DE102016200533A1

DE102016200533A1 - Punch rivet for joining a first joining partner with a second joining partner by means of a riveted joint

Info

Publication number: DE102016200533A1
Application number: DE102016200533.2A
Authority: DE
Inventors: Reiner Nico Behrendt; Erk Wiese; Ruben Eichleiter; Arash Shaghaghi
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2017-07-20

Abstract

Um Korrosion zu vermeiden wird vorgeschlagen, einen Stanzniet mit einer expandierbaren Beschichtung zu versehen.To avoid corrosion, it is proposed to provide a punch rivet with an expandable coating.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stanzniet zum Fügen eines ersten Fügepartners mit einem zweiten Fügepartner mittels einer Nietverbindung nach Anspruch 1. Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 7 zum Herstellen eines Stanznietes sowie ein Verfahren nach Anspruch 10 zum Fügen eines ersten Fügepartners mit einem zweiten Fügepartner mittels einer Nietverbindung.The invention relates to a punch rivet for joining a first joining partner with a second joining partner by means of a rivet connection according to claim 1. Further, the invention comprises a method according to claim 7 for producing a punch rivet and a method according to claim 10 for joining a first joining partner with a second joining partner means a riveted joint.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, das Fügen von Fügepartnern aus faserverstärkten Kunststoff, insbesondere Glasfaser- bzw. Kohlefaser-Composites, miteinander bzw. das Fügen eines solchen ersten Fügepartners mit einem zweiten metallischen Fügepartner, vor allem umfassend Aluminium, durch Stanzniete zu ermöglichen. Insbesondere sogenannte Halbhohlstanzniete kommen hierbei zum Einsatz. It is known to allow the joining of joining partners made of fiber-reinforced plastic, in particular glass fiber or carbon fiber composites, or the joining of such a first joining partner with a second metal joining partner, especially comprising aluminum, by punch rivets. In particular, so-called semi-hollow punch rivets are used here.

Probleme ergeben sich allerdings, sobald die zu verfügenden Partner unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und sich somit bei Erwärmung und/oder Abkühlung unterschiedlich verhalten. Eine teilweise Lösung der Probleme ergibt sich beim Vorsehen eines als Hohlraum ausgebildeten Toleranzbereiches, der eine thermisch bedingte Ausdehnung oder Schrumpfung mindestens einer der Fügepartner oder eine thermisch bedingte Bewegung mindestens einer der Fügepartner erlaubt. Allerdings bringt diese Vorgehensweise den Nachteil einer besonders hohen Korrosionsanfälligkeit mit sich. Zum einen stellt ein derartiger als Hohlraum ausgebildeter Toleranzbereich einen Spalt dar, der anfällig für Spaltkorrosion ist. Zum anderen kann in dem Toleranzbereich an durch den Stanzprozess „freigelegten“ Fasern des Fügepartners aus faserverstärktem Kunststoff, bspw. an Kohlefasern, elektrochemische Korrosion auftreten, da diese mit dem Stanzniet und metallischen Fügepartner elektrisch kontaktiert sind.Problems arise, however, as soon as the partners to be provided have different thermal expansion coefficients and thus behave differently when heated and / or cooled. A partial solution of the problems results from the provision of a tolerance range designed as a cavity, which permits a thermally induced expansion or shrinkage of at least one of the joining partners or a thermally induced movement of at least one of the joining partners. However, this procedure has the disadvantage of a particularly high susceptibility to corrosion. On the one hand, such a tolerance range formed as a cavity represents a gap that is susceptible to crevice corrosion. On the other hand, electrochemical corrosion can occur in the tolerance range on fibers of the joining partner of fiber-reinforced plastic "exposed" by the punching process, for example on carbon fibers, since these are electrically contacted with the punch rivet and metallic joining partner.

Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, VorteileDESCRIPTION OF THE INVENTION: Problem, Solution, Advantages

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stanzniet zum Fügen eines ersten Fügepartners mit einem zweiten Fügepartner mittels einer Nietverbindung derart weiterzuentwickeln, dass einerseits Fügepartner mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten optimal gefügt werden können, jedoch andererseits das Auftreten von Korrosion auf ein Minimum reduziert wird. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Stanznietes sowie ein verbessertes Verfahren zum Fügen eines ersten Fügepartners mit einem zweiten Fügepartner mittels einer Nietverbindung zur Verfügung zu stellen. The object of the present invention is to develop a punch rivet for joining a first joining partner with a second joining partner by means of a riveted joint in such a way that joining partners with different coefficients of thermal expansion can optimally be joined, but on the other hand the occurrence of corrosion is reduced to a minimum. A further object of the present invention is to provide an improved method for producing a punch rivet and an improved method for joining a first joining partner with a second joining partner by means of a riveted joint.

Erfindungsgemäß wird hierfür ein Stanzniet zum Fügen eines ersten Fügepartners mit einem zweiten Fügepartner mittels einer Nietverbindung vorgeschlagen, wobei der Stanzniet einen Schaft mit einer Oberfläche aufweist. Dabei weist zumindest ein Teil der Oberfläche des Schaftes eine Beschichtung auf, die expandierbar, insbesondere irreversibel expandierbar, ausgebildet ist.According to the invention, a punch rivet is proposed for joining a first joining partner to a second joining partner by means of a riveted joint, wherein the punch rivet has a shank with a surface. In this case, at least part of the surface of the shaft has a coating which is expandable, in particular irreversibly expandable.

Bevorzugterweise weisen die Fügepartner unterschiedliche Materialien auf. Insbesondere bestehen die Fügepartner aus unterschiedlichen Materialen. Vorteilhafterweise weist der erste Fügepartner faserverstärkten Kunststoff, insbesondere Glasfaser- oder Kohlefaser-verstärkten Kunststoff, auf oder besteht daraus. Der zweite Fügepartner ist vorteilhafterweise aus Metall, insbesondere Aluminium, gebildet, wobei es sich bei diesem vor allem um ein Metallblech handelt. The joining partners preferably have different materials. In particular, the joining partners consist of different materials. Advantageously, the first joining partner fiber-reinforced plastic, in particular glass fiber or carbon fiber reinforced plastic, or consists thereof. The second joining partner is advantageously formed of metal, in particular aluminum, wherein this is mainly a metal sheet.

