DE102018200012A1 - Oscillation system and punch riveting device - Google Patents

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DE102018200012A1
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Florian Woelke
Steven Maul
Andre Philipskoetter
Moritz Pohler
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Robert Bosch GmbH
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    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
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    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/10Riveting machines
    • B21J15/12Riveting machines with tools or tool parts having a movement additional to the feed movement, e.g. spin

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schwingsystem (39) für eine Stanznietvorrichtung, die zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile (11, 12) mittels eines Niets (20) dient und bei der zwischen einem Stempel (15) und einem Gegenhalter (18, 18') die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) und der Niet (20) anordenbar sind, und bei der mittels eines Antriebs (50) eine Kraft (F) auf den Stempel (15) zum Eindrücken eines angeordneten Niets (20) in die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) in Fügerichtung (R) ausübbar ist, wobei das Schwingsystem (39) mit einem Schwingungserzeuger (32) verbindbar ist, einen Schwingungskonverter (30), einen Booster (30) und eine Sonotrode, die den Stempel (15) umfasst, aufweist, und zur Erzeugung einer Schwingung dient, wobei mittels des Schwingsystems (39) der Niet (20) beim Eindrücken in die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) in Schwingung versetzbar ist, wobei an dem Schwingungskonverter (30) eine Schnittstelle (38) vorgesehen ist, über welche das Schwingsystem (39) mit dem Schwingungserzeuger (32) verbindbar ist, wobei die Schnittstelle seitlich von dem Schwingungskonverter (30) weggeführt ist, und/oder wobei an dem Schwingsystem (39) ein Klemmring (40) derart angeordnet ist, dass die Kraft (F) von dem Antrieb (50) über ein in Fügerichtung (R) gelegenes Ende des Klemmrings (40) auf den Stempel (15) ausübbar ist, und/oder wobei der Booster (31) und die Sonotrode zusammen als ein Bauteil ausgebildet sind, sowie eine Stanznietvorrichtung (10) mit einem solchen Schwingsystem (39).The invention relates to a vibration system (39) for a punch rivet device, which serves for connecting at least two components (11, 12) by means of a rivet (20) and in which at least between a punch (15) and a counter holder (18, 18 ') two components (11, 12) and the rivet (20) can be arranged, and in which by means of a drive (50) a force (F) on the punch (15) for pressing an arranged rivet (20) in the at least two components ( 11, 12) in the joining direction (R) is exercisable, wherein the oscillating system (39) with a vibration generator (32) is connectable, a vibration converter (30), a booster (30) and a sonotrode, which comprises the punch (15), and by means of the oscillating system (39) the rivet (20) can be set into oscillation when pressed into the at least two components (11, 12), an interface (38) being provided on the vibration converter (30). is provided, via which the oscillating system (39) with the vibration generator (32) is connectable, wherein the interface is led away laterally from the vibration converter (30), and / or wherein on the oscillating system (39) a clamping ring (40) is arranged such that the force (F) from the drive ( 50) can be exerted on the punch (15) via an end of the clamping ring (40) situated in the joining direction (R), and / or wherein the booster (31) and the sonotrode are formed together as a component, and a punch rivet device (10) with such a vibration system (39).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwingsystem für eine Stanznietvorrichtung zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile mittels eines Niets sowie eine solche Stanznietvorrichtung.The present invention relates to a vibration system for a punch riveting apparatus for connecting at least two components by means of a rivet and such a punch riveting apparatus.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren und Vorrichtungen zum Fügen dienen zum Verbinden wenigstens zweier in einem Verbindungsbereich insbesondere eben ausgebildeter Bauteile. Ein Stanznietverfahren als ein Fügeverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Vorlochen der miteinander zu verbindenden Bauteile nicht erforderlich ist. Vielmehr wird ein Niet als Fügeelement mittels eines Stempels oder eines Stempelwerkzeugs in die wenigstens zwei Bauteile eingedrückt, wobei durch einen entsprechend geformten Gegenhalter, bspw. in Form einer Matrize, der mit dem Stempelwerkzeug zusammenwirkt, sichergestellt ist, dass der Niet sich in einer bestimmten Art und Weise innerhalb der miteinander zu verbindenden Bauteile verformt, um eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen und gleichzeitig ein Durchdringen des dem Niet abgewandten Bauteils zu vermeiden.Methods and devices for joining serve for connecting at least two in a connection region in particular flat trained components. A punch riveting method as a joining method is characterized in that a pre-punching of the components to be joined together is not required. Rather, a rivet is pressed as a joining element by means of a punch or a punch tool in the at least two components, being ensured by a correspondingly shaped counter-holder, for example. In the form of a die, which cooperates with the punch tool, that the rivet in a certain way and manner deformed within the components to be joined together to produce a positive and positive connection between the components while avoiding penetration of the component facing away from the rivet.

