DE102022119071A1

DE102022119071A1 - One-piece counter tool of a setting device, one-piece stamp of a setting device and a corresponding setting device

Info

Publication number: DE102022119071A1
Application number: DE102022119071.4A
Authority: DE
Inventors: Franz Ferdinand Menne; Michael Brand
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2024-02-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein einstückig ausgebildetes Gegenwerkzeug (1; 3; 4; 5; 7) sowie einen einstückig ausgebildeten Stempel (9) einer Setzvorrichtung zum Setzen von Stanznieten oder zum Durchsetzfügen, wobei das Gegenwerkzeug insbesondere ein einstückig ausgebildeter Amboss oder eine einstückig ausgebildete Matrize ist. Das Gegenwerkzeug umfasst einen Grundkörper (10) mit einem ersten (12) und einem zweiten axiale Ende (14) sowie einem ersten Bereich (16) mit einem ersten Außendurchmesser und einem zweiten Be-reich (18) mit einem zweiten Außendurchmesser Da, der größer ist als der erste Außendurchmesser, einen Fluidkanal (30), der sich vom ersten axialen Ende (12) in Richtung des zweiten axialen Endes (14) in den Grundkörper (10) erstreckt, so dass ein Eingang (32) des Fluidkanals (30) am ersten axialen Ende (12) vorhanden ist, wobei der Fluidkanal (30) einen, vorzugsweise geradlinigen, ersten Kanalbereich (36) und einen krummlinigen zweiten Kanalbereich (38) aufweist und der krummlinige zweite Kanalbereich (38) im zweiten Bereich (18) mit dem zweiten Außendurchmesser Daund radial auswärts bezogen auf den ersten Kanalbereich (16) angeordnet ist, so dass der Fluidkanal (30) den zweiten Bereich (18) zumindest teilweise durchsetzt oder durchzieht, wobei der Fluidkanal (30) einseitig geschlossen ausgebildet ist oder ein Ausgang (34) des Fluidkanals (30) im ersten axialen Ende (12) ist benachbart zum Eingang (32) des Fluidkanals (30) ausgebildet. Der Stempel (9) ist analog gestaltet.The present invention discloses a one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) and a one-piece punch (9) of a setting device for setting punch rivets or for clinching, the counter tool being in particular a one-piece anvil or a one-piece die is. The counter tool comprises a base body (10) with a first (12) and a second axial end (14) and a first region (16) with a first outside diameter and a second region (18) with a second outside diameter Da, which is larger is, as the first outer diameter, a fluid channel (30) which extends from the first axial end (12) towards the second axial end (14) into the base body (10), so that an entrance (32) of the fluid channel (30) at the first axial end (12), the fluid channel (30) having a, preferably rectilinear, first channel region (36) and a curvilinear second channel region (38) and the curvilinear second channel region (38) in the second region (18). the second outer diameter Da and is arranged radially outward with respect to the first channel region (16), so that the fluid channel (30) at least partially penetrates or passes through the second region (18), the fluid channel (30) being designed to be closed on one side or an outlet ( 34) of the fluid channel (30) in the first axial end (12) is formed adjacent to the entrance (32) of the fluid channel (30). The stamp (9) is designed analogously.

Description

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein einstückig ausgebildetes Gegenwerkzeug einer Setzvorrichtung zum Setzen von Stanznieten oder zum Durchsetzfügen, einen einstückig ausgebildeten Stempel einer Setzvorrichtung zum Setzen von Stanznieten oder zum Durchsetzfügen, eine entsprechende Setzvorrichtung sowie ein Herstellungsverfahren eines einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs oder eines einstückig ausgebildeten Stempels und ein Verfahren zur Kontrolle des einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs und/oder des einstückig ausgebildeten Stempels.The present invention relates to a one-piece counter tool of a setting device for setting punch rivets or for clinching, a one-piece stamp of a setting device for setting punch rivets or for clinching, a corresponding setting device and a manufacturing method of a one-piece counter tool or a one-piece punch and a method for checking the one-piece counter tool and/or the one-piece stamp.