Eine Nietverbindung ist eine durch Stanzniete hergestellte, formschlüssige Verbindung zwischen Fügepartnern. Unter einem Stanzniet ist ein zylindrisches Verbindungselement zu verstehen, das vor allem verformbar ist. Bei dem Stanzniet handelt es sich vor allem um einen Halbhohlstanzniet. Ein Halbhohlstanzniet weist ein einseitiges offenes Ende und einen Innenraum im Inneren des Schaftes auf, wobei die Festigkeit der Verbindung vor allem durch die Hinterschnittbildung am Halbhohlstanzniet zustande kommt.A riveted joint is a form-fitting connection between joining partners produced by punch rivets. Under a punch rivet is to be understood a cylindrical connecting element, which is deformable above all. The punch rivet is above all a semi-hollow punch rivet. A Halbhohlstanzniet has a one-sided open end and an inner space in the interior of the shaft, wherein the strength of the compound is mainly due to the undercut on Halblohlstanzniet comes about.

Der Stanzniet weist einen Schaft mit einem ersten und einem zweiten Schaftbereich auf. Der erste Schaftbereich ist am Kopf des Stanznietes angeordnet. Der Schaft des Stanznietes weist eine zylindrische Form auf. Insbesondere ist der Zylinder als Hohlzylinder ausgebildet. Im ersten Schaftbereich weist der Zylinder einen konstanten Durchmesser auf, während sich der Durchmesser des Zylinders im zweiten Schaftbereich kontinuierlich vergrößert. The punch rivet has a shank with a first and a second shank region. The first shaft region is arranged at the head of the punch rivet. The shank of the punch rivet has a cylindrical shape. In particular, the cylinder is designed as a hollow cylinder. In the first shaft region, the cylinder has a constant diameter, while the diameter of the cylinder increases continuously in the second shaft region.

Der erste Schaftbereich erstreckt sich über mindestens 15 %, bevorzugterweise mindestens 25 %, insbesondere mindestens 30 % der Länge des Schaftes. Im ersten Schaftbereich weist die Oberfläche des Schaftes die Form der Mantelfläche eines Zylinders mit einem konstanten Durchmesser auf. In einem sich an den ersten Schaftbereich anschließenden zweiten Schaftbereich am freien Ende des Schaftes verbreitert sich der Durchmesser des Schaftes zunehmend. The first shaft region extends over at least 15%, preferably at least 25%, in particular at least 30% of the length of the shaft. In the first shaft region, the surface of the shaft has the shape of the lateral surface of a cylinder with a constant diameter. In a second shaft region adjoining the first shaft region at the free end of the shaft, the diameter of the shaft widens progressively.

Eine expandierbare Beschichtung ist dazu ausgebildet, sich insbesondere bei Erwärmung auszudehnen. Die Beschichtung weist eine Dicke vor Expansion in Radialrichtung des Schaftes auf. Die Schicht ist insbesondere dazu ausgebildet durch Expansion eine Dicke einzunehmen, die bevorzugterweise mindestens das 1,25-Fache, ferner bevorzugt mindestens das 1,5-Fache, besonders bevorzugt mindestens 2,0-Fache der Dicke vor Expansion beträgt. Vorteilhafterweise bleibt die Beschichtung bei Abkühlung im Wesentlichen expandiert. Das heißt, dass die Dicke nach Expansion trotz Abkühlung nur unwesentlich, bevorzugterweise gar nicht, zurückgeht. Somit ist die Beschichtung irreversibel expandierbar ausgebildet. An expandable coating is designed to expand, in particular when heated. The coating has a thickness before expansion in the radial direction of the shaft. The layer is particularly adapted to assume a thickness by expansion, preferably at least 1.25 times, further preferably at least 1.5 times, more preferably at least 2.0 times the thickness before expansion. Advantageously, the coating remains substantially expanded upon cooling. This means that the thickness decreases after expansion despite cooling only insignificantly, preferably not at all. Thus, the coating is formed irreversibly expandable.

Insbesondere Metalle, vor allem Leichtmetalle wie Aluminium, und faserverstärkte Kunststoffe haben eine stark unterschiedliche Wärmeausdehnungscharakteristik. Dabei dehnt sich ein metallischer Fügepartner besonders stark aus und sorgt durch die Verbindung mit einem aus faserverstärktem Kunststoff gebildeten Fügepartner für eine Bewegung dieses Partners. Durch die Vorsehung einer Beschichtung, die expandierbar ist, lassen sich Hohlräume, insbesondere beim Setzen der Stanzniete vorsehen, die eine thermisch bedingte Ausdehnung oder Bewegung, insbesondere Schrumpfung, der Fügepartner zulassen, die aber gleichzeitig durch die expandierbare Beschichtung derart ausgefüllt werden, dass Korrosion, insbesondere Spaltkorrosion und elektrochemische Korrosion, möglichst reduziert wird. In particular, metals, especially light metals such as aluminum, and fiber-reinforced plastics have a very different thermal expansion characteristics. In this case, a metallic joining partner expands particularly strong and ensures by the connection with a joining partner formed of fiber-reinforced plastic for a movement of this partner. By providing a coating which is expandable, cavities can be provided, in particular when setting the punch rivets, which permit thermally induced expansion or movement, in particular shrinkage, of the joining partners, but which at the same time are filled by the expandable coating such that corrosion, in particular crevice corrosion and electrochemical corrosion, as possible reduced.

Die Beschichtung weist bevorzugterweise ein Matrixpolymer auf. Bei dem Matrixpolymer handelt es sich insbesondere um ein thermoplastisches, elastomeres oder duromeres Polymermatrix-System, insbesondere um Epoxid-Pulverlack. Weitere Beispiele sind Polyurethane, Epoxid-Polyurethan-Hybride, Polyesterimide, ungesättigte Polyester, Polyacrylate oder Silikone.The coating preferably has a matrix polymer. The matrix polymer is in particular a thermoplastic, elastomeric or duromeric polymer matrix system, in particular epoxy powder coating. Further examples are polyurethanes, epoxy-polyurethane hybrids, polyesterimides, unsaturated polyesters, polyacrylates or silicones.

