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Die Erfindung betrifft einen Stempel für eine Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung und eine Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung. Ebenso betrifft die Erfindung einen Fügepartner zum Zusammenwirken mit dem Stempel oder mit der Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung, sowie eine Vorrichtung mit zumindest einem verstemmten oder vernieteten Werkstück. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verstemmen oder Vernieten eines Werkstücks.
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Stand der Technik
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Stempels zum Heißverstemmen, welcher der Anmelderin als interner Stand der Technik bekannt ist.
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Der in 1 (teilweise) schematisch dargestellte Stempel 10 hat eine Werkstück-Aufnahmeöffnung 12, in welche ein (nicht dargestellter) zu verstemmender Pin zumindest teilweise so einbringbar ist, dass der Pin zumindest teilweise entsprechend einer Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 12 verformbar ist. Die Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 12 ist als kugelkalottenförmige Fläche 14 geformt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft einen Stempel für eine Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, einen Fügepartner zum Zusammenwirken mit dem Stempel oder mit der Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6, eine Vorrichtung mit zumindest einem verstemmten oder vernieteten Werkstück mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und ein Verfahren zum Verstemmen oder Vernieten eines Werkstücks mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Verstemmen oder Vernieten von Werkstücken mittels des gleichen erfindungsgemäßen Stempels/der damit ausgestatteten Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung trotz Abweichungen der Werkstücke voneinander in ihren Größen/Maßen. Insbesondere können mittels der vorliegenden Erfindung Toleranzabweichungen/Toleranzen in den Größen/Maßen von Werkstücken (insbesondere des gleichen Werkstücktyps) gut kompensiert werden, so dass sich diese Werkstücke dennoch verlässlich verstemmen/vernieten lassen. Man kann den Vorteil der vorliegenden Erfindung auch damit umschreiben, dass Möglichkeit zur Kompensation von einem Materialüberschuss an einen zu verstemmenden oder zu vernietende Werkstück geschaffen sind, welche ein verlässliches Verstemmen/Vernieten des entsprechenden Werkstücks ermöglichen.
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Wie unten genauer erläutert wird, erleichtert die vorliegende Erfindung auch eine Prozessüberwachung während eines Verstemmens/Vernietens mindestens eines Werkstücks. Die vorliegende Erfindung trägt somit auch dazu bei, Anforderungen an eine Steuerelektronik für eine Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung zu reduzieren, und damit Herstellungskosten für eine derartige Vorrichtung zu senken.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Stempels ist zumindest ein Teil des Werkstücks entsprechend der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche der Innenkontur verformbar, und, zumindest sofern das Werkstück ein Überschussmaterial im Verhältnis zu einem von der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche abgedeckten Kugel- oder Ellipsoidsegmentvolumen aufweist, ist ein weiterer Teil des Werkstücks entsprechend der zylindermantelförmigen oder kegelstumpfmantelförmigen Innenkonturzwischenfläche verformbar. Das Überschussmaterial kann somit so umgeformt werden, dass keine herkömmlichen „Materialausläufe“ an dem verstemmten oder vernieteten Werkstück verbleiben. Stattdessen kann mittels des Überschussmaterials sogar ein verbesserter Zusammenschluss zwischen dem verstemmten oder vernieteten Werkstück und einem davon kontaktierten Fügepartner geschaffen werden, wie unten genauer erläutert wird.
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Insbesondere kann die zylindermantelförmige oder kegelstumpfmantelförmige Innenkonturzwischenfläche an dem Rand der Innenkontur an der Andrückfläche angrenzen, und die kugelkalottenförmige oder ellipsoidkalottenförmige Teilfläche der Innenkontur kann an der zylindermantelförmigen oder kegelstumpfmantelförmigen Innenkonturzwischenfläche angrenzen. Die Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung dieser Ausführungsform des Stempels ist somit trotz der damit realisierbaren Vorteile vergleichsweise einfach geformt.
