DE102016111616A1

DE102016111616A1 - Device and method for setting a joining element on a workpiece or for inserting the workpiece

Info

Publication number: DE102016111616A1
Application number: DE102016111616.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Badent
Original assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-12-28

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Setzen eines Fügeelements (8) an einem Werkstück (19) oder zum Durchsetzfügen des Werkstücks vorgeschlagen, umfassend eine Stempeleinheit und eine gegenüberliegende Matrizeneinheit, wobei die Stempeleinheit einen entlang einer Fügerichtung bewegbaren Stempel und einen am Werkstück (19) andrückbaren Niederhalter (5) umfasst, und wobei die Matrizeneinheit Anlagemittel (9) zur Anlage am Werkstück (19) und einen Matrizenabschnitt (10) mit einem Funktionsbereich aufweist. Erfindungsgemäß stehen in einer Ausrückstellung der Matrizeneinheit die Anlagemittel (9) in Richtung zur Stempeleinheit über den Matrizenabschnitt (10) vor und in einer Absenkstellung der Matrizeneinheit, ist eine matrizenseitige Werkstückseite an den Anlagemitteln (9) und an dem Matrizenabschnitt (10) abstützbar ist, wobei in der Absenkstellung der Matrizeneinheit (3) der Matrizenabschnitt (10) drehbar ist.The invention relates to a device for setting a joining element (8) on a workpiece (19) or for inserting the workpiece, comprising a punch unit and an opposing die unit, wherein the punch unit has a punch movable along a joining direction and a downholder which can be pressed against the workpiece (19) (5), and wherein the die unit has abutment means (9) for abutment with the workpiece (19) and a die portion (10) with a functional area. According to the invention, in a disengagement position of the die unit, the abutment means (9) are in the direction of the stamp unit above the die portion (10) and in a lowered position of the die unit, a die-side workpiece side is supportable on the abutment means (9) and on the die portion (10), wherein in the lowered position of the die unit (3), the die portion (10) is rotatable.

Description

Stand der Technik: State of the art:

Fügewerkzeuge für Fügeverfahren müssen regelmäßig komplexen bzw. unterschiedlichen Fügeanforderungen genügen. Werden beim Fügen verschiedene nacheinander zu durchlaufende Arbeitsschritte nötig, ist zum Beispiel ein Umstellen oder ein Wechsel von Teilen des Werkzeugs im laufenden Fügevorgang zu berücksichtigen. Um in kurzen Taktzeiten mit hoher Prozesssicherheit zu arbeiten und darüber hinaus die Fügevorrichtung flexibel und wirtschaftlich einsetzen zu können, müssen moderne Fügewerkzeuge entsprechend angepasst sein. Joining tools for joining processes must regularly meet complex or different joining requirements. If different work steps to be carried out successively during joining are necessary, for example, a changeover or a change of parts of the tool must be taken into account in the ongoing joining process. In order to work in short cycle times with high process reliability and also to be able to use the joining device flexibly and economically, modern joining tools must be adapted accordingly.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung: Object and advantages of the invention:

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fügevorrichtung wie ein Setzwerkzeug für Fügeelemente bzw. ein Durchsetz-Fügewerkzeug bereitzustellen, welches variabel und effektiv für verschiedene Fügeaufgaben bzw. Fügeverfahren einsetzbar ist. Insbesondere soll die Vorrichtung vorteilhaft zum Setzen eines Funktions- oder Fügeelements an einem Werkstück oder zum Durchsetzfügen des Werkstücks ausgebildet sein, insbesondere für verschiedene Nietverfahren und/oder zum Durchsetzfügen bzw. Clinchen. The object of the present invention is to provide a joining device such as a setting tool for joining elements or an enforcing joining tool, which can be used variably and effectively for various joining tasks or joining methods. In particular, the device should advantageously be designed for setting a functional or joining element on a workpiece or for inserting the workpiece, in particular for different riveting methods and / or for clinching or clinching.

Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch 1 gelöst. This object is solved by the independent claim 1.

Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Setzen eines Fügeelements an einem Werkstück oder zum Durchsetzfügen des Werkstücks, umfassend eine Stempeleinheit und eine gegenüberliegende Matrizeneinheit, zwischen denen das mit der Vorrichtung bearbeitbare Werkstück einklemmbar ist, wobei die Stempeleinheit einen entlang einer Fügerichtung bewegbaren Stempel und einen am Werkstück andrückbaren Niederhalter umfasst, und wobei die Matrizeneinheit Anlagemittel zur Anlage am Werkstück und einen Matrizenabschnitt mit einem Funktionsbereich aufweist, der in Fügerichtung gegenüber dem Stempel am Matrizenabschnitt für ein Zusammenwirken mit dem Stempel ausgebildet ist. Der Stempel der Stempeleinheit ist insbesondere angetrieben linear bewegbar, beispielsweise hydraulisch, pneumatisch, hydropneumatisch und/oder elektrisch, beispielsweise mit einem Elektroantrieb. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise als Füge- und/oder Clinchwerkzeug ausgebildet und variabel einsetzbar. The invention is based on a device for setting a joining element on a workpiece or for inserting the workpiece, comprising a punch unit and an opposing die unit, between which the workpiece which can be machined with the device can be clamped, wherein the punch unit has a punch movable along a joining direction and a punch and the die unit has abutment means for abutment with the workpiece and a die portion having a functional area formed in the joining direction opposite the punch on the die portion for co-operation with the punch. The stamp of the stamp unit is in particular driven linearly movable, for example hydraulically, pneumatically, hydropneumatically and / or electrically, for example with an electric drive. The device according to the invention is preferably designed as a joining and / or clinching tool and can be used variably.

Der Begriff Werkstück steht allgemein für ein einlagiges Werkstück, zum Beispiel aus genau einem Blech, oder für ein mehrlagiges Werkstück, das zwei oder mehr als zwei aufeinander liegende Werkstücklagen wie z. B. Blechlagen umfasst. The term workpiece is generally for a single-layer workpiece, for example, from a single sheet, or for a multi-layer workpiece, the two or more than two superimposed workpiece layers such. B. sheet metal layers.

Die vorgeschlagene Vorrichtung dient neben dem Durchsetzfügen insbesondere zum Setzen eines Fügeelements an einem Werkstück. Der Begriff Fügeelement wird nachfolgend stellvertretend für entweder ein Funktionselement oder ein Nietelement verwendet. Ein Funktionselement wird vorzugsweise an einem einlagigen Werkstück angebracht, insbesondere um am Werkstück eine Funktionalität bereitzustellen. The proposed device is used in addition to the clinching particular for setting a joining element on a workpiece. The term joining element is used below to represent either a functional element or a rivet element. A functional element is preferably attached to a single-ply workpiece, in particular to provide functionality on the workpiece.

Ein Nietelement wird insbesondere an einem mehrlagigen Werkstück gesetzt, um insbesondere die Werkstücklagen miteinander zu verbinden. Als Nietelement kommt insbesondere ein Stanzniet, ein Stanzstauchniet, ein Vollstanzniet, ein Halbhohlstanzniet oder ein Clinchniet in Frage. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich auch vorteilhaft für das Clinchen bzw. Durchsetzfügen, bei dem kein Fügeelement verarbeitet wird. Beim Fügeprozess findet regelmäßig eine Verformung bzw. ein teilweises oder komplettes Ausstanzen eines Bereichs des Werkstücks statt. Die betreffenden Füge- bzw. Nietelemente und/oder das Werkstück werden beim Setzen bzw. Durchsetzfügen regelmäßig verformt. Beim Vollstanznieten und dem dazu artverwandten Stanzstauchnieten wird mit dem Fügeelement bzw. Niet ein Loch durch das nicht vorgelochte Werkstück gestanzt. Beim Stanzstauchnieten wird darüber hinaus der Niet zusätzlich gestaucht, also zur Verankerung im Werkstück im Zustand des im gestanzten Loch vorhandenen Niets selbst verformt, was beim Stanznieten nicht der Fall ist. Nachfolgend wird im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gleichbedeutend auch von dem erfindungsgemäßen Werkzeug gesprochen. A rivet element is placed in particular on a multi-layered workpiece in order in particular to connect the workpiece layers to one another. As a rivet element is in particular a punch rivet, a punched rivet, a solid punch rivet, a semi-hollow punch rivet or a clinch rivet in question. The device according to the invention is also advantageously suitable for clinching or clinching, in which no joining element is processed. During the joining process, a deformation or a partial or complete punching out of a region of the workpiece takes place regularly. The relevant joining or riveting elements and / or the workpiece are regularly deformed during setting or clinching. When punching rivets and the related rivet rivets a hole is punched through the non-pre-punched workpiece with the joining element or rivet. In the case of punched rivets, moreover, the rivet is additionally compressed, ie it is itself deformed for anchoring in the workpiece in the state of the rivet present in the punched hole, which is not the case with punched rivets. Below is spoken in the context of the device according to the invention synonymous synonymous of the tool according to the invention.

Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass in einer Ausrückstellung der Matrizeneinheit die Anlagemittel in Richtung zur Stempeleinheit über den Matrizenabschnitt vorstehen und in einer Absenkstellung der Matrizeneinheit, in welcher ein Werkstück stempelseitig vom Niederhalter beaufschlagbar ist, eine matrizenseitige Werkstückseite an den Anlagemitteln und an dem Matrizenabschnitt abstützbar ist, wobei in der Absenkstellung der Matrizeneinheit der Matrizenabschnitt drehbar ist. A first essential aspect of the invention is that in a disengaged position of the die unit, the abutment means protrude toward the stamp unit via the die portion and in a lowered position of the die unit, in which a workpiece on the punch side of the blank holder can be acted upon, a side of the workpiece side on the abutment means and on the Matrizenabschnitt can be supported, wherein in the lowered position of the Matrizeneinheit the Matrizenabschnitt is rotatable.

Damit kann auf vorteilhafte Weise die Matrizeneinheit im Prozess verstellt werden. Insbesondere kann mit der Drehung des Matrizenabschnitts ein erster Bereich des Matrizenabschnitts aus der Fügeachse wegbewegt und gleichzeitig ein anderer Bereich des Matrizenabschnitts in die Fügeachse bzw. unter den Stempel hinbewegt werden. Thus, advantageously, the die unit can be adjusted in the process. In particular, with the rotation of the die section, a first area of the die section can be moved away from the joining axis and at the same time another area of the die section can be moved into the joining axis or under the stamp.

Ein weitere Erfindungsaspekt ist darin zu sehen, dass in einer Ausrückstellung der Matrizeneinheit die Anlagemittel in Richtung zur Stempeleinheit über den Matrizenabschnitt vorstehen und in einer Absenkstellung der Matrizeneinheit, in welcher ein Werkstück stempelseitig vom Niederhalter beaufschlagbar ist, eine matrizenseitige Werkstückseite an den Anlagemitteln und an dem Matrizenabschnitt abstützbar ist, wobei die Stempeleinheit und die Matrizeneinheit so aufeinander abgestimmt sind, dass eine Klemmwirkung auf ein zwischen dem Niederhalter und der Matrizeneinheit positionierbares Werkstück erhalten bleibt, wenn die Matrizeneinheit aus der Absenkstellung in die Ausrückstellung gelangt, wobei ein in der Absenkstellung der Matrizeneinheit bereitstellbarer Abstützkontakt zwischen dem Werkstück und dem Matrizenabschnitt aufhebbar ist. A further aspect of the invention is to be seen in that in a disengaged position of the die unit, the abutment means project towards the stamp unit over the die portion and in a lowered position of the die unit, in which a workpiece on the punch side of the blank holder can be acted upon, a matrizenseitige workpiece side of the attachment means and on the Matricesabschnitt is supported, wherein the punch unit and the die unit are coordinated so that a clamping action is maintained on a positionable between the hold-down and the Matrizeneinheit workpiece when the die unit passes from the Absenkstellung in the disengagement position, one in the lowered position of the Matrizeneinheit bereitstellbarer Abstützkontakt between the workpiece and the die section can be canceled.

Die Versetzung zum Beispiel der Anlagemittel bzw. eines Matrizen-Niederhalters nach oben bzw. dessen Hub muss mindestens so groß wie ein matrizenseitige Überstand bzw. die Eindringtiefe eines durch das Werkstück durchgestanzten Stanzelements in einen Kanal zur Stanzbutzenabführung im Matrizenabschnitt. Damit ist sichergestellt, dass das Werkstück vom Matrizenabschnitt gänzlich getrennt ist. The displacement, for example, of the abutment means or of a die holding-down device or its stroke must be at least as large as a die-side overhang or the penetration depth of a punched element punched through the workpiece into a channel for the punched-out removal in the die section. This ensures that the workpiece is completely separated from the die section.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine über den Verlauf des Fügeprozesses dauerhafte bzw. ununterbrochene Klemmung des Füge- bzw. Werkstückverbunds, der das Werkstück aus insbesondere zwei oder mehr Werkstücklagen und das gesetzte Fügeelement bzw. den Niet umfasst. Damit wird nach Abschluss der Fügung ein unter Spannung stehender Niet im Werkstückverbund realisierbar. Dies führt nach Abschluss des Fügevorgangs zum vorteilhaften bzw. gewünschten Verbindungszustand mit einem unter Druck bzw. unter Klemmung stehenden Werkstückverbund. The device according to the invention advantageously enables permanent or uninterrupted clamping of the joining or workpiece assembly over the course of the joining process, which comprises in particular two or more workpiece layers and the set joining element or rivet. Thus, after completion of the joining, a live rivet in the workpiece assembly can be realized. After completion of the joining process, this leads to the advantageous or desired connection state with a workpiece assembly under pressure or under clamping.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft außerdem so, dass im Fügeprozess eine mit der Vorrichtung einmal bzw. erstmals eingerichtete Klemmwirkung am Werkstück, mit dem die Position des Werkstücks relativ zur Vorrichtung erstmals festgelegt ist, in einem nachfolgenden Arbeitsschritt erhalten bleibt. Häufig ist es notwendig, dass der Stempel zweimal auf das Werkstück einwirkt und dazwischen sich von diesem wegbewegt. With the device according to the invention, it is also advantageous that in the joining process, a clamping action on the workpiece once or first established with the device, with which the position of the workpiece is first defined relative to the device, is maintained in a subsequent step. Often it is necessary that the punch acts twice on the workpiece and moves away therebetween.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für solche und verwandte Prozesse vorteilhaft, insbesondere wenn in einem späteren Arbeitsschritt eine zuvor festgelegte exakte Positionierung der Fügeachse am Werkstück für einen nachgeordneten Arbeitsschritt ebenfalls exakt getroffen werden muss. Für eine exakte und richtige Bearbeitung des Werkstücks muss dann die Ausrichtung des Werkstücks so sein, dass die zentrale Stempelachse in dem nachgeordneten Arbeitsschritt genau durch die gleiche Stelle am Werkstück geht wie in dem vorausgegangenen Arbeitsschritt, in dem der Stempel auf das Werkstück eingewirkt hat. Beim Stanzstauchnieten wird zum Beispiel zunächst der Niet vom vorfahrenden Stempel durch das geklemmt gehaltene Werkstück gestanzt. Der Matrizenabschnitt bildet hierfür eine Öffnung in einem ersten Funktionsbereich, in welche der Stanzbutzen hineingedrückt wird. Nach einem kurzen Zurückfahren des Stempels wird die Matrizeneinheit aus der Absenkstellung in die Ausrückstellung verstellt und dann der Stempel wieder vorgefahren und der Niet erneut gegen eine feste Auflage eines anderen Funktionsbereich des Matrizenabschnitts gedrückt und dabei gestaucht. The device according to the invention is advantageous for such and related processes, in particular if, in a later work step, a previously defined exact positioning of the joining axis on the workpiece for a subsequent work step must also be exactly met. For accurate and correct machining of the workpiece then the alignment of the workpiece must be such that the central punch axis in the subsequent step exactly by the same point on the workpiece as in the previous step in which the punch has acted on the workpiece. In the case of stamped riveting, for example, first the rivet is punched by the advancing punch through the clamped workpiece. For this purpose, the die section forms an opening in a first functional area, into which the punched slug is pressed. After a short retraction of the punch, the die unit is moved from the lowered position into the disengaged position and then the punch is moved forward again and the rivet is pressed against a fixed support of another functional area of the die portion and compressed.