Ferner umfasst die Beschichtung expandierbare Partikel, die der Beschichtung ihre expandierbare Eigenschaft verleihen. Die expandierbaren Partikel werden bevorzugterweise durch expandierbare Mikrosphären, die man insbesondere als expandierbare Mikrokügelchen bzw. Mikrohohlkügelchen verstehen kann, gebildet. Dabei umfassen die Hohlkügelchen mindestens ein Treibmittel, das diesen ihre expandierende Eigenschaft verleiht. Furthermore, the coating comprises expandable particles which give the coating its expandable property. The expandable particles are preferably formed by expandable microspheres, which can be understood in particular as expandable microspheres or hollow microspheres. In this case, the hollow beads comprise at least one blowing agent, which gives them their expanding property.

Vorteilhafterweise ist die Beschichtung mittels einer, insbesondere elektrostatischen, Pulverbeschichtung aufgetragen.Advantageously, the coating is applied by means of a, in particular electrostatic, powder coating.

In einer bevorzugten Weiterbildung beträgt der Teil der Oberfläche des Stanznietes, der die Beschichtung aufweist, mindestens 70 %, ferner bevorzugt mindestens 85 % der Oberfläche des ersten Schaftbereichs. Am meisten bevorzugt ist die Beschichtung auf der gesamten Oberfläche des ersten Schaftbereichs aufgetragen. Ferner kann die Beschichtung auch auf einem Teil der Oberfläche des zweiten Schaftbereichs aufgetragen sein. In einer weiteren Alternative kann sich die Beschichtung über die gesamte Oberfläche des Schaftes und/oder des Kopfes des Stanznietes erstrecken. In a preferred development, the part of the surface of the punch rivet which has the coating is at least 70%, furthermore preferably at least 85%, of the surface of the first shaft region. Most preferably, the coating is applied over the entire surface of the first shank region. Furthermore, the coating can also be applied to a part of the surface of the second shank region. In a further alternative, the coating may extend over the entire surface of the shank and / or the head of the punch rivet.

Der Schaft weist ein erstes, am Kopf des Stanznietes angeordnetes Ende und ein zweites freies Ende auf. Insbesondere ist der die Beschichtung aufweisende Teil der Oberfläche ein zusammenhängender Bereich, der sich insbesondere durchgängig um die Umfangsrichtung des Schaftes erstreckt und der ferner bevorzugt im Wesentlichen eine konstante Länge entlang der Längsrichtung des Schaftes aufweist. Die Länge beträgt bevorzugterweise mehr als 30 % und weniger als 50 % der Länge des Schaftes. Der Teil der Oberfläche ist vorteilhafterweise an dem ersten Ende des Schaftes angeordnet, das sich am Kopf des Stanznietes befindet. Die Beschichtung erstreckt sich somit insbesondere ringförmig in Umfangsrichtung um den Schaft des Stanznietes.The shaft has a first end located at the head of the punch rivet and a second free end. In particular, the part of the surface having the coating is a continuous region, which in particular extends continuously around the circumferential direction of the shank and which furthermore preferably has a substantially constant length along the longitudinal direction of the shank. The length is preferably more than 30% and less than 50% of the length of the shaft. The part of the surface is advantageously arranged at the first end of the shaft, which is located at the head of the punch rivet. The coating thus extends in particular annularly in the circumferential direction around the shaft of the punch rivet.

Vorteilhafterweise ist die Beschichtung dazu ausgebildet, einen Toleranzbereich zur Ermöglichung einer thermisch bedingten Ausdehnung bzw. Schrumpfung mindestens eines der Fügepartner und/oder Bewegung mindestens eines der Fügepartner durch Expansion im Wesentlichen auszufüllen, wobei der Toleranzbereich zwischen mindestens einem Teil der Oberfläche des Schaftes des Stanznietes und dem ersten Fügepartner angeordnet ist. Der Toleranzbereich kann ebenfalls zwischen der gesamten Oberfläche des ersten Schaftbereichs und dem ersten Fügepartner ausgebildet sein. Unter einer thermisch bedingten Bewegung kann sowohl eine durch Erwärmung oder Abkühlung resultierende Bewegung verstanden werden. Dabei bewegt sich insbesondere der erste Fügepartner durch die Verbindung mit dem zweiten Fügepartner infolge einer Ausdehnung oder Schwindung bzw. Schrumpfung des zweiten Fügepartners. Advantageously, the coating is designed to substantially fill a tolerance range for enabling a thermally induced expansion or shrinkage of at least one of the joining partners and / or movement of at least one of the joining partners by expansion, wherein the tolerance range between at least a part of the surface of the shank of the punch rivet and the first joining partner is arranged. The tolerance range can likewise be formed between the entire surface of the first shank region and the first joining partner. Thermally induced movement can be understood to mean either a movement resulting from heating or cooling. In this case, in particular, the first joining partner moves through the connection with the second joining partner as a result of expansion or shrinkage or shrinkage of the second joining partner.

Der Toleranzbereich ist vor allem als Hohlraum oder als sogenannter Spaltbereich ausgebildet und weist eine ringförmige Gestalt um den Schaft des Stanznietes auf. Die Breite des Toleranzbereichs ist in Umfangsrichtung insbesondere konstant und liegt vor allem zwischen 0,3 mm und 0,7 mm, ferner bevorzugt 0,4 mm und 0,6 mm, am meisten bevorzugt ungefähr 0,5 mm. Der Toleranzbereich ist in Höhe des ersten Schaftbereiches angeordnet. Die Länge des Toleranzbereiches in Längsrichtung des Stanznietes ist im Wesentlichen gleich groß wie die Länge des Bereichs des Stanznietes, der die expandierbare Beschichtung aufweist.The tolerance range is designed above all as a cavity or as a so-called gap region and has an annular shape around the shaft of the punch rivet. The width of the tolerance range is particularly constant in the circumferential direction and is above all between 0.3 mm and 0.7 mm, further preferably 0.4 mm and 0.6 mm, most preferably approximately 0.5 mm. The tolerance range is arranged at the height of the first shaft region. The length of the tolerance region in the longitudinal direction of the punch rivet is substantially the same as the length of the region of the punch rivet which has the expandable coating.