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Vorzugsweise weist die die kegelstumpfmantelförmige Innenkonturzwischenfläche an dem Rand der Innenkontur einen Außenradius und an der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche der Innenkontur einen Innenradius auf, wobei der Innenradius kleiner als der Außenradius ist. Man kann dies auch als eine Ausbildung einer Entformschräge an der Innenkonturzwischenfläche, welche ein Auseinanderbringen des Stempels und des damit verstemmten oder vernieteten Werkstücks erleichtert, umschreiben. Das Auseinanderbringen des Stempels und des damit verstemmten oder vernieteten Werkstücks ist somit vergleichsweise einfach.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einer Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung mit einem derartigen Stempel realisiert.
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Ebenso schafft auch ein Fügepartner zum Zusammenwirken mit dem entsprechenden Stempel oder mit der derartigen Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung die beschriebenen Vorteile.
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Die Vorteile liegen auch bei einer Vorrichtung mit zumindest einem verstemmten oder vernieteten Werkstück vor, wobei das verstemmte oder vernietete Werkstück an einer Fläche der Vorrichtung hervorsteht und eine Außenkontur mit zumindest einer kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen ersten Teilfläche aufweist, und wobei die Außenkontur des verstemmten oder vernieteten Werkstücks eine an der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen ersten Teilfläche angrenzende zylindermantelförmige oder kegelstumpfmantelförmige zweite Teilfläche aufweist.
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Beispielsweise kann das verstemmte oder vernietete Werkstück ein Pin oder ein Lager sein. Somit können kostengünstige Werkstücke zum Ausführen der Erfindung verwendet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Verwendbarkeit der Erfindung nicht auf derartige Werkstücke beschränkt ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung steht das verstemmte oder vernietete Werkstück durch eine Öffnung hindurch an der Fläche der Vorrichtung hervor, und ist teilweise über einen die Öffnung unmittelbar umgebenden und an der Fläche hervorstehend ausgebildeten Randbereich gestülpt. Dies schafft einen zusätzlichen Halt zwischen dem verstemmten oder vernieteten Werkstück und seinem Fügepartner an der Vorrichtung.
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Die oben beschriebenen Vorteile werden auch durch ein Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zum Verstemmen oder Vernieten eines Werkstücks realisiert. Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen des Stempels, der Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung und des zusammenwirkenden Fügepartners weiterbildbar ist.
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Beispielsweise kann das Werkstück während des Verstemmens oder Vernietens durch eine Öffnung hindurch an der Kontaktierfläche hervorstehen, und mittels des Stempels teilweise über einen die Öffnung unmittelbar umgebenden und an der Kontaktierfläche hervorstehenden Randbereich gestülpt werden. Damit trägt auch ein Ausführen dieser Ausführungsform des Verfahrens zur Verbesserung des Halts des verstemmten oder vernieteten Werkstücks an seinen Fügepartner bei.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Stempels zum Heißverstemmen;
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2a bis 2c schematische Darstellungen von Werkstücken, ihren Fügepartnern und einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stempels zum Erläutern von dessen Funktionsweise; und
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3a bis 3c schematische Darstellungen eines Werkstücks, seines Fügepartners und des Stempels der 2b zum Erläutern einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verstemmen oder Vernieten eines Werkstücks.
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Ausführungsformen der Erfindung
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2a bis 2c zeigen schematische Darstellungen von Werkstücken, ihren Fügepartnern und einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stempels zum Erläutern von dessen Funktionsweise.
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Jedes in 2a dargestellte unverstemmte und unvernietete Werkstück 20a und 20b ist Teil je einer (herzustellenden) Vorrichtung. Sowohl ein erstes Werkstück 20a als auch ein zweites Werkstück 20b sind so durch je eine durchgehende Öffnung 22 seines Fügepartners 24 eingefügt, dass das jeweilige Werkstück 20a und 20b an einer im Weiteren als Kontaktierfläche 26 bezeichneten Fläche seines Fügepartners 24 hervorsteht. Man kann dies auch damit umschreiben, dass das jeweilige Werkstück 20a und 20b an der Kontaktierfläche 26 hervorstehend aus der durchgehenden Öffnung 22 seines Fügepartners 24 herausragt.
