ist in Wirkverbindung mit dem Stempel 15 angeordnet, der an der Oberseite 26 des Niets 20 flächig anliegt. The rivet 20 preferably consists of one compared to the materials of the two components 11 . 12 harder material, at least in the area of the rivet shank 24 , The component 11 facing away, flat top 26 is in operative connection with the stamp 15 arranged at the top 26 of the rivet 20 lies flat.

Der Stempel 15 ist mit einem Schwingungserzeuger 30 zur Erzeugung von Schwingungen bzw. Vibrationen wirkverbunden. Insbesondere werden mittels des Schwingungserzeugers 30 Ultraschallschwingungen mit einer Schwingweite (Abstand zwischen maximaler positiver und negativer Amplitude einer Schwingung) zwischen 10 μm und 110 μm (bzw. einer Amplitude zwischen 5 μm und 55 μm) und einer Frequenz zwischen 15 kHz und 35 kHz erzeugt. The Stamp 15 is with a vibrator 30 operatively connected to the generation of vibrations. In particular, by means of the vibrator 30 Ultrasonic oscillations with a vibration amplitude (distance between the maximum positive and negative amplitude of a vibration) between 10 .mu.m and 110 .mu.m (or an amplitude between 5 .mu.m and 55 .mu.m) and generates a frequency between 15 kHz and 35 kHz.

Diese Schwingungen werden von dem Schwingungserzeuger 30 über den Stempel 15 in den Niet 20 eingekoppelt. Die Einkopplungsrichtung der Vibrationen des Schwingungserzeugers 30 kann dabei bspw. parallel zur Längsachse 19, das heißt parallel zur Fügerichtung des Niets 20 in die Bauteile 11, 12 erfolgen. These vibrations are generated by the vibrator 30 over the stamp 15 in the rivet 20 coupled. The coupling direction of the vibration of the vibrator 30 can, for example, parallel to the longitudinal axis 19 , that is parallel to the joining direction of the rivet 20 into the components 11 . 12 respectively.

Die in 1a gezeigte Phase stellt einen Beginn des Stanznietverfahrens dar, bei dem der Nietschaft 24 in Wirkverbindung mit der Oberseite des Bauteils 11 gelangt. Dabei wird der Stempel 15 mit der Kraft F gegen das dem Stempel 15 zugewandte Bauteil 11 gedrückt. In the 1a shown phase represents a beginning of the punch riveting process in which the riveting 24 in operative connection with the top of the component 11 arrives. This is the stamp 15 with the force F against the punch 15 facing component 11 pressed.

In einer in 1b gezeigten weiteren Phase, d.h. während des weiteren Verlaufs des Nietvorgangs und unter Unterstützung der in die Bauteile 11, 12 eingekoppelten Schwingungen schneidet bzw. stanzt der Nietschaft 24 sich zunächst in das Bauteil 11 ein. Dabei werden die beiden Bauteile 11, 12 plastisch verformt, wobei das der Ausnehmung 22 zugewandte Bauteil 12 in den entsprechenden Bereichen in die Ausnehmung 22 eingedrückt wird. In an in 1b shown further phase, ie during the course of the riveting process and under support of the components 11 . 12 coupled vibrations cuts or punches the rivet shank 24 first into the component 11 one. Here are the two components 11 . 12 plastically deformed, wherein the recess 22 facing component 12 in the corresponding areas in the recess 22 is pressed.

Während des weiteren Bewegungswegs bzw. der weiteren Abwärtsbewegung des Niets 20 entsprechend der 1c wird der Nietschaft 24 im Bereich der Ausnehmung 22 nach außen gespreizt, wodurch die beiden Bauteile 11, 12 in Axialrichtung sicher form- und kraft schlüssig miteinander verbunden werden. During the further movement path or the further downward movement of the rivet 20 according to the 1c becomes the rivet stock 24 in the region of the recess 22 spread outwards, causing the two components 11 . 12 be securely connected in the axial direction positive and non-positive manner.

Dabei ist zu erkennen, dass entsprechend der 1d, die die Endposition des Niets 20 zeigt, der Nietschaft 24 nicht aus dem Bauteil 12 herausragt bzw. dieses nicht vollständig durchdringt. It can be seen that according to the 1d indicating the final position of the rivet 20 shows, the riveting 24 not from the component 12 protrudes or does not fully penetrate.

Nachdem der Niet 20 die in der 1d dargestellte Endposition erreicht hat, bei der die Oberseite 26 des Niets 20 zumindest in etwa bündig mit der Oberseite des Bauteils 11 abschließt, wird anschließend der Stempel 15 wieder von den Bauteilen 11, 12 in entgegengesetzte Richtung nach oben bewegt. After the rivet 20 the in the 1d has reached the illustrated end position, in which the top 26 of the rivet 20 at least approximately flush with the top of the component 11 concludes, then the stamp 15 again from the components 11 . 12 moved in the opposite direction upwards.