Andernfalls wäre es nachteilig, wenn die Werkstück-Klemmung zwischen dem Niederhalter und den Anlagemitteln im Prozess unterbrochen werden müsste, insbesondere um die Matrizeneinheit verstellen zu können. Denn auch eine nur kurzzeitige Aufhebung der Klemmwirkung kann dazu führen, dass es zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug zu einer Relativbewegung kommt, womit im nachgeordneten Stauchvorgang der Stempel nicht exakt mit der vorigen Relativstellung bzw. Stellung der Fügeachse in Übereinstimmung ist. Der Stempel ist dann etwas versetzt zur ursprünglichen Fügestelle am Werkstück, die aber exakt erreicht werden muss, um den Fügeprozess wie gewünscht abschließen zu können. Denn falls der Stempel sich im nachgeordneten Arbeitsschritt auch nur geringfügig versetzt oder geneigt zur Fügeachse gemäß des vorausgegangenen Arbeitsschritts bewegt, kann dies zu einem minderwertigen oder gar fehlerhaften Gesamtprozess führen. Otherwise, it would be disadvantageous if the workpiece clamping between the hold-down device and the attachment means would have to be interrupted in the process, in particular in order to be able to adjust the die unit. For even a brief suspension of the clamping action can cause it to come between the workpiece and the tool to a relative movement, which in the downstream upsetting the punch is not exactly with the previous relative position or position of the joining axis in accordance. The stamp is then slightly offset from the original joint on the workpiece, but this must be exactly achieved in order to complete the joining process as desired. Because if the punch in the subsequent step even slightly offset or inclined to the joining axis moves according to the previous step, this can lead to an inferior or even faulty overall process.

Ein solches Szenario ist erfindungsgemäß ausgeschlossen, da die einmal eingerichtete Klemmwirkung des Werkstücks relativ zum Werkzeug über die gesamte Bearbeitungszeit nicht aufgehoben bzw. aufrechterhalten bleibt. Das Werkzeug und damit der Stempel bleibt in exakt der ursprünglichen Fügeachse relativ zum Werkstück. Such a scenario is excluded according to the invention, since the once established clamping action of the workpiece relative to the tool over the entire processing time is not canceled or maintained. The tool and thus the punch remains in exactly the original joining axis relative to the workpiece.

Die Klemmwirkung wird am Werkstück von beiden Seiten, also stempelseitig und matrizenseitig eingerichtet. Matrizenseitig sind die Anlagemittel wie z.B. ein Matrizen-Niederhalter dafür vorgesehen. Stempelseitig durch den Niederhalter, da der Stempel sich beim Zurückfahren nach dem ersten Arbeitsschritt vom Werkstück löst. Da die Matrizeneinheit nach einem Prozessschritt aus der Absenkstellung in die Ausrückstellung gelangt, kommt die Matrizeneinheit außer Kontakt vom Werkstück und kann ohne Probleme verstellt werden, bevor im nachfolgenden Arbeitsschritt der Stempel wieder vorfährt und aktiv wird. The clamping effect is set up on the workpiece from both sides, ie on the punch side and on the die side. On the mold side, the attachment means such as. a die-hold down provided for this purpose. Stamp side by the hold-down, since the stamp dissolves when returning after the first step from the workpiece. Since the matrix unit moves from the lowered position to the disengaged position after a process step, the die unit comes out of contact with the workpiece and can be adjusted without problems before the punch moves forward again in the subsequent working step and becomes active.

Das Vorstehen der Anlagemittel bedeutet, ein Vorstehen des freien Endes in Richtung zur Stempeleinheit hin, so dass ein vorderes der Stempeleinheit zugewandtes Ende der Anlagemittel über einen der Stempeleinheit zugewandten vordersten Abschnitt bzw. eine vorderste Kontur des Matrizenabschnitts vorsteht. Das vorderste Ende der Anlagemittel reicht dabei näher an die Stempeleinheit heran, als der vorderste Abschnitt des Matrizenabschnitts. The projection of the abutment means means a projection of the free end in the direction of the punch unit, so that a front end of the abutment unit facing the stamp unit projects beyond a foremost section facing the stamp unit or a foremost contour of the die section. The foremost end of the abutment means reaches closer to the stamp unit, as the foremost portion of the Matrizenabschnitts.

Das auf die Matrizeneinheit bezogene Aufheben des Abstützkontakts heißt, es werden relevante Abstützkräfte für das Werkstück nur über die Anlagemittel aufgenommen jedoch keine Abstützkräfte vom Werkstück auf den Matrizenabschnitt eingeleitet. Damit kann die Verstellung des Matrizenabschnitts erfolgen, zum Beispiel durch eine Drehbewegung, eine Kippbewegung, Schwenkbewegung und/oder eine lineare Bewegung des Matrizenabschnitts an der Matrizeneinheit oder mit einem Auswechseln des Matrizenabschnitts gegen einen anderen Matrizenabschnitt. In der dazu nötigen Verstellzeit bleibt das Werkstück zwischen dem Niederhalter und den Anlagemitteln geklemmt bzw. fixiert am Werkzeug. The removal of the support contact related to the die unit means that relevant support forces for the workpiece are received only via the attachment means, but no support forces are introduced from the workpiece to the die portion. Thus, the adjustment of the Matrizenabschnitts done, for example, by a rotational movement, a tilting movement, pivotal movement and / or a linear movement of the die portion of the die unit or with a replacement of the die portion against another die portion. In the adjustment time required for this purpose, the workpiece remains clamped or fixed on the tool between the hold-down device and the abutment means.

Mit der Erhaltung der Klemmwirkung auf die zu fügenden Werkstücke bzw. die Werkstücklagen des Werkstücks wird vorteilhaft auch erreicht, dass beim Stanzstauchnieten nach dem Stanzvorgang des Fügeelements durch die Werkstücklagen hindurch, wobei das Fügeelement noch nicht gestaucht bzw. vorgeprägt ist, die Position des Fügeelements im Werkstückverbund bzw. dem gestanzten Loch in den Werkstücklagen erhalten bleibt. Wie oben erläutert verbleibt das Fügeelement darüber hinaus im Werkstückverbund unter Spannung stehend bis zum Ende des Fügevorgangs, was ebenfalls durch den erfindungsgemäß dauerhaft eingerichteten Klemmverbund bedingt ist. With the preservation of the clamping action on the workpieces to be joined or the workpiece layers of the workpiece is advantageously also achieved that during the punching riveting after the punching operation of the joining element through the workpiece layers, wherein the joining element is not yet compressed or pre-stamped, the position of the joining element in Workpiece composite or the punched hole is retained in the workpiece layers. As explained above, the joining element also remains in the workpiece assembly under tension standing until the end of the joining process, which is also due to the invention permanently established clamping compound.

Weiter ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Praxis so, dass die gesamte Vorrichtung bzw. eine solche Presse bzw. eine entsprechende Fügezange sich relativ zum Werkstück bewegt. Hierzu ist gegebenenfalls eine entsprechende Ausgleichsbewegung mit z. B. einem Ausgleichschlitten nötig. Furthermore, with the device according to the invention in practice, the entire device or such a press or a corresponding joining tongs moves relative to the workpiece. For this purpose, if appropriate, a corresponding compensating movement with z. B. a balance slide needed.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist die Klemmwirkung an einen Klemmverbund einrichtbar ist, wobei der Klemmverbund ein mehrlagiges Werkstück mit einem an dem mehrlagigen Werkstück vorhandenen Fügeelement insbesondere einem Nietelement umfasst. Damit kann nach dem Ende der Fügung durch das unter Spannung stehende Nietelement eine definierte bzw. mechanisch stabile Verbindungsstelle realisiert werden. According to an advantageous variant of the invention, the clamping effect can be established on a clamping assembly, wherein the clamping assembly comprises a multi-layered workpiece with a joining element present on the multi-layered workpiece, in particular a rivet element. Thus, after the end of the joining by the live rivet element, a defined or mechanically stable connection point can be realized.

Weiter ist es vorteilhaft, dass der Matrizenabschnitt zwischen Abschnitten der Anlagemittel vorhanden ist. Vorzugsweise ist der Matrizenabschnitt innerhalb der Anlagemittel positioniert. Furthermore, it is advantageous that the die section is present between sections of the abutment means. Preferably, the die portion is positioned within the abutment means.

Die Anlagemittel können als Hohlprofil ausgebildet sein, in dessen Hohlraum der Matrizenabschnitt wie z. B. ein Matrizenboden vorhanden ist. Die Anlagemittel können beispielsweise den Matrizenabschnitt hülsenartig umschließen. Beispielsweise sind zur Fügeachse radial außen am Matrizenabschnitt die Anlagemittel vorhanden. Der Matrizenabschnitt weist auf seiner zur Stempeleinheit gerichteten Oberseite vorzugsweise zwei oder mehr Nutzbereiche bzw. Funktionsbereiche auf, welche jeweils einzeln für ein Zusammenwirken mit dem Stempel bei einem Einwirken des Stempels auf das geklemmte Werkstück bzw. das Fügeelement ausgestaltet sind. Durch Verstellen des Matrizenabschnitts in eine jeweilige vorgebbare Stellung an der Matrizeneinheit, was in der Ausrückstellung erfolgt, lässt sich genau eine der mehreren Nutzbereiche exakt unter das Vorderende des Stempels bzw. dessen Stirnseite bringen bzw. in Ausrichtung zur Fügeachse, die durch den Stempel und die Matrizeneinheit im jeweiligen Nutzbereich führt. Der jeweilige in der Fügeachse liegende Funktionsbereich beeinflusst die Art der Bearbeitung des Werkstücks, wenn der Stempel auf das geklemmte Werkstück einwirkt. Ein Funktionsbereich kann zum Beispiel eine definierte Verformungskontur, eine Vertiefung, eine Öffnung bzw. einen Abführkanal bereitstellen. Mit dem Kanal ist es z. B. möglich, das Werkstück zu stanzen, wobei der Stempel einen Stanzniet von oben durch das Werkstück drückt und der Stanzniet einen Materialbereich des Werkstücks ausstanzt. Dies ist möglich, indem die Öffnung des Funktionsbereichs bzw. der Kanal in Verlängerung des durchstanzenden Nietes positioniert ist. Der Stanzniet steht nach dem Stanzen regelmäßig über die Unterseite des Werkstücks vor bzw. in die Öffnung des Funktionsbereichs des Matrizenabschnitts hinein. The investment means may be formed as a hollow profile, in the cavity of the die portion such. B. a Matrizenboden is present. The attachment means can, for example, enclose the die section like a sleeve. For example, to the joining axis radially outside of the die section, the investment means available. The die section has on its upper side directed toward the punch unit preferably two or more payload areas or functional areas, which are each configured individually for cooperation with the punch when the punch acts on the clamped workpiece or the joining element. By adjusting the Matrizenabschnitts in a respective predetermined position on the die unit, which takes place in the disengagement, exactly one of the several Nutzbereiche can bring exactly under the front end of the punch or its front side or in alignment with the joint axis, by the punch and the Matrizeneinheit in each Nutzbereich leads. The respective functional area lying in the joining axis influences the type of machining of the workpiece when the stamp acts on the clamped workpiece. A functional area may, for example, provide a defined deformation contour, a depression, an opening or a discharge channel. With the channel it is z. B. possible to punch the workpiece, the punch presses a punch rivet from above through the workpiece and the punch rivet punched out a material region of the workpiece. This is possible by the opening of the functional area or the channel is positioned in extension of the punching rivet. The punch rivet is after punching regularly on the underside of the workpiece in front of or in the opening of the functional area of the die section.

Für andere Formgebungsschritte von matrizenseitigen Bereichen des Werkstücks oder des Niets zum Beispiel für einen Stauchvorgang des durchgestanzten Niets kann gegebenenfalls am Matrizenabschnitt ein weiterer bzw. anderer Funktionsbereich des Matrizenabschnitts vorgesehen sein. For other shaping steps of areas of the workpiece or of the rivet that are on the die side, for example for an upsetting operation of the punched rivet, it is optionally possible to provide a further or different functional area of the die section on the die section.

Vorzugsweise sind die Nutzbereiche durch Verstellung des Matrizenabschnitts wahlweise einstellbar bzw. wiederholgenau in eine exakte Position unter den Stempel bzw. die Fügeachse des Werkzeugs bringbar. By adjustment of the die section, the useful regions are preferably adjustable or repeatable in an exact position under the punch or the joining axis of the tool.