Weiterhin sind bspw. aus der EP 2 318 161 B1 oder der DE 10 2014 203 757 A1 sog. Ultraschall-Stanznietverfahren bzw. -vorrichtungen bekannt, bei denen ein Schwingungserzeuger, wie beispielsweise ein Ultraschall-Generator verwendet wird, um ein oder mehrere Komponenten beim Verbinden der Bauteile in Schwingung zu versetzen. Durch diese Schwingung wird beispielsweise die aufzuwendende Kraft zum Eindrücken des Niets reduziert.Furthermore, for example, from the EP 2 318 161 B1 or the DE 10 2014 203 757 A1 so-called ultrasonic punch riveting methods or devices are known in which a vibration generator, such as an ultrasonic generator is used to enable one or more components in connecting the components in vibration. By this vibration, for example, the force to be applied for pressing the rivet is reduced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Schwingsystem und eine Stanznietvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a vibrating system and a punch riveting device with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Die Erfindung geht aus von einem Schwingsystem für eine Stanznietvorrichtung, die zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile mittels eines Niets dient und bei der zwischen einem Stempel und einem Gegenhalter die wenigstens zwei Bauteile und der Niet anordenbar sind. Die Stanznietvorrichtung weist dazu einen Antrieb auf, mittels dessen eine Kraft auf den Stempel zum Eindrücken eines angeordneten Niets in die wenigstens zwei Bauteile in Fügerichtung ausübbar ist. Der Antrieb und auch der Gegenhalter können hierzu an einem Rahmen, der beispielsweise in Form eines C-Rahmens oder bügelförmig, aber auch in Form eines X-Rahmens (Schwingsystem im vorderen X-Teil (vor einem Gelenk), Antrieb im hinteren X-Teil (hinter dem Gelenk)) oder eines V-Rahmens (Drehantrieb im Gelenk des V-Rahmens) vorliegen kann, angeordnet sein. Es versteht sich zudem, dass der Stempel auf geeignete Weise mit dem Antrieb verbunden bzw. mit diesem gekoppelt sein muss. Der Stempel kann vorzugsweise zudem von einem Niederhalter umgeben sein. Das Schwingsystem dient nun zur Erzeugung einer mechanischen Schwingung und ist dazu mit einem Schwingungserzeuger verbindbar. Das Schwingsystem weist einen (insbesondere elektro-mechanischen) Schwingungskonverter, einen Booster (Amplitudenverstärker) und eine Sonotrode, die den Stempel umfasst, auf, wobei mittels des Schwingsystems der Niet beim Eindrücken in die wenigstens zwei Bauteile in Schwingung versetzbar ist. Der Schwingungskonverter, der Booster und die Sonotrode sind dabei in dieser Reihenfolge und vorzugsweise auch direkt aneinander angeordnet. Der Schwingungserzeuger kann als Schallgenerator, insbesondere als Ultraschallgenerator, ausgebildet sein (wobei davon insbesondere auch die Erzeugung von elektrischen Schwingungen mit Frequenzen im Schall- bzw. Ultraschallbereich umfasst ist). Damit handelt es sich dann - bei Verwendung des Schwingsystems einer Stanznietvorrichtung - um eine sog. Ultraschall-Stanznietvorrichtung. Ein Booster dient dabei der (mechanischen) Verstärkung der von dem Schwingungskonverter, insbesondere einem Piezo-Konverter (Transducer) bzw. einem Piezo-Element, an den der Schwingungserzeuger angebunden sein kann, bereitgestellten Schwingungsamplitude.The invention is based on a vibration system for a punch riveting device which serves for connecting at least two components by means of a rivet and in which the at least two components and the rivet can be arranged between a ram and a counterholder. For this purpose, the punch riveting apparatus has a drive, by means of which a force can be exerted on the punch for pressing in of an arranged rivet into the at least two components in the joining direction. For this purpose, the drive and also the counter-holder can on a frame, for example in the form of a C-frame or bow-shaped, but also in the form of an X-frame (oscillating system in the front X-part (in front of a joint), drive in the rear X-part (behind the joint)) or a V-frame (rotary drive in the joint of the V-frame) may be present. It is also understood that the stamp must be suitably connected to the drive or coupled with this. The stamp may preferably also be surrounded by a hold-down. The oscillating system now serves to generate a mechanical oscillation and can be connected to a vibration generator. The oscillating system has a (in particular electro-mechanical) oscillation converter, a booster (amplitude amplifier) and a sonotrode which comprises the stamp, wherein the rivet can be set into oscillation by the oscillating system when it is pressed into the at least two components. The vibration converter, the booster and the sonotrode are arranged in this order and preferably also directly to each other. The vibration generator can be embodied as a sound generator, in particular as an ultrasound generator (of which, in particular, the generation of electrical vibrations with frequencies in the sound or ultrasound range is also included). This is then - when using the vibration system of a punch riveting - a so-called. Ultrasonic punch riveting. A booster serves for the (mechanical) amplification of the oscillation amplitude provided by the oscillation converter, in particular a piezo converter (transducer) or a piezo element, to which the oscillation generator can be connected.

Die Verwendung eines solchen Schwingsystems und damit der Schwingungen kann den Stanznietvorgang zwar sehr gut unterstützen, insbesondere um eine nötige Kraft zum Eindrücken des Niets zu reduzieren bzw. insgesamt eine bessere Nietverbindung herzustellen. Jedoch benötigt ein solches Schwingsystem aufgrund der benötigten Komponenten, Schwingungskonverter, Booster und Sonotrode, deutlich mehr Bauraum als eine herkömmliche Stanznietvorrichtung. Damit ist die Zugänglichkeit (trotz konstruktionsbedingter Vorteile durch die erhebliche Fügekraftreduktion) von verschiedenen Einsatzgebieten bzw. Einsatzpositionen bei solchen Stanznietvorrichtungen mit Schwingsystem eingeschränkt.The use of such a vibration system and thus the vibrations can indeed support the punch riveting process very well, in particular in order to reduce the force required to press in the rivet or to produce a better overall rivet connection. However, due to the required components, vibration converter, booster and sonotrode, such a vibration system requires significantly more installation space than a conventional punch riveting device. Thus, the accessibility (despite the design-related advantages due to the considerable joint force reduction) of different fields of application or use positions in such punch riveting with oscillating system is limited.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass an dem Schwingungskonverter eine Schnittstelle vorgesehen bzw. angebunden ist, über welche das Schwingsystem mit dem Schwingungserzeuger verbindbar ist. Die Schnittstelle kann unmittelbar oder aber mittelbar über einen Leitungsabschnitt an dem Konverter angebunden sein und in Bezug auf die Fügerichtung seitlich (insbesondere vertikal) von dem Schwingungskonverter weggeführt sein. Aufgrund des Aufbaus eines Schwingungskonverters ist, um von dem Schwingungserzeuger erhaltene Signale für Schwingungen möglichst optimal in mechanische Schwingungen zu konvertieren, in aller Regel eine Anbindung einer Leitung von dem Schwingungserzeuger an den Schwingungskonverter, meist an einem entgegen der Fügerichtung gelegenen Ende, nötig. Bislang war es dann üblich, an diesem Ende eine Schnittstelle (z.B. Buchse) zum Anschluss beispielsweise eines Hochfrequenzkabels entgegen der Fügerichtung vorzusehen.According to the invention, it is now provided that an interface is provided or connected to the oscillation converter, via which the oscillation system can be connected to the oscillation generator. The interface can be connected directly or indirectly via a line section to the converter and be guided away from the oscillation converter laterally (in particular vertically) with respect to the joining direction. Due to the construction of a Schwingungskonverters is in order to convert signals obtained by the vibration generator as possible optimally in mechanical vibrations, usually a connection of a line from the vibrator to the vibration converter, usually at an opposite end of the jointing necessary. So far it has been customary to provide at this end an interface (eg socket) for connecting, for example, a high-frequency cable opposite to the joining direction.