Die Beschichtung dient demnach durch ihre Expansion dazu, Korrosion zu vermeiden. Die Beschichtung ist dazu ausgebildet, durch Expansion in den Toleranzbereich vorzudringen. Die Beschichtung ist dazu geeignet, den Toleranzbereich auszufüllen und somit zum einen Spaltkorrosion entgegen zu wirken. Zum anderen umhüllt die Beschichtung durch Expansion die durch den Stanzprozess „freigelegten“ Fasern, insbesondere Kohlefasern, des ersten Fügepartners, sodass an diesen keine elektrochemische Korrosion auftreten kann. The coating thus serves by their expansion to prevent corrosion. The coating is designed to penetrate into the tolerance range by expansion. The coating is suitable for filling in the tolerance range and thus counteracting crevice corrosion. On the other hand, the coating envelops Expansion the "uncovered" by the punching process fibers, especially carbon fibers, the first joining partner, so that no electrochemical corrosion can occur at this.

Durch die thermisch bedingte Bewegung eines der Fügepartner aufgrund von Erwärmung oder Abkühlung kann sich die Gestalt des zuvor regelmäßig ausgebildeten Toleranzbereichs verändern. Die expandierbare Beschichtung ist insbesondere dazu ausgebildet, innerhalb des Toleranzbereiches verschoben und/oder komprimiert zu werden. So kann die Beschichtung im Toleranzbereich, insbesondere durch eine Bewegung eines der Fügepartner um den Schaft herum verdrängt werden, und zwar von Stellen, an denen der Toleranzbereich durch eine Bewegung eines der Fügepartner kleiner wird, an die Stellen, an denen der Toleranzbereich am größten ist. Dabei ist die Beschichtung derart ausgebildet, dass sie sich nach ihrer Expansion trotz einer Veränderung der Gestalt des Toleranzbereiches derart innerhalb des Toleranzbereiches verschieben lässt, dass der Toleranzbereich stets ausgefüllt bleibt und somit vor Spalt- und elektrochemischer Korrosion geschützt ist. Die Beschichtung ist daher dazu ausgebildet, den Toleranzbereich auch nach Abkühlung weiterhin vollständig auszufüllen.Due to the thermally induced movement of one of the joining partners due to heating or cooling, the shape of the previously regularly formed tolerance range can change. The expandable coating is in particular designed to be displaced and / or compressed within the tolerance range. Thus, the coating can be displaced in the tolerance range, in particular by a movement of one of the joining partners around the shaft, namely from points at which the tolerance range is reduced by a movement of one of the joining partners, to the points where the tolerance range is greatest , In this case, the coating is designed such that, after its expansion, despite a change in the shape of the tolerance range, it can be displaced within the tolerance range in such a way that the tolerance range always remains filled and is therefore protected against fission and electrochemical corrosion. The coating is therefore designed to continue to completely fill the tolerance range even after cooling.

Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Stanznietes, insbesondere eines oben beschriebenen Stanznietes, wobei das Verfahren das Herstellen eines Stanznietes umfassend einen Schaft mit einer Oberfläche umfasst. Daran anschließend wird eine expandierbare Beschichtung auf zumindest einen Teil der Oberfläche des Schaftes des Stanznietes aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt vor allem mittels einer, insbesondere elektrostatischen, Pulverbeschichtung. Nach dem Aufbringen der Beschichtung wird diese vorteilhafterweise eingeschmolzen. Dies erfolgt durch eine Erwärmung auf eine Temperatur von 80 °C bis 120 °C, ferner bevorzugt 90 °C bis 110 °C, insbesondere bevorzugt circa 100 °C.In a further aspect, the invention relates to a method for producing a punch rivet, in particular a punch rivet described above, the method comprising producing a punch rivet comprising a shank with a surface. Subsequently, an expandable coating is applied to at least a part of the surface of the shank of the punch rivet. The application is carried out mainly by means of a, in particular electrostatic, powder coating. After the application of the coating, this is advantageously melted down. This is done by heating to a temperature of 80 ° C to 120 ° C, further preferably 90 ° C to 110 ° C, particularly preferably about 100 ° C.

Weiterhin ist es vorteilhaft das auszuhärtende Matrixpolymer der Beschichtung mit den expandierbaren Mikrosphären zu mischen und anschließend auf den zu beschichtenden Teil des Schafts des Stanzniets aufzutragen und derart vorzuhärten, dass ein Wegfließen der auszuhärtenden Beschichtung vermieden wird. Eine weitere Alternative besteht darin, die Beschichtung in expandierbare Mikrosphären umfassender sowie vorgehärteter Form aufzubringen. Beispiele wären mindestens eine vorgehärteten Polymerfolie oder mindestens eine vorgehärtete Ringstruktur.Furthermore, it is advantageous to mix the matrix polymer to be cured of the coating with the expandable microspheres and then to apply it to the part of the shaft of the punch rivet to be coated and to pre-cure such that flow away of the coating to be cured is avoided. Another alternative is to apply the coating in expandable microspheres of comprehensive and precured form. Examples would be at least one precured polymer film or at least one precured ring structure.

Das Verfahren umfasst ferner die Herstellung der Beschichtung zum Aufbringen auf zumindest einen Teil der Oberfläche des Stanznietes. Es wird ein Matrixpolymer, bevorzugterweise Epoxid-Pulverlack, sowie expandierbare Partikel, insbesondere expandierbare Mikrosphären, bereitgestellt und miteinander gemischt. Anschließend werden das Matrixpolymer und die Partikel gebondet zur Bildung der expandierbaren Beschichtung. Das Bonden erfolgt bevorzugterweise bei einer Temperatur zwischen 40 °C und 80 °C, ferner bevorzugt zwischen 50 °C bis 70 °C, insbesondere bevorzugt bei circa 60 °C. Als Resultat des Bondens werden Matrixpolymerteilchen, die mit expandierbaren Partikeln veredelt sind, insbesondere mit expandierbaren Mikrosphären veredelte Epoxid-Pulverlackteilchen, erhalten, die die expandierbare Beschichtung darstellen. The method further includes forming the coating for application to at least a portion of the surface of the punch rivet. A matrix polymer, preferably epoxy powder coating, and expandable particles, in particular expandable microspheres, are provided and mixed with one another. Subsequently, the matrix polymer and the particles are bonded to form the expandable coating. The bonding is preferably carried out at a temperature between 40 ° C and 80 ° C, further preferably between 50 ° C to 70 ° C, particularly preferably at about 60 ° C. As a result of the bonding, matrix polymer particles refined with expandable particles, in particular epoxy powder coating particles finished with expandable microspheres, which constitute the expandable coating, are obtained.

In einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Fügen eines ersten Fügepartners mit einem zweiten Fügepartner mittels einer Nietverbindung. In a further aspect, the invention comprises a method for joining a first joining partner with a second joining partner by means of a riveted joint.

Das Verfahren umfasst den Schritt des Einbringens mindestens eines Stanznietes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in den ersten und den zweiten Fügepartner, und zwar derart, dass zwischen zumindest einem Teil der Oberfläche des Schaftes des Stanznietes und dem ersten Fügepartner ein Toleranzbereich zur Ermöglichung einer thermisch bedingten Ausdehnung mindestens eines der Fügepartner und/oder Bewegung eines der Fügepartner entsteht. Zuvor werden die Fügepartner flächig aufeinander gelegt. Insbesondere werden mehrere Stanzniete in die zu verbindenden Fügepartner an Fügestellen eingetrieben, wobei die Fügestellen vor allem nicht vorgelocht ausgebildet sind. Insbesondere durchstanzt der Stanzniet den ersten Fügepartner und spreizt sich im zweiten Fügepartner auf, ohne diesen zu durchbrechen.The method comprises the step of inserting at least one punch rivet according to one of claims 1 to 6 into the first and the second joining partner in such a way that between at least a part of the surface of the shank of the punch rivet and the first joining partner a tolerance range for enabling a thermal conditional expansion of at least one of the joining partners and / or movement of one of the joining partners arises. Beforehand, the joining partners are laid flat on top of each other. In particular, several punch rivets are driven into joints to be joined at joints, the joints are not formed vorgelocht above all. In particular, the punch rivet pierces the first joining partner and spreads in the second joining partner without breaking it.

Als nächster Schritt folgt eine Expansion der expandierbaren Beschichtung durch Erwärmung und Ausfüllen des Toleranzbereichs durch die Beschichtung. Bevorzugterweise werden die miteinander durch Stanzniete verbundenen Fügepartner einer kathodischen Tauchlackierung unterzogen, wobei im KTL-Trockner Temperaturen von ca. 190° C bis 210°C auftreten. Als Folge dehnt sich durch die hohe Temperatur der zweite, metallische Fügepartner aufgrund seines hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten stärker aus als der faserverstärkten Kunststoff aufweisende, erste Fügepartner. The next step is an expansion of the expandable coating by heating and filling the tolerance range by the coating. Preferably, the joining partners connected to one another by punch rivets are subjected to a cathodic dip coating, wherein temperatures of about 190 ° C. to 210 ° C. occur in the cathodic dip-bed dryer. As a result, due to its high coefficient of thermal expansion, the second, metallic joining partner expands more strongly than the fiber-reinforced plastic having first joining partners due to the high temperature.

Die Ausdehnung des zweiten Fügepartners führt zu einer Verschiebung des mit dem zweiten Fügepartner verbundenen ersten Fügepartners. Im Falle einer Abkühlung erfolgt ebenfalls eine Verschiebung des ersten Fügepartners in eine Richtung, die vor allem entgegensetzt der wärmebedingten Verschiebungsrichtung ausgebildet ist. Die Verschiebung ist unmittelbare Folge der thermisch bedingten Ausdehnung und/oder Abkühlung des zweiten Fügepartners und ist somit ebenfalls thermisch bedingt. Der Toleranzbereich dient zur Ermöglichung der Verschiebung des ersten Fügepartners. In anderen Worten puffert der Toleranzbereich die Bewegung ab. Der Toleranzbereich sorgt somit für eine Minimierung von Fügepartnerverzügen in Folge einer Erwärmung oder einer anschließenden Abkühlung der verfügten Fügepartner. Die Beschichtung expandiert in den Toleranzbereich, sodass sie den Toleranzbereich im Wesentlichen ausfüllt. Dadurch minimiert die expandierte Beschichtung eine Korrosion in diesem Bereich. Nach Verschiebung kann der Toleranzbereich ungleichmäßig in Umfangsrichtung ausgebildet sein. Er kann somit eine Breite in Umfangsrichtung aufweisen, die unregelmäßig ausgebildet ist.The expansion of the second joining partner leads to a shift of the first joining partner connected to the second joining partner. In the case of cooling, there is likewise a displacement of the first joining partner in one direction, which is designed above all contrary to the heat-related displacement direction. The shift is a direct consequence of the thermally induced expansion and / or cooling of the second joining partner and is therefore also thermally conditioned. The tolerance range serves to enable the displacement of the first joining partner. In other words, the tolerance range buffers the movement. The tolerance range thus ensures a minimization of joining partner distortions as a result of heating or a subsequent cooling of the joint partners. The coating expands into the tolerance range, so that it essentially fills the tolerance range. As a result, the expanded coating minimizes corrosion in this area. After shifting, the tolerance range may be unevenly formed in the circumferential direction. He may thus have a width in the circumferential direction, which is irregular.

Dadurch, dass sich die Beschichtung nach Expansion verschieben und/oder komprimieren lässt, wird eine erneute Bewegung des ersten Fügepartners trotz der den Toleranzbereich ausfüllenden Beschichtung weiterhin ermöglicht, sodass auch bei einer Abkühlung oder erneuten Erwärmung ein Verziehen der Fügepartner reduziert wird. Da die expandierbare Beschichtung derart ausgebildet ist, dass sie sich um den Schaft herumschieben lässt, füllt die Beschichtung auch in einem solchen Fall den Toleranzbereich aus und wirkt einer Korrosion entgegen. Due to the fact that the coating can be displaced and / or compressed after expansion, a renewed movement of the first joining partner is still possible despite the coating filling the tolerance range, so that warping of the joining partners is also reduced on cooling or renewed heating. Since the expandable coating is designed such that it can be pushed around the shaft, the coating also fills in the tolerance range in such a case and counteracts corrosion.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen schematisch:They show schematically:

1 eine seitliche Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stanzniet zum Fügen eines ersten Fügepartners mit einem zweiten Fügepartner mittels einer Nietverbindung; 1 a lateral plan view of a punch rivet according to the invention for joining a first joining partner with a second joining partner by means of a rivet connection;