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Beispielhaft sind in der Ausführungsform der 2a bis 2c die Werkstücke 20a und 20b je ein Pin. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Nutzbarkeit der im Weiteren beschriebenen Technologie nicht auf einen bestimmten Werkstücktyp beschränkt ist. Beispielsweise kann auch mindestens ein Lager mittels der beschriebenen Technologie verstemmt oder vernietet werden. Die Werkstücke 20a und 20b können aus mindestens einem Kunststoff und/oder mindestens einem Metall sein. Vorzugsweise sind die Werkstücke 20a und 20b Kunststoffteile.
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Aufgrund von Toleranzen beim Herstellen der Werkstücke 20a und 20b weist das erste Werkstück 20a eine erste Höhe h1 (senkrecht zu seiner Kontaktierfläche 26) auf, welche kleiner als eine zweite Höhe h2 des zweiten Werkstücks 20b (senkrecht zu seiner Kontaktierfläche 26) ist. Man kann dies auch damit umschreiben, dass das zweite Werkstück 20b im Vergleich mit dem ersten Werkstück 20a ein Überschussmaterial 28 (bzw. einen Materialüberschuss) aufweist.
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2b zeigt eine schematische Teildarstellung des Stempels 30 zum vorteilhaften Verstemmen der Werkstücke 20a und 20b. Der Stempel 30 kann als Teil einer Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung eingesetzt werden. Insbesondere zum Heißverstemmen kann der Stempel 30 vorteilhaft eingesetzt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Verwendbarkeit des Stempels 30 nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt ist.
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Der Stempel 30 weist eine Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 auf, welche an einer Andrückfläche 34 des Stempels 30 derart ausgebildet ist, dass die Werkstücke 20a und 20b zumindest teilweise mittels eines Annäherns der Andrückfläche 34 des Stempels 30 an die jeweilige Kontaktierfläche 26 (an welcher das jeweilige Werkstück 20a oder 20b hervorsteht) in die Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 einbringbar sind. Auf diese Weise ist das jeweilige Werkstück 20a oder 20b entsprechend einer Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 verformbar. Ein In-Eingriff-Bringen der Werkstücke 20a und 20b mit der Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 bewirkt somit deren Verformung, insbesondere als Verstemmen oder Vernieten. Unter dem Annähern der Andrückfläche 34 des Stempels 30 an die jeweilige Kontaktierfläche 26 kann insbesondere verstanden werden, dass ein Abstand zwischen der Andrückfläche 34 des Stempels 30 und der jeweiligen Kontaktierfläche 26 bis zu einem Kontakt zwischen der Andrückfläche 34 und der jeweiligen Kontaktierfläche 26 reduziert wird. Ebenso kann das Annähern der Andrückfläche 34 des Stempels 30 an die jeweilige Kontaktierfläche 26 auch nur bis zu einem vorgegebenen Mindestabstand ungleich Null zwischen der Andrückfläche 34 und der jeweiligen Kontaktierfläche 26 erfolgen, wobei ein Annähern der Andrückfläche 34 an die jeweilige Kontaktierfläche 26 mit einem dazwischen vorliegenden Abstand unter dem vorgegebenen Mindestabstand unterbunden ist.
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Die Werkstücke 20a und 20b können nacheinander mittels des Stempels 30 bearbeitet werden. Ebenso können in dem Stempel 30 mehrere (identische oder nicht-identische) Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 ausgebildet sein, so dass die Werkstücke 20a und 20b auch gleichzeitig mittels des Stempels 30 bearbeitet werden können. Insbesondere kann der Stempel 30 zum gleichzeitigen Verformen einer Vielzahl von Werkstücken 20a und 20b in je einer Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 ausgebildet sein.
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Eine Teilfläche 36 der Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 ist als kugelkalottenförmige oder ellipsoidkalottenförmige Teilfläche 36 geformt. Außerdem weist die Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 eine zwischen einem Rand 38 der Innenkontur an der Andrückfläche 34 und der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche 36 liegende Innenkonturzwischenfläche 40 auf, welche zylindermantelförmig oder kegelstumpfmantelförmig geformt ist.