Durch die vorgeschlagene Schnittstelle, vorzugsweise mit dem Leitungsabschnitt, die seitlich vom Konverter herausgeführt wird, und zwar bevorzugt in einem Winkel von zwischen 45° und 135°, besonders bevorzugt 90° (vertikal), kann an diesem Ende der nötige Bauraum deutlich reduziert werden. Die Schnittstelle kann dabei am in Fügerichtung gelegenen Ende oder am entgegengesetzten Ende oder auch nur seitlich am Schwingungskonverter angeordnet bzw. angebunden sein. Bevorzugt ist der Leitungsabschnitt dabei mittels eines Umlenkbauteils (z.B. in Art eines „Winkelsteckers“) an dem Schwingungskonverter befestigt, womit ein Biegen eines Kabels beispielsweise vermieden wird. Die Schnittstelle ist dann am Ende dieses Leitungsabschnitts vorgesehen, der beispielsweise zwischen 100 mm und 400 mm lang sein kann. Neben der Reduzierung des Bauraums in Fügerichtung wird auf diese Weise auch die Zugänglichkeit zu dieser Schnittstelle, beispielsweise zum Herstellen bzw. Lösen der Verbindung zum Schwingungserzeuger oder zu Wartungszwecken deutlich verbessert.By the proposed interface, preferably with the line section, which is led out laterally from the converter, and preferably at an angle of between 45 ° and 135 °, more preferably 90 ° (vertical), the necessary space can be significantly reduced at this end. The interface can be arranged or connected at the end located in the joining direction or at the opposite end or only laterally on the vibration converter. In this case, the line section is preferably fastened to the oscillation converter by means of a deflection component (for example in the form of an "angle plug"), thus avoiding bending of a cable, for example. The interface is then provided at the end of this line section, which may for example be between 100 mm and 400 mm long. In addition to reducing the space in the joining direction accessibility to this interface, for example, for producing or releasing the connection to the vibrator or for maintenance purposes is significantly improved in this way.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass an dem Schwingsystem ein Klemmring derart angeordnet ist, dass die Kraft von dem Antrieb über ein in Fügerichtung gelegenes Ende des Klemmrings auf den Stempel ausübbar ist. Ein solcher Klemmring dient allgemein dazu, die durch den Antrieb aufgebrachte Kraft auf das Schwingsystem zu übertragen und umgibt dazu klemmend eines der Bauteile, wie z.B. den Booster. Das Schwingsystem ist hierzu dann über den Klemmring und vorzugsweise eine geeignete Halterung an den Antrieb angebunden, sodass das Schwingsystem darüber gehaltert ist. Der Klemmring selbst weist dabei üblicherweise in Fügerichtung gesehen eine gewisse Ausdehnung auf, um das Schwingsystem, das in der Regel nur über diesen Klemmring in der Stanznietvorrichtung bzw. am Rahmen gehalten wird, nicht in seiner Querschwingung zu bedämpfen und gleichzeitig aber auch stabil halten zu können. Im Gegensatz zu einer Ausführungsform, in der die Anbindung an den Antrieb über ein entgegen der Fügerichtung gelegenes Ende des Klemmrings erfolgt, erfolgt nun in Ausgestaltung der Erfindung die Anbindung über das in Fügerichtung gelegene Ende des Klemmrings. Dadurch wird der Abstand zwischen dem Ende der Sonotrode, das dem Niet zugewandt ist, und dem Ort der Anbindung des Schwingsystems an den Antrieb geringer, sodass ebenfalls eine Platzersparnis erreicht wird. So kann beispielsweise ein Niederhalter, der in der Regel zwischen dem Ort der Anbindung und dem unteren Ende der Sonotrode vorgesehen wird, kürzer ausgebildet werden, was die Nietführung verbessert, beispielsweise durch eine bessere Querkraftabstützung. Ebenso kann eine im Niederhalter befindliche Niederhaltefeder dadurch um einen Bereich mit kleinerem Sonotrodendurchmesser positioniert werden, so dass sich der Bauraum bzw. die Störkontur einer Schwingsystemumhausung weiter reduzieren lässt. Ebenso werden Wartungsmaßnahmen erleichtert, da eine geringere Störkontur vorhanden ist. Ebenso wird eine Anflanschung des Niederhalters erleichtert, und eine Umhausung des Schwingsystems kann ggf. entfallen.Alternatively or additionally, it is provided that a clamping ring is arranged on the oscillating system in such a way that the force can be exerted on the punch by the drive via an end of the clamping ring located in the joining direction. Such a clamping ring is generally used to transmit the force applied by the drive force on the vibrating system and surrounds clamped one of the components, such. the booster. The oscillating system is for this purpose then connected via the clamping ring and preferably a suitable holder to the drive, so that the oscillating system is supported on it. The clamping ring itself has usually seen in the joining direction a certain extent to the vibrating system, which is usually held only on this clamping ring in the punch riveting or on the frame, not to attenuate in its transverse vibration and at the same time to keep stable , In contrast to an embodiment in which the connection to the drive takes place via an opposite end of the joining direction of the clamping ring, is now in an embodiment of the invention, the connection on the lying in the joining direction end of the clamping ring. As a result, the distance between the end of the sonotrode, which faces the rivet, and the location of the connection of the oscillating system to the drive is reduced, so that a space saving is also achieved. Thus, for example, a hold-down device, which is usually provided between the location of the connection and the lower end of the sonotrode, be made shorter, which improves the rivet guide, for example by a better lateral force support. Likewise, a hold-down spring located in the hold-down can thereby be positioned around an area with a smaller Sonotrod diameter, so that the space or the interference contour of a Schwingsystemumhausung can be further reduced. Likewise, maintenance measures are facilitated because a smaller interference contour is present. Likewise, a flanging of the hold-down is facilitated, and a housing of the vibration system may possibly be omitted.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Klemmring an dem Booster angeordnet ist, und dort insbesondere an einem Bereich des Boosters, in dem eine Schwingungsamplitude der Schwingung höchstens 25%, insbesondere höchstens 10%, einer maximalen longitudinalen Schwingungsamplitude des Schwingsystems beträgt. Zwar dient der Booster dazu, die Schwingungsamplitude zu vergrößern, jedoch ergeben sich bei der Ausbildung der longitudinalen Wellen Bereiche, in denen die Schwingungsamplitude sehr gering, vorzugsweise sogar Null wird (Schwingungsknoten). Wenn der Klemmring nun möglichst nahe an diesem Bereich angeordnet wird, werden möglichst wenige Schwingungen vom Schwingsystem über den Klemmring auf den Rest der Stanznietvorrichtung übertragen.It is particularly preferred when the clamping ring is arranged on the booster, and there in particular at a region of the booster, in which a vibration amplitude of the vibration is at most 25%, in particular at most 10%, a maximum longitudinal vibration amplitude of the vibration system. Although the booster serves to increase the oscillation amplitude, in the case of the formation of the longitudinal waves, regions arise in which the oscillation amplitude becomes very low, preferably even zero (oscillation node). If the clamping ring is now arranged as close as possible to this area, as few vibrations as possible are transmitted from the oscillating system via the clamping ring to the rest of the punch riveting device.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der Booster und die Sonotrode zusammen als ein Bauteil (also einteilig), und damit auch aus einem bzw. demselben Werkstoff, ausgebildet sind. Im Gegensatz zu einer zweiteiligen Ausbildung von Booster und Sonotrode, was dann entsprechend ein Aneinanderfügen erfordert, bietet die Ausbildung als ein Bauteil den Vorteil geringerer Längentoleranzen des Schwingsystems, da nur ein Bauteil aus auch nur einem Werkstoff hergestellt werden muss, was dann für beide Komponenten die gleiche Schallausbreitungsgeschwindigkeit bedeutet. Eine Streuung der Schallausbreitungsgeschwindigkeit würde eine Streuung der Länge des Schwingsystems bedeuten, die auf die Wellenlänge abgestimmt sein muss, da die Frequenz hierbei in aller Regel konstant ist. Zudem ergibt sich damit eine einfachere Wartung des Schwingsystems, da weniger Einzelkomponenten vorhanden sind. Auch gibt es weniger Dämpfungsverluste durch weniger Oberflächen bzw. Schnittstellen zwischen Einzelkomponenten. Auch ist die Auslegung der Kombination Booster und Sonotrode einfacher als eine getrennte Auslegung beider Einzelkomponenten. Zudem kann ein solches Bauteil einfacher bzw. genauer reproduziert werden als zwei aufeinander abzustimmende Einzelteile.Alternatively or additionally, it is provided that the booster and the sonotrode are formed together as a component (ie in one piece), and thus also from the same material. In contrast to a two-part design of booster and sonotrode, which then requires a joining together, the training as a component offers the advantage of lesser length tolerances of the vibration system, since only one component must be made of even one material, which then for both components same sound propagation speed means. A dispersion of the sound propagation velocity would mean a dispersion of the length of the vibration system, which must be tuned to the wavelength, since the frequency is usually constant in this case. In addition, this results in a simpler maintenance of the vibration system, since fewer individual components are available. There are also fewer loss losses due to fewer surfaces or interfaces between individual components. Also, the design of the combination booster and sonotrode is easier than a separate interpretation of both individual components. In addition, such a component can be simpler or more accurately reproduced as two individual parts to be matched.