2 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Stanznietes aus 1 nach Einbringen in einen ersten und einen zweiten Fügepartner; 2 a longitudinal section of the punch rivet according to the invention 1 after introduction into a first and a second joining partner;

3 eine Draufsicht von oben auf den erfindungsgemäßen Stanzniet entlang des Schnittes A-A aus 2 vor einer Erwärmung; 3 a top view of the punch rivet according to the invention along the section AA 2 before heating;

4 eine Draufsicht von oben auf den erfindungsgemäßen Stanzniet entlang des Schnittes A-A aus 2 nach einer Erwärmung; und 4 a top view of the punch rivet according to the invention along the section AA 2 after heating; and

5 eine Draufsicht von oben auf den erfindungsgemäßen Stanzniet entlang des Schnittes A-A aus 2 nach einer erneuten Abkühlung. 5 a top view of the punch rivet according to the invention along the section AA 2 after another cooling down.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Preferred embodiments of the invention

1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stanzniet (100) zum Fügen eines ersten Fügepartners (30) mit einem zweiten Fügepartner (31) mittels einer Nietverbindung. Der Stanzniet (100) ist als Halbhohlstanzniet (21) ausgebildet. Der Stanzniet (100) weist einen Kopf (10) und einen Schaft (11) auf. Der Schaft (11) hat ein erstes, am Kopf (10) des Stanznietes (100) angeordnetes Ende (11a) und ein zweites, freies Ende (11b) sowie eine Oberfläche (11c). Der zylinderförmige Schaft (11) lässt sich in einen ersten Schaftbereich (12) mit einem konstanten Durchmesser (14) und einen zweiten Schaftbereich (13) mit einem in Richtung des zweiten Endes (11b) des Schaftes (11) kontinuierlich zunehmenden Durchmesser aufteilen. Der Schaft (11) weist die Länge (15) auf. Der erste Schaftbereich (12) weist die Länge (15a) und der zweite Schaftbereich (13) die Länge (15b) auf, die zusammen die Länge (15) des Schaftes (11) ergeben. 1 shows a plan view of a punch rivet according to the invention ( 100 ) for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a riveted joint. The punch rivet ( 100 ) is a semi-hollow punch rivet ( 21 ) educated. The punch rivet ( 100 ) has a head ( 10 ) and a shaft ( 11 ) on. The shaft ( 11 ) has a first, on the head ( 10 ) of the punch rivet ( 100 ) arranged end ( 11a ) and a second, free end ( 11b ) as well as a surface ( 11c ). The cylindrical shaft ( 11 ) can be in a first shaft area ( 12 ) with a constant diameter ( 14 ) and a second shaft region ( 13 ) with one in the direction of the second end ( 11b ) of the shaft ( 11 ) divide continuously increasing diameter. The shaft ( 11 ) indicates the length ( 15 ) on. The first shaft area ( 12 ) indicates the length ( 15a ) and the second shaft region ( 13 ) the length ( 15b ), which together the length ( 15 ) of the shaft ( 11 ).

Der Stanzniet (100) weist eine expandierbare Beschichtung (16) auf. Die expandierbare Beschichtung (16) ist auf einem Teil der Oberfläche (11c) des Schaftes (11) aufgetragen. Die expandierbare Beschichtung (16) erstreckt sich in Umfangsrichtung (24) durchgängig um den Schaft (11). Die expandierbare Beschichtung (16) weist dabei eine Länge (17) in Längsrichtung (18) des Stanznietes (100) auf. Die Länge (17) der expandierbaren Beschichtung (16) ist größer als die Länge (15a) des ersten Schaftbereichs (12), jedoch kleiner als die Länge des gesamten Schaftes (11). The punch rivet ( 100 ) has an expandable coating ( 16 ) on. The expandable coating ( 16 ) is on a part of the surface ( 11c ) of the shaft ( 11 ) applied. The expandable coating ( 16 ) extends in the circumferential direction ( 24 ) continuously around the shaft ( 11 ). The expandable coating ( 16 ) has a length ( 17 ) longitudinal ( 18 ) of the punch rivet ( 100 ) on. The length ( 17 ) of the expandable coating ( 16 ) is greater than the length ( 15a ) of the first shaft region ( 12 ), but smaller than the length of the entire shaft ( 11 ).

In 2 ist ein Längsschnitt des erfindungsgemäßen Stanznietes (100) aus 1 nach Einbringen in einen ersten Fügepartner (30) und einen zweiten Fügepartner (31) dargestellt. In 2 is a longitudinal section of the punch rivet according to the invention ( 100 ) out 1 after insertion into a first joining partner ( 30 ) and a second joint partner ( 31 ).

Der Stanzniet (100) ist derart eingebracht, dass zwischen einem Teil der Oberfläche (15a) des ersten Schaftbereichs (12) des Schaftes (11) und dem ersten Fügepartner (30) ein Toleranzbereich (40) zur Ermöglichung einer thermisch bedingten Ausdehnung mindestens eines der Fügepartner (30, 31) und/oder Bewegung mindestens eines der Fügepartner ausgebildet ist. Der Toleranzbereich (40) erstreckt sich ringförmig um den Schaft (11) in Höhe des ersten Schaftbereiches (12). Die Länge des Toleranzbereiches (40) in Längsrichtung (18) des Stanznietes (100) ist im Wesentlichen gleich groß wie die Länge (17) des Bereichs des Stanznietes (100), der die Beschichtung (16) aufweist. Ferner weist der Toleranzbereich (40) eine Breite (19) auf. In Richtung der Enden des Toleranzbereichs (40) in Längsrichtung (18) des Stanznietes (100) nimmt die Breite des Toleranzbereiches (40) ab. The punch rivet ( 100 ) is inserted in such a way that between a part of the surface ( 15a ) of the first shaft region ( 12 ) of the shaft ( 11 ) and the first mating partner ( 30 ) a tolerance range ( 40 ) to allow a thermal expansion of at least one of the joining partners ( 30 . 31 ) and / or movement of at least one of the joining partners is formed. The tolerance range ( 40 ) extends annularly around the shaft ( 11 ) at the level of the first shaft region ( 12 ). The length of the tolerance range ( 40 ) longitudinal ( 18 ) of the punch rivet ( 100 ) is essentially the same size as the length ( 17 ) of the area of the punch rivet ( 100 ), the coating ( 16 ) having. Furthermore, the tolerance range ( 40 ) a width ( 19 ) on. Towards the ends of the tolerance range ( 40 ) longitudinal ( 18 ) of the punch rivet ( 100 ) takes the width of the tolerance range ( 40 ).