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Unter einer kugelkalottenförmigen Fläche kann eine Oberfläche eines Kugelsegments oder eine Oberfläche eines Kugelabschnitts verstanden werden. (Ein Kugelsegment oder Kugelabschnitt ist ein Teil eines Kugelkörpers, der durch einen Schnitt des Kugelkörpers mit einer Ebene definiert ist.) Unter einer kugelkalottenförmigen Fläche kann somit auch eine kugelkappenförmige Fläche oder eine kugelhaubenförmige Fläche verstanden werden. Entsprechend kann unter einer ellipsoidkalottenförmigen Fläche eine Oberfläche eines Ellipsoidsegments oder eine Oberfläche eines Ellipsoidabschnitts verstanden werden. (Ein Ellipsoidsegment oder ein Ellipsoidabschnitt ist ein Teil eines Ellipsoidkörpers, welcher durch einen Schnitt des Ellipsoidkörpers mit einer Ebene definiert ist.) Unter einer zylindermantelförmigen, bzw. kegelstumpfmantelförmigen Fläche ist im Weiteren eine Fläche entsprechend einer Mantelfläche eines Zylinders, bzw. eine Fläche entsprechend einer Mantelfläche eines Kegelstumpfes zu verstehen.
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Man kann die vorteilhafte Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 des Stempels 30 auch damit umschreiben, dass ein von der Innenkontur begrenztes Volumen der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32, welches an dem Rand 38 der Innenkontur von einer Ebene der Andrückfläche 34 begrenzt wird, ein kugelsegmentförmiges oder ellipsoidsegmentförmiges erstes Teilvolumen V1 und ein zwischen dem Rand 38 und dem ersten Teilvolument V1 liegendes zylinderförmiges oder kegelstumpfförmiges zweites Teilvolumen V2 umfasst. Die Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 des Stempels 30 weist somit zusätzlich (zu dem herkömmlichen kugelsegmentförmigen oder ellipsoidsegmentförmigen ersten Teilvolumen V1) noch das zylinderförmige oder kegelstumpfförmige zweite Teilvolumen V2 auf.
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Die Ausbildung der zusätzlichen zylindermantelförmigen oder kegelstumpfmantelförmigen Innenkonturzwischenfläche 40 an der Innenkontur (bzw. des zylinderförmigen oder kegelstumpfförmigen zweiten Teilvolumens V2 in der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32) ermöglicht eine nachteilfreie Kompensation des Überschussmaterials 28. Man kann dies auch als eine „Verlängerung“ der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 umschreiben, welche einen Ausgleich der Toleranzen der Werkstücke 20a und 20b beim Verstemmen oder Vernieten von diesen ermöglicht.
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Vorteilhafterweise grenzt die zylindermantelförmige oder kegelstumpfmantelförmige Innenkonturzwischenfläche 40 (direkt) an dem Rand 38 der Innenkontur an der Andrückfläche 34 an. Entsprechend grenzt die kugelkalottenförmige oder ellipsoidkalottenförmige Teilfläche 40 der Innenkontur (direkt) an der zylindermantelförmigen oder kegelstumpfmantelförmigen Innenkonturzwischenfläche 40 an.
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Die Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 weist eine maximale Höhe hmax auf, welche kleiner als die (unterschiedlichen) Höhen h1 und h2 der Werkstücke 20a und 20b ist. Damit ist gewährleistet, dass jedes der Werkstücke 20a und 20b (während seiner Bearbeitung durch den Stempel 30) während des Annäherns der Andrückfläche 34 des Stempels 30 an seine Kontaktierfläche 26 zumindest mit der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche 36 in Kontakt kommt, und damit zumindest ein Teil jedes Werkstücks 20a und 20b entsprechend der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche 36 der Innenkontur verformbar ist/verformt wird. Mittels der maximalen Höhe hmax der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 kann somit sichergestellt werden, dass selbst Werkstücke mit geringen Höhen/Ausdehnungen/Längen mittels des Stempels 30 verstemmbar oder vernietbar sind.