Weiter ist es vorteilhaft, dass der Niederhalter bewegbar am Stempel aufgenommen ist, wobei Stellmittel zwischen dem Stempel und dem Niederhalter derart vorhanden sind, dass eine mit dem Niederhalter auf das Werkstück aufbringbare Andrückkraft von der Relativstellung zwischen dem Stempel und dem Niederhalter abhängig ist. Vorzugsweise sind die Stellmittel derart abgestimmt, dass sich die Andrückkraft des am Werkstück andrückenden Niederhalters erhöht, wenn der Stempel relativ zum Niederhalter in Richtung der Matrizeneinheit also in Richtung des Werkstücks angetrieben vorfährt. Der Stempel selbst ist dabei vom Werkstück beabstandet bzw. setzt später als der Niederhalter am Werkstück bzw. einem Fügeelement auf. Der Stempel ist vorzugsweise durch eine um die Fügeachse herum vorhandene Durchgangsöffnung des Niederhalters geführt. Der Niederhalter umgibt den Stempel vorzugsweise hülsenartig zumindest über eine Teillänge des Stempels. Further, it is advantageous that the hold-down is movably received on the punch, wherein adjusting means between the punch and the hold-down are provided such that a can be applied with the hold-down on the workpiece pressing force of the relative position between the Stamp and the downholder is dependent. Preferably, the adjusting means are tuned such that the pressing force of the press-down on the workpiece holder increases when the punch drives so driven relative to the hold-down in the direction of the die unit in the direction of the workpiece. The punch itself is spaced from the workpiece or sets later than the hold-down on the workpiece or a joining element. The punch is preferably guided through a passage opening of the hold-down around the joining axis. The hold-down preferably surrounds the stamp sleeve-like at least over a partial length of the punch.

Auch ist es vorteilhaft, dass die Anlagemittel und der Matrizenabschnitt in einer ersten Richtung relativ zueinander bewegbar sind. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung entlang der Fügeachse. Die Anlagemittel sind vorzugsweise hülsenartig am Matrizenabschnitt vorhanden, beispielsweise linear beweglich in der ersten Richtung. Die Bewegung gemäß der ersten Bewegungsrichtung ist für den Wechsel von der Absenkstellung in die Ausrückstellung und zurück eingerichtet. It is also advantageous that the abutment means and the die section are movable in a first direction relative to each other. Preferably, the movement takes place along the joining axis. The attachment means are preferably sleeve-like on the die portion available, for example, linearly movable in the first direction. The movement according to the first direction of movement is set up for the change from the lowered position to the released position and back.

Es ist auch von Vorteil, dass Federmittel vorhanden sind, welche zwischen dem Stempel und dem Niederhalter wirken. Diese sind vorzugsweise mechanische Federn wie z.B. Druckfedern, beispielsweise Schraubenfedern. It is also advantageous that spring means are present which act between the punch and the hold-down. These are preferably mechanical springs, e.g. Compression springs, such as coil springs.

Alternativ ist auch ein Federpaket oder eine andere Kraftbeaufschlagung denkbar. Alternatively, a spring assembly or other force application is conceivable.

Die Federmittel bilden vorzugsweise die Stellmittel, insbesondere zur Aufbringung einer Druckkraft vom Niederhalter auf die stempelseitige Werkstückseite. Mit dem Vorwärtsbewegen des Stempels werden die zwischen dem Stempel und dem Niederhalter eingespannten Federn komprimiert und die Federkraft auf den Niederhalter und damit das Werkstück steigt. Beim Zurückfahren des Stempels entspannen sich die Federn wieder selbsttätig und die Andrückkraft verringert sich wieder. The spring means preferably form the adjusting means, in particular for applying a compressive force from the hold-down on the punch-side workpiece side. As the punch advances, the springs clamped between the punch and the hold down are compressed and the spring force on the hold down and thus the work piece rises. When returning the stamp, the springs relax automatically again and the pressure decreases again.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante sind erste Federmittel und zweite Federmittel zwischen dem Stempel und dem Niederhalter wirksam. Damit können die mit den Federmitteln bereitstellbaren Federkräfte vorteilhaft abgestimmt werden, abhängig von der Relativstellung zwischen dem Stempel und dem Niederhalter. Beide Federmittel stellen vorzugsweise Druckkräfte bereit. Beim Stanzstauchnieten beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn in einer ersten Vorwärtsbewegungsphase des Stempels, ausgehend von der zurückbewegten Stellung des Stempels, eine vergleichsweise geringere Federkraft auf den Niederhalter und damit das Werkstück wirkt. In einer späteren bzw. in einer der ersten Vorwärtsbewegungsphase anschließenden zweiten Vorwärtsbewegungsphase, vorzugsweise kurz bevor der Stempel im direkten Werkstück-Kontakt oder über das Fügeelement gegen das Werkstück drückt, ist es von Vorteil, wenn die Federkraft größer als die von den ersten Federmitteln bereitgestellten Federkräften ist, indem zusätzlich die zweiten Federmittel wirken. According to a further advantageous variant, first spring means and second spring means between the punch and the hold-down are effective. Thus, the spring forces provided with the spring means can be advantageously adjusted, depending on the relative position between the punch and the hold-down. Both spring means preferably provide pressure forces. In the case of stamped riveting, for example, it is advantageous if in a first forward movement phase of the stamp, starting from the moved back position of the stamp, a comparatively lower spring force acts on the blank holder and thus the workpiece. In a later or in the first Vorwärtsbewegungsphase subsequent second forward movement phase, preferably shortly before the punch presses in direct workpiece contact or via the joining element against the workpiece, it is advantageous if the spring force is greater than the spring forces provided by the first spring means is by additionally acting the second spring means.

Mit der Vorgabe der abgestuft bzw. gestaffelt wirkenden Federkräfte, die von der Stempeleinheit auf das Werkstück und damit auf die Matrizeneinheit wirken, wird auch vorgegeben, ob die Matrizeneinheit sich in der Ausrück- oder der Absenkstellung befindet. Dadurch lässt sich ein beweglicher Teil der Matrizeneinheit wie z. B. die Anlagemittel in seiner Stellung beeinflussen. Da die Anlagemittel, was die Position bzw. Stellung an der Matrizeneinheit angeht, von der gegen sie wirkenden Kraft abhängt, ist die Stellung der Anlagemittel mit den ersten und en zweiten Federmitteln vorgebbar und damit die Ausrück- oder Absenkstellung. Bei diesem Zusammenspiel ist die matrizenseitig auf die Anlagemittel wirkende Kraft zu berücksichtigen, welche der stempelseitig wirkenden Kraft entgegensteht. With the specification of the stepped or staggered spring forces acting from the punch unit on the workpiece and thus on the die unit, it is also specified whether the die unit is in the disengagement or the lowered position. This allows a movable part of the matrix unit such. B. affect the investment funds in its position. Since the abutment means, as far as the position or position on the Matrizeneinheit depends on the force acting against it, the position of the abutment means with the first and second spring means is determinable and thus the disengagement or lowered position. In this interaction, the force acting on the matrix side on the bearing means is to be taken into account, which counteracts the force acting on the punch side.

Die Federmittel können zum Beispiel Schraubenfedern sein. Vorzugsweise sind die ersten Federmittel als pneumatische Luftfeder ausgebildet. Eine pneumatische Luftfeder stellt vorteilhaft eine annähernd konstante Kraft bereit. Damit herrschen bei unterschiedlichen Hublängen bzw. Stempellängen die gleichen Kraftverhältnisse. The spring means may be, for example, coil springs. Preferably, the first spring means are designed as pneumatic air spring. A pneumatic air spring advantageously provides an approximately constant force. Thus, the same force conditions prevail at different stroke lengths or punch lengths.

Eine vorteilhafte Modifikation der Erfindung sieht vor, dass die ersten Federmittel über einen gesamten oder zumindest nahezu gesamten Bewegungsweg des Stempels relativ zum Niederhalter wirksam sind. Damit wird eine vergleichsweise geringe Mindestkraft vorgebbar, mit welcher der Niederhalter nach einem Aufsetzen auf das Werkstück drückt. Erst im weiteren Prozess kommt dann die Kraft der zweiten Federmittel hinzu, womit die stempelseitig am Werkstück wirkende Gesamt-Druckkraft erhöht wird. An advantageous modification of the invention provides that the first spring means are effective over a total or at least almost all movement path of the punch relative to the hold-down. Thus, a comparatively low minimum force can be predetermined, with which the hold-down presses after placing on the workpiece. Only in the further process is then added the force of the second spring means, whereby the stamp-side acting on the workpiece total compressive force is increased.

Weiter ist es vorteilhaft, dass die zweiten Federmittel über einen Teilweg eines gesamt möglichen Bewegungswegs des Stempels relativ zum Niederhalter wirksam sind. Erst in der Phase des Prozesses, in welcher eine höhere Andrückkraft von der Stempeleinheit auf das Werkstück notwendig ist, zum Beispiel beim Stanzen bzw. um das Werkstück gegen die Wirkung einer von der Matrizeneinheit bereitstellbaren Gegenkraft gegen den Matrizenabschnitt zu drücken, also die Anlagemittel aus der vorstehenden Stellung zurückzudrängen, kommen die zweiten Federmittel zur Wirkung. Further, it is advantageous that the second spring means are effective over a partial path of a total possible movement path of the punch relative to the hold-down. Only in the phase of the process in which a higher pressing force of the punch unit on the workpiece is necessary, for example when punching or to press the workpiece against the action of a counterforce provided by the die unit against the die portion, so the investment means of the To push back the above position, the second spring means come into effect.

Vorteilhafterweise sind die mit den zweiten Federmitteln bereitstellbaren Federkräfte größer als die Federkräfte, welche mit den ersten Federmitteln bereitstellbar sind. Damit kann stempelseitig eine an den Prozessablauf anpassbare Kraftwirkung bereitgestellt werden. Vorzugsweise sind die mit den ersten Federmitteln bereitstellbaren Federkräfte permanent wirksam, unabhängig von der Relativstellung des Stempels und des Niederhalters. Advantageously, the spring forces which can be provided with the second spring means are greater than the spring forces, which are provided with the first spring means. This can be provided on the punch side an adaptable to the process flow force effect. Preferably, the spring forces which can be provided with the first spring means are permanently effective, independently of the relative position of the punch and the hold-down.

Wenn der Stempel aus einer zum Niederhalter maximal zurückgefahrenen Stellung nach vorne in Richtung der Matrizeneinheit fährt, wird der Niederhalter mit nach vorne mitgenommen. Im vom Werkstück kontaktlosen Zustand der Stempeleinheit drängen die ersten Federmittel den Niederhalter in eine definiert vorne am Stempel überstehende Stellung. Trifft beim weiteren Vorfahren des Stempels der Niederhalter auf die stempelseitige Oberseite des Werkstücks, werden die ersten Federmittel zusammengedrückt und der Stempel fährt weiter vor. Das Werkstück stützt sich dabei auf der gegenüberliegenden Seite an den matrizenseitigen Anlagemitteln ab. When the punch moves from a retracted position to the maximum retracted position in the direction of the die unit, the hold-down is carried forward. In the contactless state of the stamp unit from the workpiece, the first spring means urge the hold-down device into a defined position projecting forward on the stamp. If the hold-down device encounters the stamp-side upper side of the workpiece during the further ancestor of the punch, the first spring means are compressed and the punch continues to advance. The workpiece is supported on the opposite side of the die-side abutment means.

Der von der Oberseite des Werkstücks noch beabstandete Stempel fährt im Niederhalter weiter in Richtung des Werkstücks. Die ersten Federmittel werden dabei noch weiter zusammengedrückt, womit die niederhalterseitige Andrückkraft auf das Werkstück ansteigt. Kurz bevor der Stempel mit seiner Stirnseite auf ein im Stempelweg zuvor vorgelegtes Fügeelement trifft, oder bei einem Prozess ohne Fügeelement auf die Oberseite des Werkstücks trifft, werden die zweiten Federmittel wirksam. Beispielsweise können die zweiten Federmittel zwischen einem Bund des Stempels und dem Niederhalter eingespannt sein, so dass in dem betreffenden Moment ein Vorderende der zweiten Federmittel mit dem weiteren Vorfahren des Stempels auf den Niederhalter trifft. Dann werden auch die zweiten Federmittel zwischen dem Stempel und dem Niederhalter zusammengedrückt und die Druckkraft auf den Niederhalter durch die hinzugekommene zweite Federkraft erhöht sich sprungartig. The still spaced from the top of the workpiece punch continues in the hold-down in the direction of the workpiece. The first spring means are thereby further compressed, whereby the low-holder-side pressure force on the workpiece increases. Shortly before the punch meets with its end face on a previously presented in the stamp path joining element, or meets in a process without joining element on the top of the workpiece, the second spring means are effective. For example, the second spring means can be clamped between a collar of the punch and the hold-down, so that at the moment in question, a front end of the second spring means meets with the further ancestor of the punch on the hold-down. Then, the second spring means between the punch and the hold-down are compressed and the pressure force on the hold-down by the added second spring force increases abruptly.

Die nun entsprechend erhöhte Druckkraft vom Niederhalter auf das Werkstück wird von den Anlagemitteln aufgenommen, die selbst ausweichbar bzw. gefedert gelagert sind. Da die vom Niederhalter auf das Werkstück und damit auf die überstehenden Anlagemittel aufgebrachte Federkraft aus der Addition der ersten und zweiten Federmittel die Federkraft übersteigt, welche die Anlagemittel in die vorstehende Position am Matrizenabschnitt bringt, weichen die Anlagemittel mit dem abgestützten Werkstück aus der Ausrückstellung der Matrizeneinheit in die Absenkstellung der Matrizeneinheit zurück. The now correspondingly increased pressure force from the hold-down on the workpiece is absorbed by the investment funds, which are stored even evasive or spring-loaded. Since the spring force exerted by the blank holder on the workpiece and thus on the projecting abutment means from the addition of the first and second spring means exceeds the spring force which brings the abutment means in the protruding position on the die portion, the abutment means with the supported workpiece deviate from the disengaged position of the die unit in the lowered position of the matrix unit back.

Bei einem geklemmten Werkstück, womit die Stempeleinheit und die Matrizeneinheit gekoppelt sind, befindet sich somit abhängig davon, ob stempelseitig die zweiten Federmittel auf den Niederhalter wirken oder nicht, die Matrizeneinheit in der Ausrückstellung oder in der Absenkstellung. Dies gilt für die Situationen, in denen der Stempel nicht auf das Werkstück bzw. ein daran anstehendes Fügeelement wirkt, da die Stempelkraft immer größer als die Kraft ist, welche die Matrizeneinheit in die Ausrückstellung bringt, also insbesondere die Federkraft, welche die Anlagemittel vom Matrizenabschnitt in Richtung der Stempeleinheit ausrückt. In the case of a clamped workpiece, with which the stamp unit and the die unit are coupled, there is thus a dependence on whether or not the second spring means act on the blank holder on the stamp side, the die unit in the release position or in the lowered position. This applies to the situations in which the punch does not act on the workpiece or an adjoining joining element, since the punch force is always greater than the force which brings the die unit in the disengaged position, ie in particular the spring force, which the abutment means of Matrizenabschnitt in the direction of the punch unit disengages.