Jede der angeführten Alternativen ermöglicht dabei nicht nur eine kompaktere Ausgestaltung der Stanznietvorrichtung bzw. des Schwingsystems, sondern auch eine einfachere und schnellere Wartung derselben.Each of the listed alternatives not only allows a more compact design of the punch rivet device or the oscillating system, but also easier and faster maintenance of the same.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Stanznietvorrichtung, die zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile mittels eines Niets dient und bei der zwischen einem Stempel und einem Gegenhalter die wenigstens zwei Bauteile und der Niet anordenbar sind, und bei der mittels eines Antriebs eine Kraft auf den Stempel zum Eindrücken eines angeordneten Niets in die wenigstens zwei Bauteile in Fügerichtung ausübbar ist. Dabei ist ein erfindungsgemäßes Schwingsystem vorgesehen.The invention furthermore relates to a punch rivet device which serves to connect at least two components by means of a rivet and in which at least two components and the rivet can be arranged between a ram and a counter holder, and in which a force is applied to the ram for impressing by means of a drive an arranged rivet in the at least two components in the joining direction can be exercised. In this case, an inventive vibration system is provided.

Hinsichtlich der Vorteile sowie weiterer bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schwingsysteme sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen zur erfindungsgemäßen Stanznietvorrichtung verwiesen, die hier entsprechend gelten.With regard to the advantages and further preferred embodiments of the oscillating systems according to the invention, reference is made to the above statements on the punch riveting apparatus according to the invention, which apply here correspondingly, in order to avoid repetition.

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

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

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform. 1 schematically shows a punch riveting apparatus according to the invention in a preferred embodiment.
  • 2 zeigt schematisch eine Fertigungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Stanznietvorrichtung. 2 shows schematically a production line with a punch riveting device according to the invention.
  • 3a bis 3d zeigen schematisch ein erfindungsgemäße Schwingsystem in verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen. 3a to 3d show schematically a vibration system according to the invention in various preferred embodiments.
  • 4a und 4 zeigen ein nicht erfindungsgemäßes Schwingsystem und ein erfindungsgemäßes Schwingsystem in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform im Vergleich. 4a and 4 show a non-inventive oscillation system and a vibration system according to the invention in a further preferred embodiment in comparison.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung 10 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, hier als Ultraschall-Stanznietvorrichtung. Die Stanznietvorrichtung 10 weist einen Rahmen 60 auf, der vorzugsweise in Form eines C-Rahmens oder C-Bügels vorliegt, an welchem die einzelnen Komponenten bei einer Stanznietvorrichtung in der Regel angeordnet sind, um die gewünschte Position zueinander einnehmen zu können.In 1 schematically is a punch riveting device according to the invention 10 shown in a preferred embodiment, here as ultrasonic punch riveting. The punch riveting device 10 has a frame 60 on, which is preferably in the form of a C-frame or C-bracket, on which the individual components are arranged in a punch riveting usually in order to take the desired position to each other can.

Über den Rahmen 60 kann die Stanznietvorrichtung 10 beispielsweise an einem Arm zur Bewegung im Raum befestigt sein. Hierzu sind beispielhaft drei mögliche Anflanschstellen 61 am Rahmen 60 gezeigt, und zwar oben am Rahmen, oben rechts sowie auf der Seite im unteren Bereich rechts. Es versteht sich, dass eine dieser Anflanschstellen ausreicht, es können jedoch auch mehrere davon vorgesehen sein, sodass beim Anbringen eine gewünschte ausgewählt werden kann.About the frame 60 can the punch rivet device 10 for example, be attached to an arm for movement in space. For this purpose, for example, three possible Anflanschstellen 61 at the frame 60 shown at the top of the frame, top right and on the bottom right side of the page. It is understood that one of these Anflanschstellen sufficient, but it can also be provided several of them, so that when you attach a desired can be selected.

Die Stanznietvorrichtung 10 weist einen Stempel 15 auf, beispielhaft mit einem runden Querschnitt, der in Längsrichtung beweglich angeordnet ist. Der Stempel 15 dient hier auch als Sonotrode. Insbesondere ist der Stempel 15 mit einem Antrieb 50 gekoppelt, der dazu dient, eine zum Eindrücken des Niets 20 in die beiden Bauteile 11, 12 benötigte Kraft F aufzubringen. Der Antrieb 50 kann beispielsweise mittels der Recheneinheit 95 gesteuert werden.The punch riveting device 10 has a stamp 15 on, by way of example with a circular cross-section, which is arranged to be movable in the longitudinal direction. The Stamp 15 also serves as sonotrode here. In particular, the stamp 15 with a drive 50 coupled, which serves to one for pressing in the rivet 20 in the two components 11 . 12 required force F to apply. The drive 50 For example, by means of the arithmetic unit 95 being controlled.