In 2 ist ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Gegenhalters in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Dazu ist ein Ausschnitt des Gegenhalters bzw. der Matrize 18 gezeigt, die aus einem Grundmaterial 185 besteht. Bei diesem Grundmaterial kann es sich bspw. um gehärteten Werkzeugstahl handeln. In 2 a sequence of a method according to the invention for producing a counter-holder in a preferred embodiment is shown. This is a section of the counter-holder or the die 18 shown, made of a basic material 185 consists. This base material may, for example, be hardened tool steel.

In der Figur rechts ist eine raue Oberfläche 181 zu sehen, wie sie vor dem erfindungsgemäßen Verfahren, bspw. nach einem Fräsvorgang, vorliegt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nun bspw. ein Laserstrahl 200 über die Oberfläche der Matrize 18 verfahren werden. Im Bereich des Laserstrahls 200 bildet sich auf der Oberfläche ein Schmelzbereich 186, in dem das Grundmaterial auf- bzw. umgeschmolzen wird. Der Laserstrahl kann dabei mit gepulster Laserstrahlung, kontinuierlicher Laserstrahlung oder in einer kombinierten Variante in einer oder mehreren Überfahrten geführt werden. Die Strahlgeschwindigkeit kann 10 bis 1000 mm/sec bei einer Leistung von 20 bis 500 W betragen. Der Spotdurchmesser kann dabei mindestens 10 μm betragen. In the figure on the right is a rough surface 181 to see how it before the inventive method, eg. After a milling process, is present. In the method according to the invention can now, for example, a laser beam 200 over the surface of the die 18 be moved. In the area of the laser beam 200 A melting area forms on the surface 186 , in which the base material is melted or remelted. The laser beam can be performed with pulsed laser radiation, continuous laser radiation or in a combined variant in one or more crossings. The jet speed can be 10 to 1000 mm / sec at a power of 20 to 500 W. The spot diameter can be at least 10 μm.

Im Bereich hinter dem Laserstrahl 200, in der Figur links zu sehen, bildet sich dann nach dem Aushärten eine dünne Umschmelzschicht 183 mit einer Dicke von vorzugsweise weniger als 250 μm, insbesondere weniger als 100 μm, die eine geglättete, umschmelzpolierte Oberfläche 183 aufweist. Die Glättung der Oberfläche resultiert aus der Grenzflächenspannung. Hierbei erstarrt die Oberfläche in der Regel riss- und porenfrei aus der Schmelze, wodurch keine scharfkantigen Strukturen auf der Oberfläche zurückbleiben. Die ebenfalls gezeigte Wärmeeinflusszone 184 bildet sich während des Umschmelzens zwischen dem Grundmaterial 185 und der Umschmelzschicht 183 aus. Die Dicke der Wärmeeinflusszone liegt dabei typischerweise in der Größenordnung der Umschmelzzone. In the area behind the laser beam 200 , to see in the figure on the left, forms then after curing a thin remelting layer 183 with a thickness of preferably less than 250 microns, especially less than 100 microns, the a smoothed, re-polished surface 183 having. The smoothing of the surface results from the interfacial tension. As a result, the surface generally freezes out of the melt without cracking or pores, which leaves no sharp-edged structures on the surface. The heat affected zone also shown 184 forms during remelting between the base material 185 and the remelt layer 183 out. The thickness of the heat-affected zone is typically in the order of magnitude of the remelting zone.

3 zeigt schematisch eine Oberfläche eines erfindungsgemäßen Gegenhalters in einer bevorzugten Ausführungsform. Dazu ist erneut ein Ausschnitt des Gegenhalters bzw. der Matrize 18 gezeigt. Auf der nunmehr umschmelzpolierten Oberfläche ist zusätzlich eine Gleit- bzw. Schutzschicht 190 aufgetragen, bei der es sich bspw. um DLC, d.h. "Diamond-Like Carbon", handeln kann. 3 schematically shows a surface of a counter-holder according to the invention in a preferred embodiment. This is again a section of the counter-holder or the die 18 shown. On the surface, which is now remelted, there is additionally a sliding or protective layer 190 which may, for example, be DLC, ie "Diamond-Like Carbon".