Es ist auch von Vorteil, wenn die Federmittel Schraubenfedern umfassen. Dies ist einfach und kostengünstig. It is also advantageous if the spring means comprise coil springs. This is easy and inexpensive.

Eine weitere alternative Modifikation der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Anlagemitteln und dem Matrizenabschnitt Stellmittel wirken, vorzugsweise dritte Federmittel. Damit ist die Abhängigkeit zwischen der jeweiligen Stellung der Matrizeneinheit, also Ausrückstellung oder Absenkstellung, von einem Kräftespiel abhängig, bei dem die über das Werkstück stempelseitig auf die Matrizeneinheit wirkende Kraft und die Kraft der dritten Federmittel mitwirken. Vorzugsweise stellen die Stellmittel in der Ausrückstellung eine matrizenseitige Abstützkraft für ein Werkstück bereit. Die Stellmittel sorgen außerdem dafür, dass im unbelasteten Zustand der Matrizeneinheit diese in der Ausrückstellung ist. Bei einer die Abstützkraft der Stellmittel überschreitenden Gegenkraft auf die überstehenden Anlagemittel werden die Anlagemittel bzw. der Matrizenabschnitt relativ verstellt in die Absenkstellung der Matrizeneinheit. Dies erfolgt vorzugsweise indem die Anlagemittel am Matrizenabschnitt zurückweichen gegen die Federkraft der dritten Federmittel. Another alternative modification of the invention is characterized in that actuating means, preferably third spring means, act between the abutment means and the female part. Thus, the dependence between the respective position of the matrix unit, ie disengagement position or lowered position, is dependent on a force gap in which the force acting on the die unit on the punch side on the die unit and the force of the third spring means participate. Preferably, the adjusting means in the disengagement position provide a die-side supporting force for a workpiece. The adjusting means also ensure that in the unloaded state of the matrix unit this is in the disengaged position. When the supporting force of the actuating means exceeds the opposing force on the projecting abutment means, the abutment means or the female part are relatively displaced into the lowered position of the die unit. This preferably takes place in that the abutment means on the die section recede against the spring force of the third spring means.

In einer vorteilhaften Alternative der Erfindung sind die Anlagemittel und der Matrizenabschnitt über Einstellmittel derart relativ zueinander bewegbar, dass ein am Matrizenabschnitt vorhandener Funktionsbereich der Matrizeneinheit aus dem Bereich der Fügeachse wegbewegbar ist. Vorzugsweise sind die Einstellmittel derart gestaltet, dass mit dem Wegbewegen des Funktionsbereichs ein anderer Funktionsbereich derselben Matrizeneinheit exakt in eine Funktionsstellung im Bereich der Fügeachse hinbewegbar ist. Vorteilhaft kann dadurch mit einem einfachen Einstellvorgang der Matrizenabschnitt mit einem ersten Funktionsbereich in der Fügeachse so verstellt werden, dass im Anschluss ein zweiter Funktionsbereich in der Fügeachse liegt. Voraussetzung dafür ist, dass der Matrizenabschnitt zumindest zwei auf einer gemeinsamen Verstellbahn liegende Funktionsbereiche aufweist. Falls mehr als zwei verschiedene Funktionsbereiche an einem Matrizenabschnitt vorhanden sind, ermöglichen die Einstellmittel vorzugsweise auch einen wahlweise Einstellung genau eines Funktionsbereich von den mehreren vorhandenen Funktionsbereichen an dem Matrizenabschnitt, jeweils in eine exakt ausgerichtete Position im Bereich der Fügeachse. In an advantageous alternative of the invention, the abutment means and the die section are movable relative to one another via adjusting means such that a functional area of the die unit present on the die section can be moved away from the region of the joining axis. Preferably, the adjustment means are designed in such a way that with the moving away of the functional area, another functional area of the same matrix unit can be moved exactly into a functional position in the region of the joining axis. Advantageously, it is thus possible to adjust the die section with a first functional area in the joining axis with a simple adjustment process such that a second functional area subsequently lies in the joining axis. The prerequisite for this is that the die section has at least two functional areas located on a common adjustment track. If more than two different functional areas are present at a die section, the adjustment means preferably also allow selective setting of exactly one functional area of the plurality of existing functional areas on the die Matrizenabschnitt, each in a precisely aligned position in the region of the joint axis.

Die Einstellmittel umfassen vorzugsweise einen Antrieb, um die Bewegung des Matrizenabschnitts insbesondere automatisiert zu ermöglichen, zum Beispiel pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch. The adjusting means preferably comprise a drive in order to allow the movement of the die section in particular automatically, for example pneumatically, hydraulically or electrically.

Die Einstellmittel ermöglichen vorteilhaft alternativ auch einen Austausch eines Teils des Matrizenabschnitts oder des gesamten Matrizenabschnitts an der Matrizeneinheit. Dabei kommt es auf das Einrichten eines anderen Funktionsbereichs exakt unter der Fügeachse an, wobei dies im Verlauf eines Fügevorgangs möglich ist. Dabei kann der Matrizenabschnitt gegebenenfalls von der Matrizeneinheit entfernt werden und gegen einen anderen Matrizenabschnitt ausgetauscht werden. Der andere Matrizenabschnitt unterscheidet sich von dem entfernten Matrizenabschnitt vorzugsweise allein durch einen anderen Funktionsbereich. Alternatively, the adjustment means advantageously also allow replacement of a part of the die section or of the entire die section on the die unit. It depends on the establishment of another functional area exactly below the joint axis, which is possible in the course of a joining process. In this case, the die section can optionally be removed from the die unit and exchanged for another die section. The other die portion preferably differs from the removed die portion only by another functional area.

Die Einstellmittel ermöglichen es außerdem, ein Werkzeug für eine andere Fügeaufgabe umzurüsten, indem ein anderer Matrizenabschnitt bzw. ein anderer Funktionsbereich des Matrizenabschnitts gewählt wird. Die dazugehörige Einstellung erfolgt dann aber in der Regel nicht innerhalb bzw. während eines Arbeitsvorgangs sondern davor bei einer Umrüstung des Werkzeugs. The adjustment means also make it possible to retrofit a tool for a different joining task by selecting a different die portion or another functional area of the die portion. The associated setting is then usually not within or during a work process but before when upgrading the tool.

Vorzugsweise sind die Einstellmittel als Dreh-, Schwenk-, Klapp- oder Schiebevorrichtung ausgebildet, so dass der Matrizenabschnitt drehbar, schwenkbar, wegklappbar oder linear wegbewegbar ist relativ zur restlichen Matrizeneinheit bzw. zu den Anlagemitteln wie zum Beispiel einem Matrizen-Niederhalter. Preferably, the adjusting means are designed as a rotating, pivoting, folding or sliding device, so that the die section is rotatable, pivotable, fold-away or linearly movable away relative to the rest of the die unit or to the attachment means such as a die-down device.

Es ist überdies besonders vorteilhaft, dass der Matrizenabschnitt drehbar an der Matrizeneinheit vorhanden ist. Vorzugsweise ist der Matrizenabschnitt um eine Achse drehbar, welche parallel zur Fügeachse ist oder mit der Fügeachse zusammenfällt. It is also particularly advantageous that the die section is rotatably provided on the die unit. Preferably, the die portion is rotatable about an axis which is parallel to the joining axis or coincides with the joining axis.

Weiter ist es vorteilhaft, dass der Matrizenabschnitt drehbar in verschieden vorgebbare Funktionsstellungen relativ zu den Anlagemitteln bringbar ist. Furthermore, it is advantageous for the die section to be rotatable in different specifiable functional positions relative to the abutment means.

Bei einer parallel zur Fügeachse versetzten Drehachse des Matrizenabschnitts ist es überdies vorteilhaft, dass der Matrizenabschnitt bzw. dessen Oberseite zwei oder mehr koaxial zur Drehachse vorhandene Funktionsbereiche aufweist. Die jeweiligen mehreren Drehstellungen, in denen jeweils ein Funktionsbereich exakt in der Fügeachse bzw. unter der Stempelstirnseite liegt, sind durch zum Beispiel Anschlagmittel positionsgenau vorgebbar und wiederholgenau einrichtbar. Damit kann in einer jeweiligen vorgebbaren Drehstellung des Matrizenabschnitts der eine gewünschte Funktionsbereich zuverlässig und exakt positioniert in Verlängerung des Stempels bzw. der Fügeachse bzw. unter das Werkstück gebracht werden. In the case of a rotational axis of the die section offset parallel to the joining axis, it is also advantageous for the die section or its upper side to have two or more functional areas which are coaxial with the axis of rotation. The respective plurality of rotational positions, in each of which a functional region is located exactly in the joining axis or under the punch end face, can be predetermined by means of, for example, stop means with exact position and can be set with repeated accuracy. Thus, in a respective predefinable rotational position of the die section, a desired functional region can be reliably and accurately positioned in extension of the punch or of the joining axis or under the workpiece.

Für ein erfindungsgemäßes Werkzeug, das zum Stanzstauchnieten ausgebildet ist, kann ein Funktionsbereich des Matrizenabschnitts für einen Stanzvorgang vorbereitet ausgebildet sein. Beim Stanzen wird ein Stanzstauchniet stempelseitig vom Stempel in Richtung der Matrizeneinheit bewegt. Der Stempel wirkt dabei mit seiner Stirnseite auf eine Oberseite eines vor den Stempel vorgelegten Nietkopfes des Stanzstauchniets. Der Stanzstauchniet trifft mit einem Schaftabschnitt des Stanzstauchniets an einer Fügestelle auf das nicht vorgelochte Werkstück und wird stanzend durch das Werkstück gedrückt. Das Werkstück ist zum Beispiel durch zwei flach aufeinander liegende Bleche gebildet. Für das Durchstanzen ist es notwendig, dass das Werkstück zwischen dem Niederhalter und den Anlagemitteln geklemmt ist und matrizenseitige Bereiche der Werkstückunterseite seitlich um die Fügestelle herum von dem Matrizenabschnitt abgestützt sind. Zentral zur Fügestelle muss allerdings eine Öffnung vorhanden sein, damit der Nietschaft durch das Werkstück durchstanzen kann. Die Öffnung nimmt den ausgestanzten Werkstückteil bzw. den Stanzbutzen auf und ermöglicht es, dass ein vorderer Endabschnitt des Nietschaftes etwas über die matrizenseitige Unterseite des Werkstücks übersteht. Dadurch wird sicher erreicht, dass der auszustanzende Teil des Werkstücks über seinen gesamten Rand sicher vom Werkstück abtrennbar ist. For a tool according to the invention, which is designed for punched-riveting, a functional area of the die section can be designed to be prepared for a punching operation. When punching a punching rivet on the punch side of the punch is moved in the direction of the die unit. The punch acts with its front side on an upper side of a rivet head of the punched-rivet presented in front of the punch. The punched rivet strikes a non-pre-punched workpiece with a shank portion of the punched rivet at a joint and is punched through the workpiece. The workpiece is formed, for example, by two sheets lying flat on top of each other. For punching through, it is necessary for the workpiece to be clamped between the hold-down device and the abutment means and for the die-side regions of the workpiece underside to be laterally supported by the die section around the joint. However, an opening must be provided centrally to the joint so that the rivet shank can pierce through the workpiece. The opening receives the punched-out workpiece part or the punched slug and allows a front end portion of the rivet shank to protrude slightly beyond the die-side underside of the workpiece. This ensures that the part of the workpiece to be punched out can be reliably separated from the workpiece over its entire edge.

Der Funktionsbereich muss daher eine Öffnung mit einem daran anschließenden Kanal zum Hineinreichen des Nietschaftes und zur Aufnahme und zur Abführung des Stanzbutzens aufweisen, der werkstückseitig von festen Bereichen des Matrizenabschnitts umgeben ist. The functional area must therefore have an opening with an adjoining channel for reaching in the rivet shank and for receiving and discharging the punched housing, which is surrounded on the workpiece side by fixed areas of the die section.

Für einen anschließenden Stauchvorgang des Niets bzw. einer Verbreiterung des überstehenden Endabschnitts des Niets muss von einem anderen Funktionsbereich des Matrizenabschnitts eine feste Gegenfläche unter dem Endabschnitt bereitgestellt werden. Damit kann die Stauchung erfolgen, indem der Stempel von oben auf den Nietkopf drückt und der Niet unten gegen die feste Gegenfläche angepresst wird, was die Verformung und Verbreiterung des Endabschnitts am Niet bewirkt. For a subsequent upsetting operation of the rivet or a widening of the protruding end portion of the rivet, a fixed counter-surface must be provided below the end portion of another functional area of the die portion. Thus, the compression can be done by pressing the punch from the top of the rivet head and the rivet is pressed down against the fixed counter-surface, which causes the deformation and broadening of the end portion of the rivet.

Hierzu muss nach dem Stanzvorgang der Matrizenabschnitt mit den einstellmitteln der Matrizenabschnitt verstellt werden. Da beim Stanzen die Unterseite des Werkstücks auf die Oberseite des Matrizenabschnitts gepresst wird, muss zunächst das Werkstück vom Matrizenabschnitt ausgehoben werden. Der Stempel fährt hierzu etwas nach oben bzw. weg von der Matrizeneinheit. Dabei wird die Wirkung der zweiten Federmittel auf den Niederhalter aufgebhoben und am Niederhalter wirken nur noch die schwächeren ersten Federmittel nach unten und damit auf das Werkstück. Dagegen wirken auf das Werkstück auf der Matrizenseite die dritten Federmittel an den Anlagemitteln, welch größer sind als die ersten Federmittel. In der Folge wird das Werkstück, abgestützt auf den Anlagemitteln, in Richtung der Stempeleinheit versetzt, wobei das Werkstück sich unterseitig von dem Matrizenabschnitt abhebt. Die Versetzung nach oben bzw. der Hub der Anlagemittel muss mindestens so groß wie der matrizenseitige Überstand bzw. die Eindringtiefe des Nietschafts in den Kanal bzw. Stanzbutzenabführkanal sein. For this purpose, after the punching operation, the die section must be adjusted with the setting means of the die section. Since the underside of the workpiece is pressed onto the upper side of the die section during punching, the Workpiece to be dug from the die section. For this, the stamp moves slightly upwards or away from the matrix unit. In this case, the action of the second spring means is lifted on the hold-down and on hold down only the weaker first spring means act down and thus on the workpiece. By contrast, act on the workpiece on the die side, the third spring means on the abutment means, which are larger than the first spring means. As a result, the workpiece, supported on the abutment means, offset in the direction of the punch unit, wherein the workpiece stands on the underside of the die section. The offset to the top or the stroke of the abutment means must be at least as large as the matrix-side projection or the penetration depth of the rivet shank into the channel or Stanzbutzenabführkanal.