Bei dem Antrieb 50 kann es sich beispielsweise um einen Antrieb mit Kugel-, Rollen- oder Planetengewindetrieb oder dergleichen handeln, der dazu geeignet ist, eine Kraft F zum Eindrücken eines Niets 20 als Fügeelement in die Bauteile 11, 12 aufzubringen.At the drive 50 it may be, for example, a drive with ball, roller or planetary screw or the like, which is adapted to a force F for pressing a rivet 20 as a joining element in the components 11 . 12 applied.

Der Stempel bzw. die Sontrode 15 ist über einen Booster (sog. Amplitudenverstärker) 31 mit einem Schwingungskonverter 30 wirkverbunden, vorzugsweise mit diesem Booster als ein Bauteil ausgebildet, sodass Ultraschall-Schwingungen auf den Stempel 15 und damit den Niet 20 übertragbar sind. Insbesondere werden dabei Ultraschallschwingungen mit einer Schwingweite (Abstand zwischen maximaler positiver und negativer Amplitude einer Schwingung) zwischen 10 µm und 110 µm (entspricht einer Amplitude von 5 µm bis 55 µm) und einer Frequenz zwischen 15 kHz und 35 kHz oder ggf. auch höher erzeugt.The stamp or the Sontrode 15 is via a booster (so-called amplitude amplifier) 31 with a vibration converter 30 operatively connected, preferably formed with this booster as a component, so that ultrasonic vibrations on the stamp 15 and with it the rivet 20 are transferable. In particular, ultrasonic vibrations with an amplitude (distance between the maximum positive and negative amplitude of a vibration) between 10 .mu.m and 110 .mu.m (corresponding to an amplitude of 5 .mu.m to 55 .mu.m) and a frequency between 15 kHz and 35 kHz or possibly higher generated ,

Ein Signalgenerator 32 als Schwingungserzeuger kann an die Recheneinheit 95 angebunden und von dieser angesteuert werden. Zudem kann der Schwingungserzeuger 32 über eine Schnittstelle 37 und einen Leitungsabschnitt 38 an den Schwingungskonverter 30 angebunden sein. Der Leitungsabschnitt 38 wiederum ist vorzugsweise über ein Umlenkbauteil 36 derart an dem oberen Ende des Schwingungskonverters 30 angebracht, dass der Leitungsabschnitt in Fügerichtung R gesehen seitlich bzw. radial herausgeführt ist. Der Booster 31 und damit der Schwingungskonverter 30 sowie der Stempel bzw. die Sonotrode 15 bilden ein Schwingsystem 39 und sind über einen Klemmring 40, der am Booster angeordnet ist und diesen klemmend umgibt, und eine Halterung 35 an dem Antrieb 50 befestigt, sodass die Kraft vom Antrieb über ein in Fügerichtung R gelegenes Ende des Klemmrings 40 auf das Schwingsystem 39 übertragen wird.A signal generator 32 as a vibration generator can to the arithmetic unit 95 be connected and controlled by this. In addition, the vibrator 32 via an interface 37 and a line section 38 to the vibration converter 30 be connected. The pipe section 38 in turn, is preferably via a deflecting component 36 such at the upper end of the vibration converter 30 attached that the line section is seen in the joining direction R led out laterally or radially. The booster 31 and thus the vibration converter 30 as well as the stamp or the sonotrode 15 form a vibrational system 39 and are via a clamping ring 40 , which is arranged on the booster and surrounding it by clamping, and a holder 35 on the drive 50 attached, so that the force from the drive via a lying in the joining direction R end of the clamping ring 40 on the vibration system 39 is transmitted.

Auf der dem Stempel 15 gegenüberliegenden Seite der beiden Bauteile 11, 12 ist ein Gegenhalter in Form einer Matrize 18 angeordnet. Der Stempel 15 ist in vertikaler Richtung beweglich angeordnet und relativ zur Matrize 18 bewegbar. Ein hier mittels Federelementen 17 am Klemmring 40 befestigter Niederhalter16 und die Matrize 18 dienen dazu, die beiden Bauteile 11, 12 zwischen dem Schwingsystem 39 und der Matrize 18 während der Bearbeitung durch den Stempel 15 einzuspannen bzw. zusammenzudrücken.On the stamp 15 opposite side of the two components 11 . 12 is a counterholder in the form of a die 18 arranged. The Stamp 15 is arranged movable in the vertical direction and relative to the die 18 movable. A here by means of spring elements 17 on the clamping ring 40 attached hold-down16 and the die 18 serve to the two components 11 . 12 between the vibrating system 39 and the matrix 18 during processing by the stamp 15 clamp or compress.

Der Niet 20, hier beispielhaft ein Halbhohlniet, besteht bevorzugt aus einem gegenüber den Werkstoffen der beiden Bauteile 11, 12 härteren Material, zumindest im Bereich eines Nietschafts. Die dem Bauteil 11 abgewandte, ebene Oberseite des Niets ist in Wirkverbindung mit dem Stempel 15 angeordnet, der an der Oberseite des Niets 20 flächig anliegt.The rivet 20 , here by way of example a Halbhohlniet, preferably consists of a relation to the materials of the two components 11 . 12 harder material, at least in the area of a rivet shaft. The component 11 facing away, flat top of the rivet is in operative connection with the stamp 15 Arranged at the top of the rivet 20 lies flat.

Weiterhin ist eine Zuführeinheit 90 mit einem Profilschlauch vorgesehen, die der Zuführung der Niete dient. Über den Profilschlauch können Niete einzeln zugeführt werden, sodass für jeden neuen Nietvorgang ein neuer Niet zur Verfügung steht.Furthermore, a feed unit 90 provided with a profile tube, which serves to supply the rivet. Rivets can be supplied individually via the profile hose so that a new rivet is available for each new riveting operation.

In 2 ist vereinfacht und schematisch eine Fertigungsanlage 100 mit einer Stanznietvorrichtung 10 in einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel für eine Verwendung der Stanznietvorrichtung dargestellt. Bei der Fertigungsanlage kann es sich beispielsweise um einen Industrieroboter, beispielsweise für einen automobilen Karosseriebau, handeln.In 2 is simplified and schematically a manufacturing plant 100 with a punch riveting device 10 illustrated in a preferred embodiment as an example of a use of the punch riveting apparatus. The production plant can be, for example, an industrial robot, for example for an automobile body shop.