Der als Halbhohlstanzniet (21) ausgebildete Stanzniet (100) weist im Inneren des Schaftes (11) einen Innenraum (20) auf, der vor Einbringen in die Fügepartner als Hohlraum ausgebildet war. Nach Einbringen befinden sich Teile des ersten und des zweiten Fügepartners (30, 31) im Innenraum (20). Der Stanzniet (100) hat den ersten Fügepartner (30) durchstanzt und erstreckt sich aufgespreizt in den zweiten Fügepartner (31), durchbricht diesen allerdings nicht. Der erste Fügepartner (30) ist aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff (22) gebildet, während der zweite Fügepartner (31) aus Aluminium (23) besteht. The semi-hollow punch rivet ( 21 ) formed punch rivet ( 100 ) points inside the shaft ( 11 ) an interior ( 20 ), which was formed as a cavity before introduction into the joining partners. After insertion, parts of the first and the second joining partner ( 30 . 31 ) in the interior ( 20 ). The punch rivet ( 100 ) has the first mating partner ( 30 ) punched and spreads spreads in the second joint partner ( 31 ), but does not break it. The first joint partner ( 30 ) is made of carbon fiber reinforced plastic ( 22 ), while the second joining partner ( 31 ) made of aluminium ( 23 ) consists.

3 zeigt eine Draufsicht von oben auf den erfindungsgemäßen Stanzniet (100) entlang des Schnittes A-A aus 2 vor einer Erwärmung, sprich in einer Höhe, in der sich sowohl der Toleranzbereich (40) als auch die expandierbare Beschichtung (16) befindet. Durch den Schnitt entlang der Linie A-A zeigt die Draufsicht keinen Nietkopf. Die Breite der expandierbaren Beschichtung (16) ist in der 3 für anschauliche Zwecke überzogen im Vergleich zur 2 dargestellt. Man erkennt in 3, wie sich der Toleranzbereich (40) ringförmig mit einer konstanten Breite (19) entlang der Umfangsrichtung (24) des Schaftes (11) gleichmäßig um den Schaft (11) erstreckt. 3 shows a top view from above of the punch rivet according to the invention ( 100 ) along the section AA 2 before a warming, ie at a height in which both the tolerance range ( 40 ) as well as the expandable coating ( 16 ) is located. Due to the section along the line AA, the top view does not show a rivet head. The width of the expandable coating ( 16 ) is in the 3 for illustrative purposes in comparison to 2 shown. One recognizes in 3 how the tolerance range ( 40 ) annular with a constant width ( 19 ) along the circumferential direction ( 24 ) of the shaft ( 11 ) evenly around the shaft ( 11 ).

4 und 5 zeigen die gleiche Draufsicht von oben wie 3, allerdings zu anderen Zeitpunkten. Durch den Schnitt entlang der Linie A-A zeigt die Draufsicht keinen Nietkopf. Während 3 die Draufsicht vor einer Erwärmung zeigt, stellt 4 die Draufsicht nach einer Erwärmung, jedoch vor einer Abkühlung dar. In 5 ist die Draufsicht nach einer anschließenden Abkühlung gezeigt. 4 and 5 show the same top view as above 3 but at different times. Due to the section along the line AA, the top view does not show a rivet head. While 3 the top view before heating shows 4 the top view after heating, but before cooling. In 5 the plan view is shown after a subsequent cooling.

Die Erwärmung geht mit einer kathodischen Tauchlackierung einher. Genauer findet die Erwärmung in der Trocknungsphase des KTL-Prozesses statt. Die Trocknungsphase dient der Aushärtung des Lacks und weiterer in der Karosserie verwendeten Klebstoffe. In Folge der Erwärmung dehnt sich der zweite Fügepartner (31) aus Aluminium (22) aufgrund seines höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten stärker aus als der erste Fügepartner (30) aus faserverstärkten Kunststoff (23). Die Ausdehnung des zweiten Fügepartners (31) führt zu einer Verschiebung in einer ersten Verschiebungsrichtung (25) des mit dem zweiten Fügepartner (31) verbundenen ersten Fügepartners (30). Die Verschiebung des ersten Fügepartners (30) führt wiederum zu einer Veränderung der Gestalt des Toleranzbereiches (40). Die Verschiebung hat dazu geführt, dass der Schaft (11) nun in einem Bereich an dem ersten Fügepartner (30) anliegt, während er in einem gegenüberliegenden Bereich am weitesten vom ersten Fügepartner (30) entfernt ist. Die Breite des Toleranzbereiches (40) ist somit entlang der Umfangsrichtung (24) des Schaftes nicht mehr gleichmäßig.The heating is accompanied by a cathodic dip coating. More precisely, the heating takes place in the drying phase of the KTL process. The drying phase is used to cure the paint and other adhesives used in the body. As a result of the heating, the second joining partner expands ( 31 ) made of aluminium ( 22 ) due to its higher thermal expansion coefficient than the first joint partner ( 30 ) made of fiber-reinforced plastic ( 23 ). The extent of the second joining partner ( 31 ) leads to a shift in a first direction of displacement ( 25 ) of the second joint partner ( 31 ) first joining partner ( 30 ). The shift of the first joining partner ( 30 ) again leads to a change in the shape of the tolerance range ( 40 ). The shift has led to the shaft ( 11 ) now in an area at the first joint partner ( 30 ), while in an opposite area furthest from the first joining partner ( 30 ) is removed. The width of the tolerance range ( 40 ) is thus along the circumferential direction ( 24 ) of the shaft no longer evenly.