Jetzt ist der Matrizenabschnitt frei vom zuvor andrückenden Werkstück, womit der Matrizenabschnitt verstellbar ist. Now the die section is free from the previously pressing workpiece, whereby the die section is adjustable.

Nach der Verstellung bildet der betreffende Funktionsbereich am Matrizenabschnitt einen Gegenanschlag zum Stauchen des Stanzstauchniets. Während des Verstellens des Matrizenabschnitts bleibt das Werkstück vorteilhaft klemmend zwischen dem Niederhalter, über den die ersten Federmittel stempelseitig am Werkstück wirken, und den Anlagemitteln fixiert, über welche die dritten Federmittel matrizenseitig am Werkstück wirken. Beim anschließenden Stauchvorgang trifft der Stempel exakt auf die gleiche Stelle am Werkstück, also zentral von oben auf den Nietkopf des Stanzstauchniets, was für eine sichere Ausbildung der Stanzstauchniet-Verbindung notwendig ist. Müsste nach dem Stanzvorgang die Klemmung aufgehoben werden, wäre eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug bzw. der Stempelachse nicht ausgeschlossen, was für den nachfolgenden Stauchvorgang dann nachteilig wäre oder die Ausbildung der Verbindung sogar fehlerhaft wäre. After adjustment, the relevant functional area on the die section forms a counter stop for compressing the stamped rivet. During the adjustment of the die section, the workpiece advantageously remains clamped between the hold-down device, via which the first spring means act on the stamp side on the workpiece, and fixed to the abutment means, via which the third spring means act on the workpiece on the die side. During the subsequent upsetting process, the punch hits exactly the same point on the workpiece, ie centrally from above onto the rivet head of the punched rivet, which is necessary for a secure formation of the punched rivet connection. If the clamping had to be canceled after the punching process, a relative movement between the workpiece and the tool or the punch axis would not be excluded, which would then be disadvantageous for the subsequent upsetting operation or the formation of the connection would even be faulty.

Schließlich ist es auch von Vorteil, dass der Matrizenabschnitt einen Kanal zum Abführen eines Materialabschnitts durch das Innere des Matrizenabschnitts aufweist. Der Kanal muss beim Verstellen des Matrizenabschnitts vorteilhaft nicht versetzt, unterbrochen oder verschoben werden, sondern geht durchgängig bis zu einer Übergabe- oder Koppelstelle des Kanals nach außen. Der Materialabschnitt ist der Teil des Werkstücks, welcher beim Stanzvorgang ausgestanzt wird, zum Beispiel zwei Stanzbutzen von zwei durchgestanzten Blechen. Vorzugsweise ist der Kanal durchgängig ohne Unterbrechungen und/oder markante Richtungsänderungen. Damit wird ein Verkanten des Materialabschnitts im Kanal und damit eine Blockierung des Kanals vermieden. Finally, it is also advantageous that the die section has a channel for discharging a material section through the interior of the die section. The channel advantageously does not need to be offset, interrupted or moved when adjusting the matrix section, but goes out to a transfer or coupling point of the channel to the outside throughout. The material section is the part of the workpiece which is punched out during the punching process, for example two punched slugs of two punched-through metal sheets. Preferably, the channel is continuous without interruptions and / or significant changes in direction. This avoids tilting of the material section in the channel and thus blockage of the channel.

Der Kanal ist vorzugsweise schräg zu einer Längsachse des Matrizenabschnitts vorhanden. Vorzugsweise weist der Kanal eine Öffnung auf der zur Stempelseite gerichteten Oberseite des Matrizenabschnitts auf. In einer Drehstellung des Matrizenabschnitts, in welcher auf der zur Stempeleinheit gerichteten Seite des Matrizenabschnitts der Funktionsbereich zum Stanzen in der Fügeachse liegt, ist die Öffnung des Kanals in axialer Verlängerung der Stempelachse bzw. der Fügeachse vorhanden. Der Kanal verläuft durch das Bauteil, welches den Matrizenabschnitt bildet bis zu einer Außenseite vorzugsweise eine Unterseite des Bauteils, welche der Oberseite mit dem Funktionsbereich des Matrizenabschnitts gegenüberliegt. Auf der Unterseite endet der Kanal mit einer Öffnung, welche zentrisch zur Drehachse des Matrizenabschnitts verläuft, die parallel zur Fügeachse liegt. The channel is preferably provided obliquely to a longitudinal axis of the die section. Preferably, the channel has an opening on the upper side of the die section facing the punch side. In a rotational position of the die section, in which the functional area for punching in the joining axis lies on the side of the die section facing the punch unit, the opening of the channel is present in the axial extension of the punch axis or the joining axis. The channel runs through the component, which forms the die section, up to an outer side, preferably an underside of the component, which lies opposite the upper side with the functional area of the die section. On the underside of the channel ends with an opening which runs centrally to the axis of rotation of the Matrizenabschnitts, which is parallel to the joining axis.

Damit ist vorteilhaft unabhängig von der Drehstellung des Matrizenabschnitts immer gewährleiste, dass die Öffnung auf der Unterseite immer an eine Übergabestelle anschließt, über welche ein ausgestanzter Materialbutzen des Werkstücks abführbar ist. In keiner Drehstellung des Matrizenabschnitts muss der Kanal unterbrochen werden, was andernfalls zu einem Blockieren der Drehbewegung durch einen in der Unterbrechungsstelle vorhandenen Stanzbutzen führen könnte, was einen Funktionsverlust des Werkzeugs bedeuten könnte. This is advantageous regardless of the rotational position of the Matrizenabschnitts always guaranteed that the opening on the bottom always connects to a transfer point, via which a punched Materialbutzen the workpiece is discharged. In no rotational position of the Matrizenabschnitts the channel must be interrupted, which could otherwise lead to a blocking of the rotational movement by an existing in the point of interruption punching, which could mean a loss of function of the tool.

Der schräge Abführkanal ist vorteilhaft an dem drehbaren Matrizenabschnitt vorhanden, der vorzugsweise um eine Achse parallel zur Fügeachse drehbar ist, wobei ein Weg- oder Hindrehen einer werkstückseitiger Stanzöffnung des Kanals auf einer Abfuhrseite zum Abführen eines Stanzbutzens zugleich ein unproblematisches Insich-Verdrehen des Butzenkanals an der abfuhrseitigen Öffnung des Kanals ermöglicht. The oblique discharge channel is advantageously present on the rotatable die portion, which is preferably rotatable about an axis parallel to the joining axis, wherein a weg- or turning a workpiece side punch opening of the channel on a discharge side for discharging a Stanzbutzens at the same time unproblematic insich twisting the Butzenkanals on the Departure-side opening of the channel allows.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Setzen eines Fügeelements an einem Werkstück oder zum Durchsetzfügen des Werkstücks mit einer wie oben beschriebenen Vorrichtung. Vorteilhafterweise wird erfindungsgemäß ein einlagiges oder ein mehrlagiges Werkstück zwischen einer Stempeleinheit und einer Matrizeneinheit positioniert und anschließend wird ein erster Arbeitsschritt während einer Stempelbewegung durchgeführt, wobei das Werkstück geklemmt ist zwischen der Stempeleinheit und der Matrizeneinheit. Dabei kann es sich zum Beispiel um das Setzen eines als Funktionselement ausgebildeten Fügeelements an einem Werkstück mit genau einer Werkstücklage handeln oder um das Durchsetzfügen eines mehrlagigen Werkstücks oder um das Setzen eines Fügeelements wie einem Niet in ein mehrlagiges Werkstück. In Verlängerung des Stempels ist hierfür am Werkstück matrizenseitig ein erster Bereich des Matrizenabschnitts wirksam. In einem nachfolgenden Arbeitsschritt wird der Matrizenabschnitt verstellt, so dass der Matrizenabschnitt kontaktfrei vom Werkstück ist. Hierzu wird der erste Bereich wegbewegt zum Beispiel durch Verdrehen, ein lineares Wegbewegen und/oder ein Austausch des Matrizenabschnitts. Anschließend wird anstelle des ersten Bereichs des Matrizenabschnitts ein anderer Matrizenabschnitt bzw. zweiter Bereich des Matrizenabschnitts unter das Werkstück in Verlängerung des Stempels bewegt. Daraufhin erfolgt ein weiterer Arbeitsschritt durch eine Stempelbewegung, z. B. ein Stauchvorgang des Fügeelements. Das Werkstück ist dabei zwischen dem Stempel und dem anderen Bereich des Matrizenabschnitts geklemmt. The invention also extends to a method for setting a joining element on a workpiece or for inserting the workpiece with a device as described above. Advantageously, according to the invention, a single-ply or a multi-ply workpiece is positioned between a punch unit and a die unit, and then a first operation is performed during a punch movement, wherein the workpiece is clamped between the punch unit and the die unit. This may be, for example, the setting of a joining element designed as a functional element on a workpiece with exactly one workpiece position or the clinching of a multi-layered workpiece or the setting of a joining element such as a rivet in a multi-layered workpiece. In extension of the punch for this purpose on the workpiece side of the mold, a first region of the Matrizenabschnitts effective. In a subsequent working step, the die section is adjusted so that the die section is contact-free from the workpiece. For this purpose, the first area is moved away, for example by twisting, a linear moving away and / or an exchange of the die section. Subsequently, instead of the first area of the die portion, another die portion or second area of the die portion is moved under the workpiece in extension of the die. Thereupon, a further step by a punch movement, z. B. an upsetting operation of the joining element. The workpiece is clamped between the punch and the other area of the die section.

Figurenbeschreibung: Brief Description:

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind anhand eines stark schematischen Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Further advantages and features of the invention are explained in more detail with reference to a highly schematic embodiment of the invention.

Die 1 bis 11 zeigen jeweils einen entsprechenden stark schematisiert dargestellten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in unterschiedlichen Arbeits- bzw. Betriebsschritten mit einem von der Vorrichtung zu bearbeitenden Werkstück. Die Arbeitsschritte stellen jeweils Momentsituationen des gesamten Prozesses dar, wobei beginnend mit 1 die weiteren 2 bis 11 in der Reihenfolge der steigenden Nummerierung jeweils spätere bzw. nachgeordnete Arbeitsschritte betreffen. The 1 to 11 each show a corresponding highly schematically illustrated section of a device according to the invention in different working or operating steps with a workpiece to be machined by the device. The steps represent moments of the entire process, starting with 1 the others 2 to 11 in the order of increasing numbering in each case concern later or downstream work steps.

Weitere Einheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie z. B. Antriebs- und Steuereinrichtungen wie auch Sensormittel sind nicht dargestellt. Other units of the device according to the invention such. B. drive and control devices as well as sensor means are not shown.

In den Figuren ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die beispielhaft als Fügewerkzeug zum Stanzstauchnieten eines Werkstücks 19 bzw. als Stanzstauchniet-Werkzeug 1 ausgebildet ist. Das Werkzeug 1 ist in jeder beliebigen räumlichen Ausrichtung verwendbar, wobei in den Figuren von einer vertikalen Ausrichtung einer Fügeachse F ausgegangen wird. In the figures, a detail of a device according to the invention is shown, the example as a joining tool for the punched rivets of a workpiece 19 or as a punched rivet tool 1 is trained. The tool 1 is usable in any spatial orientation, wherein in the figures of a vertical orientation of a joining axis F is assumed.

Als Werkstück 19 kommt zum Beispiel ein einstückiges bzw. einlagiges Material wie ein Blechmaterial oder es kommen mehrere Lagen aus Blech und/oder anderen Materialien in Frage. As a workpiece 19 For example, a one-piece or single-layer material such as a sheet metal material or several layers of sheet metal and / or other materials come into question.

Das erfindungsgemäße Fügewerkzeug 1 ist zum Stanzstauchnieten eines Stanzstauchniets 8 an dem zweilagigen Blechwerksstück 19 ausgebildet. The joining tool according to the invention 1 is for die-cutting riveting a punched rivet 8th at the two-layer Blechwerksstück 19 educated.

Das Werkzeug 1 weist zum Beispiel einen C-Bügel auf mit einer Stempeleinheit 2 und einer Matrizeneinheit 3, die gegenüberliegend vorhanden sind und dazwischen einen Freiraum für das Werkstück 19 aufweisen. Neben einem Einsatz als fest positioniertes Fügewerkzeug kann das erfindungsgemäße Fügewerkzeug 1 auch mobil zum Beispiel an einer Robotereinrichtung beweglich im Raum verwendet werden. Damit lassen sich verschiedene Raumpositionen anfahren, um schnell an unterschiedlichen Stellen an einem Werkstück die Fügearbeit verrichten zu können. Dies ist beispielsweise bei der automatisierten Bearbeitung von Karosserieteilen bei der Kraftfahrzeugherstellung von Bedeutung. The tool 1 has, for example, a C-bar with a stamp unit 2 and a die unit 3 , which are present opposite and with a space for the workpiece in between 19 exhibit. In addition to use as firmly positioned joining tool, the joining tool according to the invention 1 also be used for example on a robot device movable in space. This allows different room positions to be approached in order to be able to perform the joining work quickly at different points on a workpiece. This is important, for example, in the automated processing of body parts in motor vehicle production.

In den Figuren ist eine beidseitige Verlängerung des Werkstücks 19 durch Strichdarstellung angedeutet. In the figures, a two-sided extension of the workpiece 19 indicated by dashed line.