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Sofern ein Werkstück 20b Überschussmaterial 28 im Verhältnis zu einem von der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche 36 abgedeckten Kugel- oder Ellipsoidsegmentvolumen (d.h. dem kugelsegmentförmigen oder ellipsoidsegmentförmigen ersten Teilvolumen V1) aufweist, ist ein weiterer Teil des Werkstücks entsprechend der zylindermantelförmigen oder kugelstumpfmantelförmigen Innenkonturzwischenfläche 40 verformbar. Die zylindermantelförmige oder kugelstumpfmantelförmige Innenkonturzwischenfläche 40 (bzw. das zylinderförmige oder kegelstumpfförmige zweite Teilvolumen V2 in der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32) schafft somit ein „Auffangvolumen“ für das jeweilige Überschussmaterial 28. Während des Verformens eines Werkstücks 20a oder 20b muss somit kein Heraustreten von Werkstückmaterial aus der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 (bzw. ein „Hervorquellen“ von Werkstückmaterial an der Andrückfläche 34) befürchtet werden. (In dem hier beschriebenen Beispiel weist das Werkstück 20b das Überschussmaterial 28 auf, und ist deshalb teilweise auch entsprechend der zylindermantelförmigen oder kegelstumpfmantelförmigen Innenkonturzwischenfläche 40 verformbar.)
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Vorzugsweise weist die kegelstumpfmantelförmige Innenkonturzwischenfläche 40 an dem Rand 38 der Innenkontur einen Außenradius Ra und an der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche 36 der Innenkontur einen Innenradius Ri auf, wobei der Innenradius Ri kleiner als der Außenradius Ra ist. Damit ist einer Entformschräge an der Innenkonturzwischenfläche 40 ausgebildet, welche ein Auseinanderbringen des Stempels 30 und des damit verstemmten oder vernieteten Werkstücks 20a und 20b erleichtert. Ein Quotient aus dem Innenradius Ri und dem Außenradius Ra liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,8 und 0,995, beispielsweise zwischen 0,85 und 0,99, insbesondere zwischen 0,9 und 0,98.
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2c zeigt die mittels des Stempels 30 bearbeiteten Werkstücke 20a und 20b. Erkennbar ist, dass jedes der Werkstücke 20a und 20b eine Außenkontur mit zumindest einer kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen (ersten) Teilfläche 42 aufweist. Man kann dies auch damit umschreiben, dass jedes der bearbeiteten Werkstücke 20a und 20b (als „Nietkopf“) das kugelsegmentförmige oder ellipsoidsegmentförmige erste Teilvolumen V1 umfasst. Zusätzlich weist zumindest die Außenkontur des zweiten Werkstücks 20b eine an der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen (ersten) Teilfläche 42 angrenzende zylindermantelförmige oder kegelstumpfmantelförmige (zweite) Teilfläche 44 auf. Zumindest das zweite Werkstück 20b hat damit das (zwischen dem kugelsegmentförmigen oder ellipsoidsegmentförmigen ersten Teilvolumen V1 und der Kontaktierfläche 26 liegende) zylinderförmige oder kegelstumpfförmige zweite Teilvolumen V2.
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Keines der bearbeiteten Werkstücke 20a und 20b weist den nach einem Verstemmen oder Vernieten herkömmlicher Weise häufig auftretenden Materialüberstand (parallel zur Kontaktierfläche 26) auf. Insbesondere ist an dem mittels des Stempels 30 bearbeiteten zweiten Werkstück 20b ein Materialüberstand (trotz seines Überschussmaterials 28) verhindert.
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Mittels des Stempels 30/einer damit ausgestatteten Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung (bzw. Verstemm- und/oder Vernietanlage) ist somit eine Vorrichtung 46 mit zumindest einem verstemmten oder vernieteten Werkstück 20a oder 20b realisierbar, welches an einer Fläche 26 der Vorrichtung 46 hervorsteht und eine Außenkontur mit zumindest einer kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen (ersten) Teilfläche 42 aufweist. Erkennbar ist die Verwendung des Stempels 30/der damit ausgestatteten Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung zum Herstellen der Vorrichtung 46 vor allem daran, dass die Außenkontur des zweiten Werkstücks 20b eine an der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen (ersten) Teilfläche 42 angrenzende zylindermantelförmige oder kegelstumpfmantelförmige (zweite) Teilfläche 44 aufweist. Die Vorrichtung 46 kann beispielsweise eine Aktorvorrichtung (wie insbesondere ein Bremskraftverstärker) und/oder eine Sensorvorrichtung sein.
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3a bis 3c zeigen schematische Darstellungen eines Werkstücks, seines Fügepartners und des Stempels der 2b zum Erläutern einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verstemmen oder Vernieten eines Werkstücks.