Die Beschichtung (16) hat sich aufgrund der Erwärmung in den Toleranzbereich (40) ausgedehnt und sich ferner durch die Bewegung des ersten Fügepartners (30) um den Schaft (11) herum bewegen lassen, sodass die Beschichtung (16) auch den unregelmäßig ausgebildeten Toleranzbereich (40) vollständig ausfüllt. Nach einer Abkühlung zieht sich die Beschichtung (16) nicht wieder zurück, sondern bleibt derart expandiert, dass sie den Toleranzbereich (40) weiterhin ausfüllt. Als Folge der Abkühlung verändert sich aufgrund einer erneuten Verschiebung des ersten Fügeteils (30) in die entgegensetzte Richtung der wärmebedingten ersten Verschiebungsrichtung (25), und zwar in Richtung einer zweiten Verschiebungsrichtung (50), erneut die Gestalt des Toleranzbereiches (40). Dennoch bleibt der Toleranzbereich (40) durch die Beschichtung (16) ausgefüllt. The coating ( 16 ) has risen within the tolerance range due to heating ( 40 ) and further by the movement of the first joining partner ( 30 ) around the shaft ( 11 ) so that the coating ( 16 ) also the irregularly formed tolerance range ( 40 ) completely. After cooling, the coating ( 16 ) does not return, but remains expanded in such a way that it 40 ) continues to fill. As a result of the cooling, a new displacement of the first joining part ( 30 ) in the opposite direction of the heat-related first displacement direction ( 25 ), in the direction of a second displacement direction ( 50 ), again the shape of the tolerance range ( 40 ). Nevertheless, the tolerance range ( 40 ) through the coating ( 16 ) completed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Stanzniet rivet
1010: Kopf head
1111: Schaft shaft
11a11a: erstes Ende des Schaftes first end of the shaft
11b11b: zweites Ende des Schaftes second end of the shaft
11c11c: Oberfläche des Schaftes Surface of the shaft
1212: Erster Schaftbereich First shaft area
1313: Zweiter Schaftbereich Second shaft area
1414: Durchmesser im ersten Schaftbereich Diameter in the first shaft area
1515: Länge des Schaftes Length of the shaft
15a15a: Länge des ersten Schaftbereiches Length of the first shaft area
15b15b: Länge des zweiten Schaftbereiches Length of the second shaft area
1616: Expandierbare Beschichtung Expandable coating
1717: Länge der Beschichtung Length of the coating
1818: Längsrichtung des Stanznietes Longitudinal direction of the punch rivet
1919: Breite der Beschichtung Width of the coating
2020: Innenraum inner space
2121: Halbholstanzniet Halbholstanzniet
2222: Aluminium aluminum
2323: Kohlenfaserverstärkter Kunststoff Carbon fiber reinforced plastic
2424: Umfangsrichtung des Schaftes Circumferential direction of the shaft
2525: erste Verschiebungsrichtung first shift direction
3030: erster Fügepartner first joint partner
3131: zweiter Fügepartner second joint partner
4040: Toleranzbereich tolerance
5050: zweite Verschiebungsrichtung second shift direction

Claims

Punch rivet ( 100 ) for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a riveted connection, wherein the punch rivet ( 100 ) a shaft ( 11 ) with a surface ( 15 ), wherein at least a part of the surface ( 15 ) of the shaft ( 11 ) a coating ( 16 ), characterized in that the coating ( 16 ) is expandable, in particular irreversibly expandable, is formed.

Punch rivet ( 100 ) for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a riveted joint according to claim 1, characterized in that the coating ( 16 ) a matrix polymer, in particular epoxy powder coating, and expandable particles, in particular expandable microspheres.

Punch rivet ( 100 ) for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a rivet connection according to one of the preceding claims, characterized in that the part of the surface ( 15 ) is a contiguous area, the contiguous area being continuous around the circumferential direction ( 24 ) of the shaft ( 11 ).

Punch rivet ( 100 ) for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a rivet connection according to one of the preceding claims, characterized in that the coating ( 16 ) is applied by a powder coating.

Punch rivet ( 100 ) for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a rivet connection according to one of the preceding claims, characterized in that the coating ( 16 ) is formed such that the coating ( 16 ) expands upon heating and preferably remains substantially expanded upon cooling.

Punch rivet ( 100 ) for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a rivet connection according to one of the preceding claims, characterized in that the coating ( 16 ) is adapted to a tolerance range ( 40 ) to allow a thermal expansion of at least one of the joining partners ( 30 . 31 ) and / or movement of at least one of the joining partners ( 30 . 31 ) substantially by expansion, the tolerance range ( 40 ) to allow a thermal expansion of at least one of the joining partners ( 30 . 31 ) and / or movement of at least one of the joining partners ( 30 . 31 ) between at least part of the surface ( 15 ) of the shaft ( 11 ) of the punch rivet ( 100 ) and the first mating partner ( 30 ) is arranged.

Method for producing a punch rivet ( 100 ), in particular according to one of claims 1 to 6, comprising the following steps: • producing a punched rivet ( 100 ) comprising a shaft, wherein the shaft ( 11 ) a surface ( 15 ), and applying an expandable coating ( 16 ) on at least part of the surface ( 15 ) of the shaft ( 11 ).

Method for producing a punch rivet ( 100 ) according to claim 7, wherein the expandable coating is applied in precured form on at least a part of the surface of the shaft.

Method for producing a punch rivet ( 100 ) according to one of claims 7 or 8, comprising the preparation of the coating ( 16 ) for application to at least part of the surface ( 15 ) of the shaft ( 11 ) of the punch rivet ( 100 The preparation comprises the following steps: Providing and mixing a matrix polymer with expandable particles, and Bonding the matrix polymer and the expandable particles to form the expandable coating. 16 ).

Method for joining a first joining partner ( 30 ) with a second joint partner ( 31 ) by means of a riveted joint comprising the following steps: • introducing at least one punched rivet ( 100 ) according to one of claims 1 to 6 in the first joining partner ( 30 ) and the second joint partner ( 31 ) in such a way that between at least a part of the surface ( 15 ) of the shaft ( 11 ) of the punch rivet ( 100 ) and the first wing element ( 30 ) a tolerance range ( 40 ) to allow a thermally induced expansion or shrinkage of at least one of the joining partners ( 30 . 31 ) and / or movement of at least one of the joining partners ( 30 . 31 ), and expansion of the expandable coating (FIG. 16 ) by heating and filling in the tolerance range ( 40 ) through the coating ( 16 ).