Das in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Stanzstauchniet-Werkzeug 1 dient zum Setzen eines Stanzstauchniets 8 an dem Werkstück 19, wobei es sich um ein zweilagiges Werkstück 19 aus einem oberen Blech 19a und einem unteren Blech 19b handelt, die mit dem Stanzstauchniet 8 an einer Fügestelle FS des Werkstücks 19, durch welche die Fügeachse F verläuft, verbindbar sind. Die Bleche 19a, 19b sind Bleche mit einer vergleichsweise geringen Duktilität, also mit geringer plastischer Verformung bei Belastung. Daher muss nach dem Stanzen des Werkstücks 19 die notwendige Verformung im Bereich der Fügestelle FS zur Fixierung der beiden Bleche 19a und 19b über den Stanzstauchniet 8 eingebracht werden, der durch einen Stauchvorgang plastisch verformbar ist. Diese Vorgehensweise macht beim Stanzstauchnieten einen Wechsel eines matrizenseitigen Funktionsbereichs bzw. die Verstellung eines Matrizenabschnitts einer Matrize während eines Bearbeitungsvorgangs notwendig, was die Anforderungen an das Werkzeug 1 erhöht. The illustrated in the figures punch rivet tool according to the invention 1 serves for setting a punched rivet 8th on the workpiece 19 , which is a two-ply workpiece 19 from an upper sheet 19a and a lower sheet 19b acts with the punched rivet 8th at a joint FS of the workpiece 19 , through which the joining axis F extends, are connectable. The sheets 19a . 19b are sheets with a relatively low ductility, so with little plastic deformation under load. Therefore, after punching the workpiece 19 the necessary deformation in the region of the joint FS for fixing the two sheets 19a and 19b over the punched rivet 8th are introduced, which is plastically deformable by a compression process. This procedure necessitates a change of a die-side functional area or the adjustment of a die section of a die during a machining operation in the case of punched-riveting, which makes the demands on the tool 1 elevated.

Von dem Werkzeug 1 ist lediglich jeweils ein Teil der stark vereinfacht dargestellten Stempeleinheit 2 und der Matrizeneinheit 3 gezeigt. Die Stempeleinheit 2 umfasst einen Stempel 4, einen Niederhalter 5 und zwischen dem Stempel 4 und dem Niederhalter 5 vorhandene Stellmittel, die beispielhaft als zwei Schraubenfedern 16 und 17 ausgebildet sind. From the tool 1 is only one part of the stamp unit shown greatly simplified 2 and the die unit 3 shown. The stamp unit 2 includes a stamp 4 , a hold-down 5 and between the stamp 4 and the hold-down 5 existing adjusting means exemplified as two coil springs 16 and 17 are formed.

Die Federkraft F3 der längeren schmaleren Schraubenfeder 16 ist merklich geringer als die Federkraft F1 der kürzeren breiteren Schraubenfeder 17. Die Schraubenfeder 16 hält den Niederhalter 5 in einer Vorspannstellung in der Grundstellung des Werkzeugs 1 (1). The spring force F3 of the longer narrower coil spring 16 is noticeably less than the spring force F1 of the shorter wider coil spring 17 , The coil spring 16 Holds the hold-down 5 in a preload position in the basic position of the tool 1 ( 1 ).

Der Stempel 4 ist entlang bzw. parallel zur Fügeachse F linear antreibbar bzw. vorwärts in Richtung S1 bewegbar und in entgegengesetzter Richtung bzw. in Richtung S2 zurückbewegbar. Der Stempelantrieb erfolgt beispielsweise hydropneumatisch mit Druckübersetzung oder mit einer elektromotorischen Antriebseinheit. In den 1 bis 3 ist der Stempel vollständig in Richtung S2 zurückbewegt. Die Fügeachse F verlängert sich durch eine zentrische Hochachse bzw. Zylinderachse des Stempels 4, der zum Beispiel zylindrisch ist. An einem der Matrizeneinheit 3 abgewandten hinteren Endbereich des Stempels 4 weist dieser einen Überstand 14 auf, welcher radial zur Mantelfläche des verbleibenden Teils des Stempels 4 vorsteht. The Stamp 4 is linearly driven along or parallel to the joining axis F or forward in the direction S1 and movable back in the opposite direction or in the direction S2. The stamp drive is done, for example, hydropneumatically with pressure boost or with an electric motor drive unit. In the 1 to 3 the punch is completely moved back in the direction of S2. The joining axis F extends through a centric vertical axis or cylinder axis of the punch 4 which is cylindrical, for example. At one of the matrix unit 3 facing away from the rear end of the stamp 4 this has a supernatant 14 which is radial to the lateral surface of the remaining part of the punch 4 protrudes.

Dem Stempel 4 vorgelagert ist der Niederhalter 5 mit einem Hülsenteil 5a, das eine auf den Stempeldurchmesser abgestimmte Durchgangsöffnung 5b aufweist. In die Durchgangsöffnung 5b reicht der vordere Teil des Stempels 4 je nach Relativstellung zum Niederhalter 5 bzw. je nach Bewegungsstellung des Stempels 4 mehr oder weniger tief hinein. The stamp 4 upstream is the hold-down 5 with a sleeve part 5a , which has a through hole matched to the punch diameter 5b having. In the passage opening 5b reaches the front part of the stamp 4 depending on the relative position to the hold-down 5 or depending on the movement position of the stamp 4 more or less deep inside.

An den Niederhalter 5 bzw. an das Hülsenteil 5a schließt seitlich ein Ende einer Zuführanordnung 6 mit einem innenliegenden freien Zuführkanal 7 an. Von einem nicht gezeigten Vorlagebereich für eine Vielzahl von Fügeelementen können mit der Zuführanordnung 6 nacheinander Fügeelemente bzw. der einzeln dargestellte Stanzstauchniet 8 durch den Zuführkanal 7 in Förderrichtung R zum Stempel 4 hinbewegt werden. 1 betrifft demnach in der Grundstellung des Werkzeugs 1 den Arbeitsschritt "Niet laden". Die Zuführung R des Stanzstauchniets 8 erfolgt beispielsweise pneumatisch unterstützt. Der herangeförderte Stanzstauchniet 8 wird gemäß 2 bis unter eine vordere Stempelstirnseite 4a des Stempels 4 transportiert und dort durch nicht ersichtliche Haltemittel in einer gewünschten Vorlageposition gehalten, zum Beispiel derart, dass die Längsachse des Stanzstauchniets 8 mit der Fügeachse F zusammenfällt. In der in 1 dargestellten Grundstellung des Werkzeugs 1 bei freier Matrizeneinheit 3 befindet sich der Stempel 4 in einer am Niederhalter 5 zurückgefahrenen Position, so dass der Zuführkanal 7 am Niederhalter 5 unterhalb der Stempelstirnseite 4a nicht vom Stempel 4 verstellt bzw. offen anschließt und damit ein Fügeelement bis vor den Stempel 4 herantransportiert werden kann. To the downholder 5 or to the sleeve part 5a closes laterally one end of a feed assembly 6 with an internal free feed channel 7 at. From a template area, not shown, for a plurality of joining elements can be connected to the feed 6 successively joining elements or the individually shown punched rivet 8th through the feed channel 7 in the conveying direction R to the punch 4 be moved. 1 thus concerns in the basic position of the tool 1 the step "rivet loading". The feed R of the punched rivet 8th takes place, for example, pneumatically supported. The conveyed punched rivet 8th is according to 2 to below a front punch face 4a of the stamp 4 transported and held there by not apparent holding means in a desired original position, for example, such that the longitudinal axis of the punched rivet 8th coincides with the joining axis F. In the in 1 illustrated basic position of the tool 1 with free matrix unit 3 there is the stamp 4 in one on the hold-down 5 retracted position so that the feed channel 7 on the downholder 5 below the stamp face 4a not from the stamp 4 adjusted or open connects and thus a joining element up to the stamp 4 can be transported.

Die Matrizeneinheit 3 ist mit einer zentrischen Längsachse L geringfügig zur Fügeachse F lateral versetzt und umfasst unter anderem einen als Matrize 10 ausgebildeten Matrizenabschnitt und Anlagemittel, die beispielhaft als Matrizen-Niederhalter 9 gebildet sind. Der hülsenförmige Matrizen-Niederhalter 9 umgibt die Matrize 10 in Bereich einer oberen etwa halben Länge der Matrize 10. Der Matrizen-Niederhalter 9 ist an der Matrize 10 vorzugsweise vorgespannt und gleitend geführt und parallel zur Fügeachse F etwas hin- und herverschieblich relativ zur Matrize 10. Im Fügebetrieb des Werkzeugs 1 beträgt der Bewegungsweg des Matrizen-Niederhalters 9 relativ zur Matrize 10 in der Regel nur wenige Millimeter insbesondere gemäß einem Mindestmaß a (s. 1 und 2), was weiter unten erläutert ist. The matrix unit 3 is laterally offset with a central longitudinal axis L slightly to the joining axis F and includes, inter alia, as a die 10 formed die section and attachment means exemplified as die-down device 9 are formed. The sleeve-shaped die holder 9 surrounds the matrix 10 in the range of an upper about half the length of the die 10 , The template hold-down 9 is at the die 10 preferably biased and slidably guided and parallel to the joining axis F slightly back and forth relative to the die 10 , In the joining operation of the tool 1 is the path of movement of the die hold-down 9 relative to the matrix 10 usually only a few millimeters, in particular according to a minimum dimension a (s. 1 and 2 ), which is explained below.

Grundsätzlich ist eine umgekehrte Anordnung mit einem am Werkzeug 1 festen Matrizenniederhalter und einer dazu linear hin- und herbeweglichen Matrize nicht ausgeschlossen. Basically, a reverse arrangement with one on the tool 1 solid die holder and a linearly reciprocating die is not excluded.

Zwischen einem radial zur Längsachse L an einer Mantelfläche der Matrize 10 vorstehenden Bund 21 am unteren Ende der Matrize 10 und einer Unterseite des Matrizen-Niederhalters 9 sind Vorspannmittel vorhanden, zum Beispiel eine Druck- bzw. Schraubenfeder 18. Die Federkraft F2 der Schraubenfeder 18 ist höher als die Federkraft F3 der schwächeren Schraubenfeder 16 und geringer als die Federkraft F1 der stärkeren Schraubenfeder 17. Between a radial to the longitudinal axis L on a lateral surface of the die 10 above covenant 21 at the bottom of the die 10 and a bottom surface of the die blank 9 biasing means are present, for example, a compression or coil spring 18 , The spring force F2 of the coil spring 18 is higher than the spring force F3 of the weaker coil spring 16 and less than the spring force F1 of the stronger coil spring 17 ,

Im unbelasteten Fall ohne kraftbeaufschlagt angedrücktes Werkstück 19 bzw. in der Grundstellung nach 1 drückt die Schraubenfeder 18 den Matrizen-Niederhalter 9 nach oben bzw. in Richtung der Stempeleinheit 2, so dass ein vorderer Endabschnitt des Matrizen-Niederhalters 9 etwas bzw. beispielsweise wenige Millimeter über einen Matrizenboden 10a axial um das Maß a übersteht. Der Matrizenboden 10a bildet eine axiale Ober- bzw. Stirnseite der Matrize 10, welche der Stempeleinheit 2 zugewandt ist. In the unloaded case without force pressed workpiece 19 or in the basic position 1 pushes the coil spring 18 the die-holder 9 upwards or in the direction of the stamp unit 2 such that a front end portion of the die blank 9 something or for example a few millimeters over a die bottom 10a axially beyond the dimension a. The matrix bottom 10a forms an axial top or front side of the die 10 , which of the stamp unit 2 is facing.

2 zeigt einen Arbeitsschritt, bei dem der Matrizen-Niederhalter 9 am Werkstück 19 angelegt ist, wobei eine ringförmige Stirnseite 9a des Matrizen-Niederhalter 9 unterseitig am unteren Blech 19b in Anlage ist. 2 shows a step in which the die-down device 9 on the workpiece 19 is applied, with an annular end face 9a of the matrices hold-down 9 on the underside of the lower plate 19b in attachment.

Im Arbeitsschritt gemäß 3 "Niederhalter setzt auf" setzt durch Herunterfahren der Stempeleinheit 2 in Richtung der Matrizeneinheit 3 eine ringförmige flache Stirnseite 5c des Niederhalters 5 oberseitig auf dem oberen Blech 19a auf. Mit der weiteren Stempel-Bewegung nach vorne in Richtung S1 fährt der Stempel 4 weiter vor in die Durchgangsöffnung 5b des Niederhalters 5 und drückt die Schraubenfeder 16 etwas zusammen. Es wirkt die Kraft F3 der Schraubenfeder 16 über den Niederhalter 5 auf das Werkstück 19, das in der Folge zwischen dem Niederhalter 5 und dem Matrizen-Niederhalter 9 festgehalten bzw. geklemmt ist (3). Der Matrizen-Niederhalter 9 bleibt in seiner vorstehenden Relativstellung zur Matrize 10, da die Federkraft F2 der Schraubenfeder 18 größer als die Federkraft F3 der Schraubenfeder 16 ist. In step according to 3 "Downholder starts" sets by lowering the punch unit 2 in the direction of the matrix unit 3 an annular flat face 5c the hold-down 5 on the upper side on the upper sheet metal 19a on. With the further punch movement forward in the direction of S1, the stamp moves 4 further forward in the through hole 5b the hold-down 5 and pushes the coil spring 16 something together. It acts the force F3 of the coil spring 16 over the hold down 5 on the workpiece 19 in the episode between the hold down 5 and the die-down device 9 is held or clamped ( 3 ). The template hold-down 9 remains in its protruding relative position to the die 10 because the spring force F2 of the coil spring 18 greater than the spring force F3 of the coil spring 16 is.

Der Stempel 4 bewegt sich weiter in Richtung S1, wobei eine Vorderseite der Schraubenfeder 17 gemäß 4 gerade oben auf das Blech 19a aufsetzt. Die Schraubenfeder 17 wird zwischen dem Überstand 14 und dem Niederhalter 5 zusammengedrückt und beginnt damit zu wirken. Zusätzlich zur Federkraft F3 wirkt dann die Federkraft F1 am Werkstück 19 in Richtung S1. Die Stempeleinheit 2 ist so abgestimmt ausgebildet, dass dies, also die Erhöhung einer Kraftwirkung durch die zusätzlich wirkende Federkraft F1 von der Stempeleinheit 2 auf das Werkstück 19, kurz bzw. unmittelbar vor dem Aufsetzen des Stanzstauchniets 8 auf der Oberseite des oberen Blechs 19a stattfindet (siehe 4). Der gemäß 4 geringe erkennbare Abstand zwischen der Stempelstirnseite 4a und einer Oberseite des Stanzstauchniets 8 spiegelt die tatsächlichen Zusammenhänge nicht exakt bzw. nicht maßstabsgetreu wieder. The Stamp 4 moves further towards S1, with a front of the coil spring 17 according to 4 straight up on the sheet 19a touches down. The coil spring 17 will be between the supernatant 14 and the hold-down 5 compressed and begins to act. In addition to the spring force F3 then the spring force F1 acts on the workpiece 19 in the direction of S1. The stamp unit 2 is designed so coordinated that this, ie the increase of a force effect by the additionally acting spring force F1 of the stamp unit 2 on the workpiece 19 , shortly before or immediately before placing the punched rivet 8th on the top of the upper sheet 19a takes place (see 4 ). The according to 4 small noticeable distance between the punch face 4a and a top of the stamped rivet 8th does not reflect the actual relationships exactly or not true to scale.