Die Fertigungsanlage 100 weist dabei eine auf einem Boden angeordnete Trägerstruktur 3 und zwei daran angeordnete, miteinander verbundene und bewegliche Arme 4 und 5 auf. The manufacturing plant 100 in this case has a support structure arranged on a floor 3 and two arms connected and movable thereon 4 and 5 on.

Am Ende des Armes 5 ist eine Ultraschall-Stanznietvorrichtung 10, wie sie beispielsweise in 1 detaillierter gezeigt ist, angeordnet.At the end of the arm 5 is an ultrasonic punch riveting device 10 as they are for example in 1 is shown in more detail.

In den 3a bis 3d sind schematisch erfindungsgemäße Schwingsysteme 39 in verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen dargestellt, wie sie beispielsweise auch in der Stanznietvorrichtung gemäß 1 verwendet werden können. Von dem Schwingsystem 39 sind hier jeweils der Schwingungskonverter 30, der Booster 31 sowie die Sonotrode 15, die den Stempel umfasst, gezeigt.In the 3a to 3d are schematically vibrating systems according to the invention 39 represented in various preferred embodiments, as for example, in the punch riveting according to 1 can be used. From the vibration system 39 Here are each the vibration converter 30 , the booster 31 as well as the sonotrode 15 showing the stamp, shown.

Im Beispiel gemäß 3a ist am entgegen der Fügerichtung gelegenen Ende, hier dem oberen Ende, des Schwingungskonverters 30 ein Umlenkbauteil 36 vorgesehen, an dem ein Leitungsabschnitt 38 angebracht ist, an dessen dem Umlenkbauteil 36 fernen Ende wiederum eine Schnittstelle 37 vorgesehen ist. Über die Schnittstelle 37, die besonders gut zugänglich ist, kann - wie auch in 1 gezeigt - ein Schwingungserzeuger bzw. Signalgenerator angebunden werden.In the example according to 3a is at the opposite end of the joining direction, here the upper end of the Schwingungskonverters 30 a deflecting component 36 provided, on which a line section 38 is attached, on whose the deflecting component 36 Once again, there is an interface 37 is provided. About the interface 37 , which is particularly accessible, can - as well as in 1 shown - a vibrator or signal generator are connected.

Bei dem Leitungsabschnitt 38 kann es sich beispielsweise um ein Hochfrequenzkabel handeln. Das Umlenkbauteil 36 dient dazu, hochfrequente Signale in einem Winkel, hier 90°, von dem Leitungsabschnitt 38 in den Schwingungskonverter 30 zu transportieren. Somit ist kein gebogenes Kabel nötig, wodurch der nötige Bauraum reduziert wird. Zudem kann durch die durch den Leitungsabschnitt 38 seitlich herausgeführte Schnittstelle 37 der Anschluss des Signalgenerators aufgrund einfacherer Zugänglichkeit erleichtert werden.At the pipe section 38 it may be, for example, a high-frequency cable. The deflecting component 36 serves to high-frequency signals at an angle, here 90 °, of the line section 38 in the vibration converter 30 to transport. Thus, no bent cable is necessary, whereby the necessary space is reduced. In addition, by the through the line section 38 laterally led out interface 37 the connection of the signal generator can be facilitated due to easier accessibility.

Weiterhin ist ein Klemmring 40 gezeigt, der hier am Booster 31 angeordnet ist. Dabei ist der Klemmring 40 derart angeordnet, dass die Kraft F von dem Antrieb (auch in 1 gezeigt, dort als vom Antrieb ausgehend) über ein in Fügerichtung, hier unten, gelegenes Ende des Klemmrings 40 auf den Stempel bzw. die Sonotrode 15 ausübbar ist. Damit wird eine kompaktere Anordnung des Schwingsystems 39 in der Stanznietvorrichtung erreicht, wie auch in 1 zu sehen ist.Furthermore, a clamping ring 40 shown here at the booster 31 is arranged. Here is the clamping ring 40 arranged such that the force F from the drive (also in 1 shown there as starting from the drive) via an in joining direction, down here, located end of the clamping ring 40 on the stamp or the sonotrode 15 exercisable. This is a more compact arrangement of the vibration system 39 reached in the punch riveting, as well as in 1 you can see.

Zudem ist der Klemmring an einem Bereich des Boosters 31 angeordnet ist, in dem eine longitudinale Schwingungsamplitude A der Schwingung sehr gering, möglichst Null, ist. Hierzu ist die longitudinale Schwingungsamplitude A einer sich in dem Schwingsystem ausbildenden Schwingung gezeigt. Während am unteren Ende der Sonotrode 15 die Schwingungsamplitude maximal ist, gibt es dazwischen Stellen mit geringer bis gar keiner Schwingungsamplitude. Der Booster 31 und die Sonotrode 15 sind dabei jeweils, zumindest in etwa, eine halbe Wellenlänge lang, was mit A/2 bezeichnet ist, sodass sich eine entsprechende Verstärkung der Amplitude ergeben kann.In addition, the clamping ring is at one area of the booster 31 is arranged, in which a longitudinal oscillation amplitude A the vibration is very low, zero as possible. For this purpose, the longitudinal oscillation amplitude A a vibration forming in the vibration system is shown. While at the bottom of the sonotrode 15 the oscillation amplitude is maximal, there are places with little to no oscillation amplitude. The booster 31 and the sonotrode 15 are in each case, at least approximately, half a wavelength long, something with A / 2 is designated, so that there may be a corresponding amplification of the amplitude.

In den 3b bis 3c sind weitere Beispiele hinsichtlich der Anordnung der Schnittstelle 37 am Schwingungskonverter 30 dargestellt. Gemäß 3b ist beispielsweise nur die Schnittstelle 38 vorgesehen, die unmittelbar am Schwingungskonverter 30, hier am entgegen der Fügerichtung R gelegenen Ende, aber seitlich angeordnet ist.In the 3b to 3c are further examples regarding the arrangement of the interface 37 at the vibration converter 30 shown. According to 3b For example, it's just the interface 38 provided directly on the vibration converter 30 , here on the opposite end of the joining direction R, but is arranged laterally.

Gemäß 3c ist ebenfalls nur die die Schnittstelle 38 vorgesehen, auch seitlich, aber hier am in Fügerichtung R gelegenen Ende des Schwingungskonverters 30. Gemäß 3d ist die Schnittstelle 37 mittelbar über einen Leitungsabschnitt und ein weiteres Anschlusselement 36', das ähnlich dem Umlenkbauteil sein kann, angebunden, und zwar mittig und seitlich am Schwingungskonverter.According to 3c is also just the interface 38 provided, also laterally, but here at the joining direction R located at the end of the Schwingungskonverters 30 , According to 3d is the interface 37 indirectly via a line section and another connection element 36 ' , which may be similar to the Umlenkbauteil, tethered, namely centrally and laterally on the vibration converter.