Zusätzlich ist zu sehen, dass auf der Oberfläche der Matrize 18 Vertiefungen 195 (hier im Querschnitt zu sehen) vorgesehen sind. Diese Vertiefungen 195 können erhalten werden, indem bspw. der Laserstrahl beim Laserpolieren geeignet geführt wird. Diese Vertiefungen können auf der Oberfläche bspw. in unregelmäßigen Abständen, sowohl in Längs- als auch in Querrichtung vorgesehen sein. In addition it can be seen that on the surface of the matrix 18 wells 195 (to see here in cross-section) are provided. These depressions 195 can be obtained by, for example, the laser beam is suitably guided during laser polishing. These recesses may be provided on the surface, for example, at irregular intervals, both in the longitudinal and in the transverse direction.

Durch die Form, die bspw. im Wesentlichen einem Teil einer Kugeloberfläche entspricht (ähnlich einem Näpfchen), werden somit eine Art Taschen für Schmierstoff, der auf die Oberfläche der Matrize aufgebracht wird, gebildet. Damit kann verhindert werden, dass der Schmierstoff zu schnell abgetragen wird. By virtue of the shape, which, for example, substantially corresponds to a part of a spherical surface (similar to a cup), a kind of pockets for lubricant, which is applied to the surface of the matrix, are thus formed. This can prevent the lubricant from being removed too quickly.

Es versteht sich, dass das Umschmelzpolieren inkl. dem Einbringen der Vertiefungen nicht nur auf einer ebenen Oberfläche erfolgen kann, sondern insbesondere auch auf einer Oberfläche mit Ausnehmungen, wie sie bspw. in 1 im Querschnitt mit der Ausnehmung 22 gezeigt ist, erfolgen kann. It is understood that the Umschmelzpolieren incl. The introduction of the wells can be done not only on a flat surface, but in particular on a surface with recesses, such as. In 1 in cross-section with the recess 22 shown can be done.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2318161 B1 [0003]
DE 102014203357 A1 [0003]

Claims

Counterholder ( 18 ) for a punch riveting device ( 10 ) with a stamp ( 15 ), in which at least two components ( 11 . 12 ) between the counterholder ( 18 ) and the stamp ( 15 ) can be arranged, characterized by a remelted by polishing surface ( 182 ), which is preferably one of the components ( 11 . 12 ) is facing.

Counterholder ( 18 ) according to claim 1, wherein the remelted surface ( 182 ) has a thickness of at most 250 μm, in particular at most 100 μm.

Counterholder ( 18 ) according to claim 1 or 2, wherein the remelted surface ( 182 ) is laser-polished or electron-beam polished.

Counterholder ( 18 ) according to any one of the preceding claims, wherein the remelted surface ( 182 ) several depressions ( 195 ) having.

Counterholder ( 18 ) according to claim 4, wherein the depressions ( 195 ) substantially a shape of a part of a spherical surface and / or a diameter of at most 500 μm and / or have a depth of at most 100 μm.

Counterholder ( 18 ) according to any one of the preceding claims, wherein the remelted surface ( 182 ) a protective layer or sliding layer ( 190 ) having.

Punch riveting device ( 10 ) for connecting at least two components ( 11 . 12 ) with a counterholder ( 18 ) according to one of the preceding claims and with a stamp ( 15 ), wherein the at least two components ( 11 . 12 ) between the stamp ( 15 ) and the counterholder ( 18 ) can be arranged.

Punch riveting device ( 10 ) according to claim 7, further comprising a vibrator ( 30 ), by means of which the stamp ( 15 ), the counterpart ( 18 ) and / or at least one of the at least two components ( 11 . 12 ) are vibratable.

Using a counter-holder ( 18 ) according to one of claims 1 to 6 with a punch riveting device ( 10 ), in particular according to claim 7 or 8, for connecting at least two components ( 11 . 12 ) by means of a rivet ( 20 ).

Use according to claim 9, wherein prior to joining the at least two components ( 11 . 12 ) a lubricant between the anvil ( 18 ) and the counterpart facing component ( 11 ) is introduced.

Method for producing a counter-holder ( 18 ) for a punch riveting device ( 10 ) with a stamp ( 15 ), in which a at least two components ( 11 . 12 ) between the counterholder ( 18 ) and the stamp ( 15 ) can be arranged, wherein a surface of the counter-holder ( 18 ) at least in one of the components ( 11 . 12 ) facing area ( 21 ) is remelted.

A method according to claim 11, wherein for remelting polishing a laser beam ( 200 ) or an electron beam along the surface of the counter-holder ( 18 ) to be led.

Method according to claim 11 or 12, wherein on the surface of the counter-holder ( 18 ) Wells ( 195 ), in particular irregularly arranged, are introduced.

Method according to claim 13, wherein the depressions ( 195 ) by means of a laser beam ( 200 ) or an electron beam are introduced.

Method according to one of claims 11 to 14, wherein the surface before and / or after the remelting is coated with a DLC, a ceramic or a ceramic-like coating.