Mit dem Wirksamwerden der zusammengedrückten Schraubenfeder 18 am Niederhalter 5, wobei der Antrieb des Stempels 4 die dafür nötige Kraft liefert, wird das Werkstück 19 gegen den Matrizen-Niederhalter 9 gedrückt, welcher gemäß 5 in Richtung S1 bzw. nach unten ausweicht, da die Summe der Federkräfte F1 und F3 eine nach unten in Richtung S1 gerichteten Kraft an dem Hülsenteil 5a des Niederhalters 5 bewirkt, welche die Gegenkraft am Matrizen-Niederhalter 9 durch die Federkraft F2 übersteigt. Daher taucht der Matrizen-Niederhalter 9 mit dem Werkstück 19 nach unten, indem die Schraubenfeder 18 komprimiert wird. Das Absenken des Matrizen-Niederhalter 9 endet, wenn die Unterseite des unteren Blechs 19b auf dem Matrizenboden 10a aufsitzt. Im dargestellten Fall der ebenen Unterseite des unteren Blechs 19b sind dabei der ebene Matrizenboden 10a und die ebenfalls ebene Stirnseite 9a des Matrizen-Niederhalters 9 bündig (s. 5). Die Matrize 10 ist am Werkstück 19 angelegt. With the effectiveness of the compressed coil spring 18 on the downholder 5 , where the drive of the punch 4 which provides the necessary force, becomes the workpiece 19 against the die holder 9 pressed, which according to 5 evades in the direction of S1 and down, since the sum of the spring forces F1 and F3 a directed downward in the direction S1 force on the sleeve part 5a the hold-down 5 causes the counterforce on the die-down device 9 exceeds by the spring force F2. Therefore, the stencil hold down emerges 9 with the workpiece 19 down by the coil spring 18 is compressed. Lowering the template hold-down 9 ends when the bottom of the lower panel 19b on the mold bottom 10a seated. In the illustrated case, the flat bottom of the lower plate 19b are the flat Matrizenboden 10a and the also flat front side 9a of the female dentist 9 flush (s. 5 ). The matrix 10 is on the workpiece 19 created.

In dem nächsten Arbeitsschritt nach 6 beginnt der Stanz-Prozessschritt und der Stanzstauchniet 8 wird durch den sich weiter in Richtung S1 nach unten bewegenden Stempels 4, der kraftbetätigt mit seiner Stempelstirnseite 4a auf eine Oberseite eines Nietkopfes 25 des Stanzstauchniets 8 einwirkt, gegen das obere Blech 19a gepresst. Der Stempel 4 wird dabei bis zum Erreichen einer vorgebbaren Endposition angetrieben in Richtung S1 bewegt und dann gestoppt. Der vom Stempel 4 dabei vorgedrängte Stanzstauchniet 8 ist derart bezüglich seiner Form und seiner Materialeigenschaften auf die zu stanzenden Bleche 19a, 19b abgestimmt, dass der Stanzstauchniet 8 mit einer Unterseite eines Nietschaftes 26 voraus und entlang einer Randkante der Nietschaft-Unterseite ein Stanzloch 27 in die beiden Bleche 19a und 19b stanzt. Dabei stützt sich das untere Blech 19b sowohl auf der ringförmigen Stirnseite 9a des Matrizen-Niederhalters 9 als auch auf dem Matrizenboden 10a der Matrize 10 ab. Für die Stanzfunktion ist an einem Funktionsbereich 11 des Matrizenbodens 10a genau unterhalb der Stempelstirnseite 4a eine endseitige Öffnung 12 eines Butzenabführkanals 13 ausgebildet. Die Öffnung 12 liegt in der vorgebbaren Matrizen-Drehstellung der Matrize 10, was weiter unten erklärt ist, exakt konzentrisch zur Fügeachse F bzw. zur Stempellängsachse, wobei der Durchmesser der Öffnung 12 bzw. des Butzenabführkanals 13 geringfügig größer als der Durchmesser des Nietschafts 26 ist bzw. größer als die aus dem Werkstück 19 ausgestanzten Stanzbutzen 23 und 24. In the next step after 6 begins the punching process step and the punched rivet 8th becomes due to the moving downwards in the direction of S1 stamp 4 , the power operated with his stamp face 4a on a top of a rivet head 25 of the punched rivet 8th acts against the upper sheet 19a pressed. The Stamp 4 is thereby driven to reach a predefinable end position in the direction S1 moves and then stopped. The from the stamp 4 while pre-punched rivet rivet 8th is so in terms of its shape and its material properties on the sheets to be punched 19a . 19b tuned that the punched rivet 8th with a bottom of a rivet shank 26 ahead and along a peripheral edge of the rivet shank bottom a punch hole 27 in the two sheets 19a and 19b punches. Here, the lower plate is supported 19b both on the annular front side 9a of the female dentist 9 as well as on the mold bottom 10a the matrix 10 from. For the punching function is at a functional area 11 of the mold bottom 10a just below the punch face 4a an end opening 12 a Butzenabführkanals 13 educated. The opening 12 lies in the predefinable die rotational position of the die 10 , which is explained below, exactly concentric with the joining axis F or the punch longitudinal axis, wherein the diameter of the opening 12 or the Butzenabführkanals 13 slightly larger than the diameter of the rivet shank 26 is greater than that of the workpiece 19 punched punched trimmings 23 and 24 ,

Der beim Stanzvorgang ausgestanzte Stanzbutzen 23 des oberen Blechs 19a und der ausgestanzte Stanzbutzen 24 des unteren Blechs 19b werden durch den Nietschaft 26 in den Butzenabführkanals 13 gedrängt. Der Stanzstauchniet 8 sitzt am Ende des Stanzarbeitsschrittes gemäß 7 mit dem Nietkopf 25 unterseitig auf der Oberseite des oberen Blechs 19a auf. Der untere Teil des Nietschafts 26 steht über die Unterseite des unteren Blechs 19b etwas nach unten über und kann gegebenenfalls durch die Öffnung 12 etwas in den Butzenabführkanal 13 hineinragen. Die losen Stanzbutzen 23, 24 werden durch den Butzenabführkanal 13 bzw. die Matrize 10 in Richtung einer Auslassöffnung 28 abgeführt. Der Butzenabführkanal 13 erstreckt sich von dem Matrizenboden 10a mit der Öffnung 12 des Butzenabführkanals 13, die radial versetzt zur zentralen Längsachse L der Matrize 10 liegt, über einen kurzen Abschnitt parallel zur Längsachse L und anschließend linear schräg zur Längsachse L durch das Innere der ansonsten massiven Matrize 10. Der Butzenabführkanal 13 endet an der Auslassöffnung 28 einer Unterseite 15 der Matrize 10. Die Auslassöffnung 28 liegt konzentrisch zur Längsachse L der Matrize 10. The stamping punched out during the punching process 23 of the upper sheet 19a and the punched trimmings 24 of the lower sheet 19b be through the riveting 26 in the Butzenabführkanals 13 crowded. The punched rivet 8th sits at the end of the punching step according to 7 with the rivet head 25 underside on the top of the upper panel 19a on. The lower part of the rivet shaft 26 stands over the bottom of the lower panel 19b something down over and may be through the opening 12 something in the Butzenabführkanal 13 protrude. The loose punches 23 . 24 be through the Butzenabführkanal 13 or the die 10 in the direction of an outlet opening 28 dissipated. The Butzenabführkanal 13 extends from the die bottom 10a with the opening 12 the Butzenabführkanals 13 radially offset from the central longitudinal axis L of the die 10 is located, over a short section parallel to the longitudinal axis L and then linearly oblique to the longitudinal axis L through the interior of the otherwise massive die 10 , The Butzenabführkanal 13 ends at the outlet opening 28 a bottom 15 the matrix 10 , The outlet opening 28 is concentric with the longitudinal axis L of the die 10 ,

Im nächsten Arbeitsschritt fährt der Stempel 4 gemäß 8 wieder etwas nach oben bzw. in Richtung S2, wobei die am Überstand 14 angebrachte Schraubenfeder 17 mitgenommen wird und sich vom Niederhalter 5 abhebt. Der Stempel 4 bewegt sich zumindest so weit in Richtung S2, bis die Schraubenfeder 17 außer Kontakt mit der Oberseite des Niederhalters 5 gelangt. In der Folge wirkt oben auf den Niederhalter 5 nicht mehr die Druck- bzw. Federkraft F1, sondern nur noch die Federkraft F3 der Schraubenfeder 16, womit die matrizenseitig angelegte Gegenkraft F2 am Niederhalter 5 durch die Schraubenfeder 18 wieder die bestimmende Kraft ist bzw. wirksam wird und den Matrizen-Niederhalter 9 relativ zur Matrize 10 nach oben in Richtung S2 drückt, mitsamt dem Werkstück 19 und dem Niederhalter 5. (s. 8). Das Werkzeug 1 ist so abgestimmt, dass die Aushebung des Werkstücks 19 mit dem Matrizen-Niederhalter 9 in Richtung S2 in einem Mindestmaß erfolgt, vorzugsweise um etwas mehr als das Maß a, wodurch die Unterseite des unteren Blechs 19b und der dazu nach unten überstehende Teil des Nietschafts 26 des Stanzstauchniets 8 außer Kontakt mit dem Matrizenboden 10a bzw. der Öffnung 12 der Matrize 10 kommen, was in 8 ersichtlich ist. In the next step, the stamp moves 4 according to 8th again slightly upwards or towards S2, where the supernatant 14 attached coil spring 17 is taken away and from the downholder 5 takes off. The Stamp 4 moves at least as far in direction S2 until the coil spring 17 out of contact with the top of the hold-down 5 arrives. In the episode acts on top of the hold-down 5 no longer the pressure or spring force F1, but only the spring force F3 of the coil spring 16 , whereby the opposing force F2 applied on the die side on the hold-down device 5 through the coil spring 18 again the determining force is or becomes effective and the die-down device 9 relative to the matrix 10 pushes upwards in direction S2, together with the workpiece 19 and the hold-down 5 , (S. 8th ). The tool 1 is tuned to the lifting of the workpiece 19 with the die holder 9 in the direction S2 in a minimum, preferably by a little more than the dimension a, whereby the bottom of the lower plate 19b and the part of the rivet shaft projecting downwards 26 of the punched rivet 8th out of contact with the matrix bottom 10a or the opening 12 the matrix 10 come what's in 8th is apparent.

Zur Verankerung des in dem Stanzloch 27 der Fügestelle FS am Werkstück 19 eingesetzten Stanzstauchniets 8 und damit zur Verbindung der beiden Bleche 19a und 19b an der Fügestelle FS, wird der Stanzstauchniet 8 plastisch verformt, was durch einen Stauch-bzw. Quetschvorgang erfolgt. Beim Stauchvorgang wird der unterseitig am Blech 19b überstehende Teil des Nietschaftes 26 gestaucht. Hierfür fährt der Stempel 4 wieder vor in Richtung S1 und drückt von oben auf den Nietkopf 25 des Stanzstauchniets 8. Die Unterseite des Nietschaftes 26 stützt sich an einer festen Gegen- bzw. Anlagefläche 20 eines Funktionsbereichs 29 des Matrizenbodens 10a ab, die als Gegenlager dient. Deshalb muss die Matrize 10 vor dem Stauch-Prozessschritt derart verstellt werden, wodurch der Funktionsbereich 11 mit der Öffnung 12 aus der Position in der Fügeachse F gemäß der 1 bis 8, in welcher die Fügeachse F durch die Öffnung 12 führt, wegbewegt wird, so dass der andere Funktionsbereich 29 auf dem Matrizenboden 10a mit der festen Anlagefläche 20 in der Fügeachse F liegt. To anchor in the punch hole 27 the joint FS on the workpiece 19 used punched rivet 8th and thus for the connection of the two sheets 19a and 19b at the joint FS, will the punched rivet 8th plastically deformed, which by an upsetting resp. Crimping occurs. When upsetting the underside of the sheet metal 19b protruding part of the rivet shaft 26 compressed. For this the stamp moves 4 again in the direction of S1 and pushes from the top of the rivet head 25 of the punched rivet 8th , The underside of the rivet shank 26 is supported on a fixed counter or contact surface 20 a functional area 29 of the mold bottom 10a from, which serves as an abutment. That's why the die needs 10 be adjusted before the upsetting process step, whereby the functional area 11 with the opening 12 from the position in the joining axis F according to 1 to 8th in which the joining axis F through the opening 12 leads, is moved away, leaving the other functional area 29 on the mold bottom 10a with the fixed contact surface 20 in the joining axis F lies.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verstellung der Matrize 10 durch eine Matrizen-Drehlagerung bzw. durch Verdrehen realisiert, wozu die Matrize 10 um ihre Längsachse L drehbar ist, womit durch eine definierte Drehbewegung D der Matrize 10 im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Längsachse L wahlweise einer der Funktionsbereiche 11 und 29 in Koaxialität mit der Fügeachse F bringbar ist. Die Dreh-Verstellung der Matrize 10 von einer Stellung in die andere Stellung mit jeweiliger exakter Koaxialität eines der Funktionsbereiche 11 oder 29 mit der Fügeachse F muss wahlweise und wiederholgenau bzw. reversibel möglich sein. Hierzu können beispielsweise auf der Außenseite der Matrize 10 beispielsweise an einem Bund 21 vorzugsweise gefräste Anschläge vorhanden sein (nicht dargestellt), welche eine Drehbewegung der Matrize um exakt definiert vorgegebene Winkelmaße ermöglichen, bis ein Anschlag an einem Gegenanschlag an einem die Matrize 10 umgebenden feststehenden Bauteil in Kontakt kommt und dort gegen eine Weiterdrehen blockiert ist. Ein Zurückdrehen der Matrize 10 erfolgt so weit, bis ein anderer Anschlag der Matrize an einem anderen Gegenanschlag ansteht. Die Drehbewegung der Matrize 10 in beide Drehrichtungen um die Längsachse L kann zum Beispiel mit einem antreibbaren reversibel hin- und herbewegbaren Antriebselement erfolgen, das z. B. etwa tangential ausgerichtet mit der vorzugsweise zylindrischen Matrize 10 gekoppelt ist, z. B. an einer Öffnung im Bund 21 eingreift. Bei einer Hinbewegung des Antriebselement aus einer Startstellung, in welcher die Matrize 10 in einer ersten Stellung ist, in eine Endstellung des Antriebselements, wird eine Drehung der Matrize 10 um einen vorgebbaren Winkel bewirkt. Die Matrize 10 befindet sich exakt in einer zweiten Stellung. Durch Zurückbewegen des Antriebselements aus der Endstellung, in welcher der Funktionsbereich 29 in der Fügeachse F steht, in die Startstellung, wird die Matrize 10 positionsgenau wieder in die erste Stellung zurück gedreht, in welcher der Funktionsbereich 11 exakt in der Fügeachse F steht. In the present embodiment of the invention, the adjustment of the die 10 realized by a die-pivot bearing or by twisting, including the die 10 about its longitudinal axis L is rotatable, whereby by a defined rotational movement D of the die 10 clockwise or counterclockwise about the longitudinal axis L optionally one of the functional areas 11 and 29 in coaxial with the joining axis F can be brought. The rotation adjustment of the die 10 from one position to the other position with respective exact coaxiality of one of the functional areas 11 or 29 with the joining axis F, it must be possible either with repeat accuracy or reversible. For this purpose, for example, on the outside of the die 10 for example, on a bunch 21 Preferably milled attacks be present (not shown), which allow a rotational movement of the die to exactly defined predetermined angular dimensions, until a stop on a counter-attack on a die 10 surrounding stationary component comes into contact and is blocked there against further rotation. Turning back the die 10 takes place until another stop of the die is present at another counter stop. The rotational movement of the die 10 in both directions of rotation about the longitudinal axis L can be done, for example, with a drivable reversible reciprocable drive element, the z. B. approximately tangentially aligned with the preferably cylindrical die 10 coupled, z. B. at an opening in the waistband 21 intervenes. Upon a forward movement of the drive element from a starting position, in which the die 10 is in a first position, in an end position of the drive element, a rotation of the die 10 effected by a predetermined angle. The matrix 10 is exactly in a second position. By moving back the drive element from the end position, in which the functional area 29 in the joining axis F is, in the starting position, the die 10 exactly back to the first position turned back position, in which the functional area 11 exactly in the joining axis F stands.