Es versteht sich, dass je nach Bedarf auch weitere Varianten möglich sind, beispielsweise indem bei den gezeigten Beispielen an einer bestimmten Position der Anbindung anstatt nur der Schnittstelle auch zusätzlich ein Leitungsabschnitt, ggf. mit Anschlusselement, verwendet wird.It goes without saying that other variants are possible as required, for example, in the examples shown at a certain position of the connection instead of just the interface also a line section, possibly with connection element, is used.

In den 4a und 4 sind ein nicht erfindungsgemäßes Schwingsystem 39' (in 4a) und ein erfindungsgemäßes Schwingsystem 39 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (in 4b) im Vergleich gezeigt. An dem Booster 31 ist dabei jeweils in etwa mittig eine Schnittstelle für den Klemmring, wie er beispielsweise in den 1 und 3 gezeigt ist, vorgesehen. Es sei angemerkt, dass von den Schwingsystemen jeweils der Schwingungskonverter - wie er beispielsweise in den 1 und 3 gezeigt ist - nicht dargestellt ist.In the 4a and 4 are a non-inventive vibration system 39 ' (in 4a) and a vibration system according to the invention 39 in a further preferred embodiment (in 4b) shown in comparison. On the booster 31 is in each case approximately in the middle an interface for the clamping ring, as he, for example, in the 1 and 3 is shown provided. It should be noted that of the vibrating systems each of the vibration converter - as he, for example, in the 1 and 3 is shown - not shown.

Während bei dem Schwingsystem 39' in 4a der Booster 31 und die Sonotrode 15 zwei getrennte und dann zusammengefügte Bauteile sind, sind der Booster 31 und die Sonotrode 15 beim Schwingsystem 39 in 4b als ein Bauteil ausgeführt. Der Vorteil des Schwingsystems 39 in 4b ist dabei, von der nicht nötigen Verbindung zweier einzelner Bauteile abgesehen, dass Booster und Sonotrode nicht jeweils eine halbe Wellenlänge lang sein müssen bzw. darauf ausgelegt werden müssen, sondern dass insgesamt nur das kombinierte Bauteil eine Wellenlänge λ lang sein muss. Dies erleichtert die Auslegung, die Herstellung und es reduziert auch die Fertigungstoleranzen bei der Herstellung mehrerer BauteileWhile in the vibration system 39 ' in 4a the booster 31 and the sonotrode 15 are two separate and then assembled components are the booster 31 and the sonotrode 15 at the vibration system 39 in 4b executed as a component. The advantage of the vibration system 39 in 4b is apart from the unnecessary connection of two individual components that booster and sonotrode must not each be half a wavelength long or need to be designed, but that in total only the combined component must be a wavelength λ long. This facilitates the design, the production and it also reduces the manufacturing tolerances in the production of multiple components

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2318161 B1 [0003]EP 2318161 B1 [0003]
  • DE 102014203757 A1 [0003]DE 102014203757 A1 [0003]

Claims (11)