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Beispielhaft ist mittels der 3a bis 3c ein Heißverstemmen des (zweiten) Werkstücks 20b (mit dem Überschussmaterial 28) wiedergegeben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Ausführbarkeit des im Weiteren beschriebenen Verfahrens nicht auf ein Heißverstemmen limitiert ist. Beispielsweise kann das Verfahren auch zur Bördelung um runde Werkstückteile ausgeführt werden.
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3a zeigt das Werkstück 20b vor seiner Bearbeitung mittels des Stempels 30. Das Werkstück 20b ragt durch eine durch seinen Fügepartner 24 hindurchgehende Öffnung 22 und steht an der mit dem Stempel 30 zusammenwirkenden Kontaktierfläche 26 des Fügepartners 24 hervor. Als vorteilhafte Weiterbildung ist an dem Fügepartner 24 (zusätzlich zu der Öffnung 22) auch ein die Öffnung 22 unmittelbar umgebender und an der Kontaktierfläche 26 hervorstehender Randbereich 48 ausgebildet. Man kann den Randbereich 48 auch als einen Dom 48 umschreiben.
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Der hervorstehende Randbereich 48 kann, wie in 3a dargestellt, an der ansonsten glatten Kontaktierfläche 26 hervorstehen. Alternativ kann jedoch auch eine Vertiefung in der Kontaktierfläche 26 ausgebildet sein, aus welcher der hervorstehende Randbereich 48 hervorsteht. Vorzugsweise weist der (kreisringförmige) hervorstehende Randbereich 48 einen (maximalen) Außendurchmesser d auf, welcher kleiner als ein Durchmesser D des kreisförmigen Rands 38 der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 ist. Auf die Vorteile einer derartigen Ausbildung des hervorstehenden Randbereichs 48 wird unten noch eingegangen.
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In dem mittels der 3b wiedergegebenen Verfahrensschritt wird die Andrückfläche 34 des Stempels 30 (mit der an der Andrückfläche 34 ausgebildeten Werkstück-Aufnahmeöffnung 32) an die Kontaktierfläche 26, an welcher das Werkstück 20b hervorsteht, angenähert. Dies kann bis zu einem Kontakt zwischen der Andrückfläche 34 des Stempels 30 und der Kontaktfläche 26 oder bis zu einem vorgegebenen Mindestabstand ungleich Null zwischen der Andrückfläche 34 und der jeweiligen Kontaktierfläche 26 erfolgen. Auf diese Weise wird das Werkstück 20b in die Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 eingebracht und entsprechend der Innenkontur der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 verformt. Dabei wird zumindest ein Teil des Werkstücks 20b entsprechend der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche 36 der Innenkontur (beispielhaft als „Nietkopf“) verformt. Da das Werkstück 20b auch das Überschussmaterial 28 aufweist, wird ein weiterer Teil des Werkstücks 20b entsprechend der zwischen dem Rand 38 der Innenkontur an der Andrückfläche 34 und der kugelkalottenförmigen oder ellipsoidkalottenförmigen Teilfläche 36 liegenden zylindermantelförmigen oder kegelstumpfmantelförmigen Innenkonturzwischenfläche 40 verformt. Zusätzlich zu einem Ausformen des „Nietkopfes“ wird in dem dargestellten Beispiel auch das Überschussmaterial 28 in eine vorteilhafte Form gebracht. Ein unerwünschtes Rausdrücken des Überschussmaterials 28 oder ein unzureichendes Verstemmen/Vernieten des Werkstücks 20b ist somit verhindert.
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Das Verfahren ermöglicht ein sauberes und definiertes Verstemmen in jeder Toleranzlage, da das Überschussmaterial 28 „aufgefangen“ und in eine vorteilhafte Form „eingeschlossen“ wird. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass bei allen verstemmten oder vernieteten Werkstücken 20b von der Kontaktierfläche 26 weg gerichtete Abschlussteile (wie z.B. der „Nietkopf“) voll ausgeformt werden.