Grundsätzlich können auf dem Matrizenboden 10a auch mehr als zwei Funktionsbereiche 11, 29 vorhanden sein und wiederholgenau verstellt werden, zum Beispiel drei, vier oder fünf Funktionsbereiche. Basically, on the die bottom 10a also more than two functional areas 11 . 29 be present and be adjusted repeatedly, for example, three, four or five functional areas.

Damit die Position des Werkstücks 19 mit dem an der Fügestelle FS gesetzten Stanzstauchniet 8 beim Drehen bzw. Verstellen der Matrize 10 relativ zum Werkzeug 1 erhalten bleibt, verharrt das Werkstück 19 während dem Verstellen der Matrize 10 geklemmt zwischen dem Niederhalter 5 und dem Matrizen-Niederhalter 9. Damit ist sicherstellt, dass die Stempelachse beim Stauchen exakt zentrisch auf die Fügestelle FS bzw. den vorher gesetzten Stanzstauchniet 8 trifft. Dies ist mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug 1 vorteilhaft möglich. Denn zur Verstellung der Matrize 10 muss diese bzw. der Matrizenboden 10a außer Kontakt vom Werkstück 19 gelangen, wobei die ober- und unterseitige Klemmung des Werkstücks 19 zwischen dem Niederhalter 5 und dem Matrizen-Niederhalter 9 dauerhaft bzw. ununterbrochen erhalten bleibt, was der Übergang aus dem Zustand gemäß 7 in den Zustand gemäß 8 zeigt. Das Werkstück 19 wird ausgehoben ohne die Klemmung am Werkzeug 1 zu verlieren. Thus the position of the workpiece 19 with the punched rivet set at joint FS 8th when turning or adjusting the die 10 relative to the tool 1 is maintained, the workpiece remains 19 while adjusting the die 10 clamped between the hold down 5 and the die-down device 9 , This ensures that the punch axis during upsetting exactly centric on the joint FS or the previously set Stanzstauchniet 8th meets. This is with the tool according to the invention 1 advantageously possible. Because for the adjustment of the matrix 10 must this or the Matrizenboden 10a out of contact with the workpiece 19 arrive, with the top and bottom clamping of the workpiece 19 between the hold down 5 and the die-down device 9 permanently or uninterruptedly, what the transition from the state according to 7 in the state according to 8th shows. The workpiece 19 is excavated without the clamping on the tool 1 to lose.

In einem Arbeitsschritt, der nach dem in 8 gezeigten Arbeitsschritt kommt, wird die Matrize 10 um ihre Längsachse L gemäß Drehpfeil D um einen definierten Drehwinkel in die eine oder andere Drehrichtung verdreht. In one step, after the in 8th shown step comes, the die 10 rotated about its longitudinal axis L according to the rotary arrow D by a defined angle of rotation in one or the other direction of rotation.

In der erreichten Drehstellung mit dem Fügebereich 29 in der Fügeachse F gemäß 9 fährt der Stempel 4 wieder in Richtung S1 nach unten, wobei die Schraubenfeder 17 wieder am Niederhalter 5 aufsetzt, so dass die in Richtung S1 wirksame Kraft aus der Summe der Federkräfte F1 und F3 größer ist als die Federkraft F2 der Schraubenfeder 18 am Matrizen-Niederhalter 9, womit der Matrizen-Niederhalter 9 mit dem Werkstück 19 so weit nach unten ausweicht, bis die Unterseite des Nietschafts 26 am Funktionsbereich 29 des Matrizenbodens 10a der Matrize 10 aufsitzt. Mit dem weiteren angetriebenen Bewegen des Stempels 4 in Richtung S1 drückt der Stempel 4 mit seiner Stempelkraft auf den Stanzstauchniet 8. Zwischen der Stempelstirnseite 4a und dem Funktionsbereich 29 wird der unten am Blech 19b überstehende Teil des Nietschafts 26 gequetscht bzw. flach gedrückt, womit ein zum restlichen Nietschaft 26 radial verbreiteter Wulst 22 entsteht. Dadurch werden die beiden Belche 19a und 19b zwischen dem Nietkopf 25 und dem Wulst 22 am unteren Ende des Nietschafts 26 fest aneinandergepresst verbunden (s. 10). In the achieved rotational position with the joining area 29 in the joining axis F according to 9 the stamp goes 4 back down towards S1, with the coil spring 17 again at the downholder 5 touches, so that the effective direction S1 in the sum of the spring forces F1 and F3 is greater than the spring force F2 of the coil spring 18 on the die holder 9 , bringing the die-down device 9 with the workpiece 19 Dodge so far down until the bottom of the rivet shaft 26 at the functional area 29 of the mold bottom 10a the matrix 10 seated. With the further driven moving of the stamp 4 towards S1 presses the stamp 4 with its stamping force on the punched rivet 8th , Between the stamp face 4a and the functional area 29 Will the bottom of the sheet 19b protruding part of the rivet shaft 26 squeezed or pressed flat, bringing one to the remaining rivet shank 26 radially spreading bead 22 arises. This will make the two Belche 19a and 19b between the rivet head 25 and the bead 22 at the bottom of the rivet shaft 26 firmly connected to each other (s. 10 ).

Nach erfolgter Stanzstauchnietung an der Fügestelle FS der beiden Bleche 19a und 19b mit dem Stanzstauchniet 8 wird die Stempeleinheit 2 und der Stempel 4 in Richtung S2 bewegt bzw. die Matrizeneinheit 3 vom Werkstück 19 nach unten wegbewegt. After punching riveting at the joint FS of the two sheets 19a and 19b with the punched rivet 8th becomes the stamp unit 2 and the stamp 4 moved in the direction S2 or the Matrizeneinheit 3 from the workpiece 19 moved away down.

Der Stempel ist so weit zurückgefahren, dass ein nächster Stanzstauchniet über den Zuführkanal 7 herantransportiert und vor die Stempelstirnseite 4a vorgelegt werden kann. The punch has moved back so far that a next punched rivet has passed through the feed channel 7 transported and in front of the stamp face 4a can be submitted.

Die Schraubenfeder 18 drängt den oberseitig wieder unbelasteten Matrizen-Niederhalter 9 nach oben, so dass die Stirnseite 9a über den Matrizenboden 10a der Matrize 10 mit dem Überstand a übersteht. Das Werkzeug 1 befindet sich wieder in der Grundstellung gemäß 1. The coil spring 18 urges the top of the stencil unloader again unloaded 9 upwards, leaving the front side 9a over the matrix floor 10a the matrix 10 with the supernatant a survives. The tool 1 is back in the basic position according to 1 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Stanzstauchniet-Werkzeug Stanzstauchniet tool
22: Stempeleinheit stamp unit
33: Matrizeneinheit die unit
44: Stempel stamp
4a 4a: Stempelstirnseite Punch face side
55: Niederhalter Stripper plate
5a 5a: Hülsenteil sleeve part
5b 5b: Durchgangsöffnung Through opening
5c 5c: Stirnseite front
66: Zuführanordnung feeder
77: Zuführkanal feed
88th: Stanzstauchniet Stanzstauchniet
99: Matrizen-Niederhalter Template-down device
9a 9a: Stirnseite front
10 10: Matrize die
10a10a: Matrizenboden die bottom
11 11: Funktionsbereich functional area
12 12: Öffnung opening
13 13: Butzenabführkanal Butzenabführkanal
14 14: Überstand Got over
15 15: Unterseite bottom
16 16: Schraubenfeder coil spring
17 17: Schraubenfeder coil spring
18 18: Schraubenfeder coil spring
19 19: Werkstück workpiece
19a19a: Blech sheet
19b19b: Blech sheet
20 20: Anlagefläche contact surface
21 21: Bund Federation
22 22: Wulst bead
23 23: Stanzbutzen slug
24 24: Stanzbutzen slug
25 25: Nietkopf rivet head
26 26: Nietschaft rivet
27 27: Stanzloch punch hole
28 28: Auslassöffnung outlet
29 29: Funktionsbereich functional area

Claims

Contraption ( 1 ) for setting a joining element ( 8th ) on a workpiece ( 19 ) or for inserting the workpiece, comprising a stamp unit ( 2 ) and an opposing die unit ( 3 ), between which with the device ( 1 ) machinable workpiece ( 19 ) is clamped, wherein the stamp unit ( 2 ) a movable along a joining direction stamp ( 4 ) and one on the workpiece ( 19 ) Press-down hold-downs ( 5 ), and wherein the die unit ( 3 ) Investment funds ( 9 ) for contact with the workpiece ( 19 ) and a die section ( 10 ) with a functional area ( 11 . 29 ), in the joining direction relative to the punch ( 4 ) at the die section ( 10 ) for interaction with the stamp ( 4 ), characterized in that in a disengaged position of the die unit ( 3 ) the investment funds ( 9 ) towards the stamp unit ( 2 ) over the die section ( 10 ) and in a lowered position of the matrix unit ( 3 ), in which a workpiece ( 19 ) on the punch side of the hold-down ( 5 ) can be acted upon, a side of the workpiece on the die side of the plant means ( 9 ) and at the die section ( 10 ) is supportable, wherein in the lowered position of the matrix unit ( 3 ) the die section ( 10 ) is rotatable.

Device according to the preamble of claim 1, in particular according to claim 1, characterized in that in a disengaged position of the die unit ( 3 ) the investment funds ( 9 ) towards the stamp unit ( 2 ) over the die section ( 10 ) and in a lowered position of the matrix unit ( 3 ), in which a workpiece ( 19 ) on the punch side of the hold-down ( 5 ) can be acted upon, a side of the workpiece on the die side of the plant means ( 9 ) and at the die section ( 10 ) is supportable, wherein the stamp unit ( 2 ) and the matrix unit ( 3 ) are coordinated so that a clamping action on a between the hold-down ( 5 ) and the matrix unit ( 3 ) positionable workpiece ( 19 ) is maintained when the die unit ( 3 ) passes from the lowered position into the disengaged position, wherein a in the lowered position of the die unit ( 3 ) Provided support contact between the workpiece ( 19 ) and the die section ( 10 ) can be canceled.

Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the clamping effect can be set to a clamping compound, wherein the clamping assembly is a multilayer workpiece ( 19 ) with one on the multilayer workpiece ( 19 ) existing joining element, in particular a rivet element ( 8th ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Die section ( 10 ) between sections of the investment means ( 9 ) is available.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hold-down device ( 5 ) movable on the stamp ( 4 ), wherein adjusting means between the stamp ( 4 ) and the hold-down ( 5 ) are present such that one with the hold-down ( 5 ) on the workpiece ( 19 ) applyable pressing force of the relative position between the stamp ( 4 ) and the hold-down ( 5 ) is dependent.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the abutment means ( 9 ) and the die section ( 10 ) are movable in a first direction relative to each other.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that first spring means ( 16 ) and second spring means ( 17 ) between the stamp ( 4 ) and the hold-down ( 5 ) are effective.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first spring means ( 16 ) over a whole or at least almost the entire path of movement of the stamp ( 4 ) relative to the hold-down ( 5 ) are effective.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second spring means ( 17 ) over a partial path of an entire possible path of movement of the punch ( 4 ) relative to the hold-down ( 5 ) are effective.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the with the second spring means ( 17 ) are greater than the spring forces, which with the first spring means ( 16 ) are available.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the attachment means ( 9 ) and the die section ( 10 ) Actuating means, preferably third spring means ( 18 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the abutment means ( 9 ) and the die section ( 10 ) so that they can be moved relative to one another by adjusting means such that one on the die section ( 10 ) existing functional area ( 11 . 29 ) of the matrix unit ( 3 ) can be moved away from the area of the joining axis.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the die section ( 10 ) rotatable on the die unit ( 3 ) is available.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the die section ( 10 ) rotatable in different predetermined functional positions relative to the investment means ( 9 ) can be brought.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the die section ( 10 ) a channel ( 13 ) for discharging a material section ( 23 . 24 ) through the interior of the die section ( 10 ) having.

Method for setting a joining element ( 8th ) on a workpiece ( 19 ) or for inserting the workpiece with a device according to one of the preceding claims.