Schwingsystem (39) für eine Stanznietvorrichtung, die zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile (11, 12) mittels eines Niets (20) dient und bei der zwischen einem Stempel (15) und einem Gegenhalter (18, 18') die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) und der Niet (20) anordenbar sind, und bei der mittels eines Antriebs (50) eine Kraft (F) auf den Stempel (15) zum Eindrücken eines angeordneten Niets (20) in die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) in Fügerichtung (R) ausübbar ist, wobei das Schwingsystem (39) mit einem Schwingungserzeuger (32) verbindbar ist, einen Schwingungskonverter (30), einen Booster (30) und eine Sonotrode, die den Stempel (15) umfasst, aufweist, und zur Erzeugung einer Schwingung dient, wobei mittels des Schwingsystems (39) der Niet (20) beim Eindrücken in die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) in Schwingung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schwingungskonverter (30) eine Schnittstelle (38) vorgesehen ist, über welche das Schwingsystem (39) mit dem Schwingungserzeuger (32) verbindbar ist, wobei die Schnittstelle (37) in Bezug auf die Fügerichtung (R) seitlich von dem Ende des Schwingungskonverters (30) weggeführt ist, und/oder dass an dem Schwingsystem (39) ein Klemmring (40) derart angeordnet ist, dass die Kraft (F) von dem Antrieb (50) über ein in Fügerichtung (R) gelegenes Ende des Klemmrings (40) auf den Stempel (15) ausübbar ist, und/oder dass der Booster (31) und die Sonotrode zusammen als ein Bauteil ausgebildet sind.Oscillating system (39) for a punch riveting device, which serves for connecting at least two components (11, 12) by means of a rivet (20) and in which the at least two components (11, 11) are connected between a ram (15) and a counterholder (18, 18 ') , 12) and the rivet (20) are locatable, and in which by means of a drive (50) a force (F) on the punch (15) for pressing an arranged rivet (20) in the at least two components (11, 12) in the joining direction (R) is exercisable, wherein the oscillating system (39) with a vibration generator (32) is connectable, a vibration converter (30), a booster (30) and a sonotrode, which comprises the punch (15) comprises, and Generation of a vibration is used, wherein by means of the oscillating system (39) of the rivet (20) upon insertion into the at least two components (11, 12) is vibrated, characterized in that on the vibration converter (30) an interface (38) is provided is, over which the oscillating system (39) with the Vibration generator (32) is connectable, wherein the interface (37) with respect to the joining direction (R) laterally away from the end of the vibration converter (30) is guided away, and / or that on the vibration system (39) a clamping ring (40) arranged in that the force (F) can be exerted on the punch (15) by the drive (50) via an end of the clamping ring (40) in the joining direction (R), and / or in that the booster (31) and the sonotrode together are formed as a component. Schwingsystem (39) nach Anspruch 1, wobei an dem Schwingungskonverter (30) die Schnittstelle (37) vorgesehen ist, wobei die Schnittstelle (37) in Bezug auf die Fügerichtung (R) seitlich in einem Winkel von zwischen 45° und 135°, insbesondere zwischen 85° und 95°, insbesondere 90°, von dem Schwingungskonverter (30) weggeführt ist.Oscillation system (39) after Claim 1 wherein the interface (37) is provided on the oscillation converter (30), the interface (37) being laterally inclined at an angle of between 45 ° and 135 °, in particular between 85 ° and 95 °, with respect to the joining direction (R). in particular 90 °, is led away from the vibration converter (30). Schwingsystem (39) nach Anspruch 1 oder 2, wobei an dem Schwingungskonverter die Schnittstelle vorgesehen ist, und wobei die Schnittstelle über einen Leitungsabschnitt (38) an dem Schwingungskonverter (30) angebunden ist.Oscillation system (39) after Claim 1 or 2 , wherein the interface is provided on the vibration converter, and wherein the interface via a line section (38) is connected to the vibration converter (30). Schwingsystem (39) nach Anspruch3, wobei der Leitungsabschnitt (38) mittels eines Umlenkbauteils (36) an dem Schwingungskonverter (30) befestigt ist.The oscillating system (39) of claim 3, wherein the conduit section (38) is secured to the vibration converter (30) by means of a diverter member (36). Schwingsystem (39) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an dem Schwingungskonverter die Schnittstelle vorgesehen ist, und wobei die Schnittstelle (38) mittelbar oder unmittelbar an einem entgegen der Fügerichtung (R) oder in Fügerichtung gelegenen Ende des Schwingungskonverters, und/oder seitlich an dem Schwingungskonverter (30) angebunden ist.Oscillating system (39) according to any one of the preceding claims, wherein on the vibration converter, the interface is provided, and wherein the interface (38) directly or indirectly at a direction opposite to the joining direction (R) or in the joining direction end of the Schwingungskonverters, and / or laterally the vibration converter (30) is connected. Schwingsystem (39) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an dem Schwingsystem (39) der Klemmring (40) angeordnet ist und wobei der Klemmring (40) an dem Booster (31) angeordnet ist.Oscillating system (39) according to one of the preceding claims, wherein on the oscillating system (39) of the clamping ring (40) is arranged and wherein the clamping ring (40) on the booster (31) is arranged. Schwingsystem (39) nach Anspruch 6, wobei der Klemmring (40) an einem Bereich des Boosters (31) angeordnet ist, in dem eine Schwingungsamplitude (A) der Schwingung höchstens 25%, insbesondere höchstens 10%, einer maximalen longitudinalen Schwingungsamplitude des Schwingsystems (39) beträgt.Oscillation system (39) after Claim 6 in that the clamping ring (40) is arranged on a region of the booster (31) in which a vibration amplitude (A) of the vibration is at most 25%, in particular at most 10%, of a maximum longitudinal vibration amplitude of the vibration system (39). Schwingsystem (39) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Schwingsystem (39) über den Klemmring (40) mit einer Halterung (35) verbunden ist, mittels welcher das Schwingsystem (39) in der Stanznietvorrichtung (10) gehaltert werden kann.Oscillation system (39) according to one of Claims 6 or 7 in that the oscillating system (39) is connected via the clamping ring (40) to a holder (35) by means of which the oscillating system (39) can be held in the punch riveting device (10). Schwingsystem (39) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schwingungskonverter (30) als Piezo-Konverter ausgebildet ist.Oscillating system (39) according to one of the preceding claims, wherein the vibration converter (30) is designed as a piezo-converter. Stanznietvorrichtung (10) zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile (11, 12) mittels eines Niets (20), mit einem Stempel (15) und einem Gegenhalter (18, 18'), zwischen welchen die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) und der Niet (20) anordenbar sind, mit einem Antrieb (50), mittels dessen eine Kraft (F) auf den Stempel (15) zum Eindrücken eines angeordneten Niets (20) in die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) in Fügerichtung (R) ausübbar ist, und mit einem Schwingsystem (39) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Punching riveting device (10) for connecting at least two components (11, 12) by means of a rivet (20), with a punch (15) and a counter - holder (18, 18 '), between which the at least two components (11, 12) and the Rivet (20) can be arranged, with a drive (50) by means of which a force (F) on the punch (15) for pressing an arranged rivet (20) in the at least two components (11, 12) in the joining direction (R) is exercisable, and with a vibration system (39) according to any one of the preceding claims. Stanznietvorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei der Schwingungserzeuger (32) als Schallgenerator, insbesondere als Ultraschallgenerator ausgebildet ist.Punch riveting device (10) after Claim 10 , wherein the vibration generator (32) is designed as a sound generator, in particular as an ultrasonic generator.
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CN201811634270.2A CN109986017B (en) 2018-01-02 2018-12-29 Vibration system and press riveting device
CN201910000705.6A CN109986018B (en) 2018-01-02 2019-01-02 Mounting unit for a press-riveting device, press-riveting device and method for producing same

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DE (1) DE102018200012A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021032730A1 (en) 2019-08-20 2021-02-25 Voith Patent Gmbh Hold-down device for a process during stamping and/or riveting

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018203720A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Robert Bosch Gmbh Stanznietvorrichtung
CN111250963A (en) * 2020-04-07 2020-06-09 南京航空航天大学 Mechanical connection interference nail inserting device for composite material component and using method
CN115401154B (en) * 2022-10-11 2023-04-14 沈阳工业大学 Automatic drilling and riveting tail end execution device for longitudinal-torsional ultrasonic vibration

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2318161A1 (en) 2008-07-30 2011-05-11 Henrob Limited Joining apparatus and method
DE102014203757A1 (en) 2014-02-28 2015-09-03 Robert Bosch Gmbh Method for connecting at least two components in the stamped riveting method, device for carrying out the method, manufacturing device and use of the method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859355C2 (en) * 1998-12-22 2003-04-30 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh Device for joining metallic materials
CN2912864Y (en) * 2006-06-02 2007-06-20 杭州成功超声设备有限公司 Ultrasonic wave rivet machine
DE102009002298A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Robert Bosch Gmbh Device for processing a packaging material by means of ultrasound
CN102201636A (en) * 2010-03-23 2011-09-28 黄廷彰 Multi-angle electric connecting device
CN102842699B (en) * 2011-06-24 2016-02-24 精工电子有限公司 Electrochemical cell and manufacture method thereof
DE102014224600A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Punch riveting pliers with punch rivet holder
DE102014224596B4 (en) * 2014-12-02 2022-03-24 Robert Bosch Gmbh Self-piercing rivet pliers with vibration support in X design
DE102015214014A1 (en) * 2015-07-24 2017-01-26 Robert Bosch Gmbh Punch riveting device and manufacturing device
CN107009200A (en) * 2017-05-22 2017-08-04 东北大学 A kind of five axle multi-dimensional ultrasound burnishing devices of high accuracy

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2318161A1 (en) 2008-07-30 2011-05-11 Henrob Limited Joining apparatus and method
DE102014203757A1 (en) 2014-02-28 2015-09-03 Robert Bosch Gmbh Method for connecting at least two components in the stamped riveting method, device for carrying out the method, manufacturing device and use of the method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021032730A1 (en) 2019-08-20 2021-02-25 Voith Patent Gmbh Hold-down device for a process during stamping and/or riveting
DE102019122276A1 (en) * 2019-08-20 2021-02-25 Voith Patent Gmbh The invention relates to a hold-down device for a punching and / or riveting process

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