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Eine zum Drücken der Andrückfläche 34 des Stempels 30 gegen die Kontaktierfläche 26 aufzubringende Kraft F ist mittels eines (nicht dargestellten) Antriebs (wie beispielsweise eines Pneumatikantriebs) leicht bereitstellbar. Der Antrieb kann von einer (nicht skizzierten) Steuervorrichtung angesteuert werden, welche ein Verstellen/Verfahren des Stempels 30 über einen definierten Weg (z.B. bis zu dem Kontakt zwischen der Andrückfläche 34 des Stempels 30 und der Kontaktierfläche 26) steuert. Der entlang seines definierten Wegs verstellte Stempel 30 tastet das Bauteil 20b an und das Verstemmen/Heißverstemmen oder Vernieten kann beginnen. Nach dem Verstemmen/Heißverstemmen oder Vernieten kann der Stempel 30 wieder in seine Ausgangsposition zurück verstellt/gefahren werden und sofort für eine Wiederholung des hier beschriebenen Verfahrensschritts an einem anderen Werkstück wiederverwendet werden.
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Unabhängig von einer Abweichung der Höhe h2 des Werkstücks 20b von einer standardgemäßen/mittleren Höhe des jeweiligen Werkstücktyps kann der Stempel 30 immer um den definierten Weg (bzw. in eine definierte Position) verstellt/verfahren werden. Der gleiche definierte Weg (bzw. die gleiche definierte Position) kann für alle Toleranzlagen des Werkstücktyps verwendet werden. Dies erleichtert eine Prozessüberwachung während des Bearbeitens des Werkstücks 20b. Eine Sensorik zum Variieren eines beim Verstellen/Verfahren des Stempels 30 einzuhaltenden Parametersatzes ist somit nicht notwendig. Außerdem kann eine vergleichsweise kostengünstige und wenig Bauraum benötigende Steuervorrichtung zum Verstellen/Verfahren des Stempels 30 eingesetzt werden.
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Bei der hier beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens umschließt der Stempel 30 (insbesondere bei einem Kontakt zwischen der Andrückfläche 34 des Stempels 30 und der Kontaktierfläche 26) auch den hervorstehenden Randbereich 48, und das Überschussmaterial 28 wird in Form einer Außenhülse 50 um den hervorstehenden Randbereich 48 gepresst. Man kann dies auch damit umschreiben, dass das verstemmte oder vernietete Werkstück 20b teilweise über den die Öffnung 22 unmittelbar umgebenden und an der Kontaktierfläche 26 hervorstehend ausgebildeten Randbereich 48 „gestülpt“ wird. (Ein Herausdrücken des Überschussmaterials 28 aus der Werkstück-Aufnahmeöffnung 32 kann durch den Kontakt zwischen der Andrückfläche 34 des Stempels 30 und der Kontaktierfläche 26 unterbunden werden.) Neben einem „Auffangen“ des Überschussmaterials 28 bewirkt die daraus geformte Außenhülse 50 eine bessere Haftung des bearbeiteten Werkstücks 20b an dem Fügepartner 24. Das bearbeitete Werkstück 20b kann somit im Vergleich mit dem Stand der Technik höheren Anforderungen genügen.
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Eine mittels des Stempels 30, der damit ausgestatteten Verstemm- und/oder Vernietvorrichtung (bzw. Verstemm- und/oder Vernietanlage) oder durch Ausführen des hier beschriebenen Verfahrens hergestellte Vorrichtung 46 kann auch daran erkannt werden, dass das verstemmte oder vernietete Werkstück 20b, welches durch die Öffnung 22 hindurch an der Fläche 26 der Vorrichtung 46 hervorsteht, teilweise über den die Öffnung 22 unmittelbar umgebenden und an der Fläche 26 hervorstehend ausgebildeten Randbereich 48 „gestülpt“ ist. Umschreibbar ist dies damit, dass an dem die Öffnung 22 unmittelbar umgebenden und hervorstehend ausgebildeten Randbereich 48 die Außenhülse 50 aus dem Werkstückmaterial geformt ist, welche eine von der Öffnung 22 weg gerichtete (und vorzugsweise senkrecht zu der Kontaktierfläche 26 ausgerichtete) Außenseitenfläche 52 des hervorstehenden Randbereichs 48 zumindest teilweise abdeckt.