2. Hintergrund der Erfindung2. Background of the invention

Bei der Verwendung eines Umformwerkzeugs, wie zum Beispiel einer Stanznietmatrize oder eines Stempels, in einer Setzvorrichtung, muss das Umformwerkzeug auf Beschädigungen oder Verschleiß kontrolliert werden. Durch diese Kontrolle soll insbesondere geklärt werden, ob das Umformwerkzeug zu stark beschädigt ist, um richtlinienkonforme Verbindungen zu erzeugen.When using a forming tool, such as a punch rivet die or a punch, in a setting device, the forming tool must be checked for damage or wear. This check is intended, in particular, to clarify whether the forming tool is too damaged to produce connections that comply with the guidelines.

Bei Setzvorrichtungen kann dies beispielsweise in regelmäßigen Abständen durch eine manuelle Sichtkontrolle oder eine automatisierte optische Zustandskontrolle erfolgen.In the case of setting devices, this can be done at regular intervals, for example, through a manual visual inspection or an automated optical condition check.

Ein Nachteil der manuellen Sichtkontrolle ist, dass diese mit einem hohen Zeitaufwand und Arbeitsaufwand verbunden ist. Daher kann diese Kontrolle nicht nach jedem Fügepunkt durchgeführt werden. Vielmehr erfolgt die manuelle Sichtkontrolle in definierten Zeitabständen.A disadvantage of manual visual inspection is that it requires a lot of time and effort. Therefore, this check cannot be carried out after every joining point. Rather, the manual visual inspection is carried out at defined time intervals.

Ein Nachteil der automatischen optischen Zustandskontrolle ist, dass diese aufgrund des erforderlichen Material- und Personaleinsatzes besonders kostenintensiv ist. So ist beispielsweise ein spezielles Kamerasystem erforderlich, dessen Linsen regelmäßig gereinigt werden müssen. Zudem ist eine Kalibrierung des Systems sowie ein Fehlerbildkatalog erforderlich. Dies zieht einen hohen Aufwand bei der Beschaffung von Fehlerbildern nach sich, da Brüche im Umformwerkzeug sehr unterschiedlich sind. Wie bereits angesprochen ist ebenfalls entsprechend geschultes Fachpersonal erforderlich, um das System zu kontrollieren und zu programmieren, was diese Vorgehensweise ebenfalls teuer macht.A disadvantage of automatic optical condition monitoring is that it is particularly cost-intensive due to the material and personnel required. For example, a special camera system is required whose lenses must be cleaned regularly. In addition, a calibration of the system and an error image catalog are required. This entails a lot of effort when obtaining error images, since breaks in the forming tool are very different. As already mentioned, appropriately trained specialist personnel are also required to control and program the system, which also makes this approach expensive.

Alternativ zu der Sichtkontrolle und der optischen Zustandserkennung können Kraft-Weg-Verläufe der Setzvorrichtung verwendet werden, um ein Versagen des Umformwerkzeugs aufzuzeigen. Diese Vorgehensweise ist jedoch nicht verlässlich, da bei einem Verschleiß oder einer Beschädigung des Umformwerkzeugs das vorgegebene Toleranzband nicht immer verletzt wird. Daher besteht die Gefahr, dass bei der Kontrolle des Zustands mittels der Kraft-Weg-Verläufe Beschädigungen oder ein Verschleiß des Umformwerkzeugs unerkannt bleiben.As an alternative to visual inspection and optical status detection, force-distance curves of the setting device can be used to show failure of the forming tool. However, this procedure is not reliable since the specified tolerance band is not always violated if the forming tool is worn or damaged. There is therefore a risk that damage or wear to the forming tool will remain undetected when checking the condition using the force-distance curves.

Eine alternative Vorgehensweise zur Matrizenzustandserkennung ist in EP 3 141 315 A1 beschrieben. Hier wird eine Matrize in einem Matrizenhalter gehalten, sodass sie bei einem Materialverformungsvorgang betriebsbereit ist. Zwischen dem Matrizenkopf und dem Matrizenhalter ist eine Unterlegscheibe angeordnet. Die Matrize und/oder der Matrizenhalter weisen mindestens einen Gasdurchgang auf, der im Wesentlichen durch mindestens einen Teil der Matrize geschlossen ist. Ein Gas, wie beispielsweise Druckluft, wird über einen mit einer Gasquelle verbundenen Schlauch in ein Ende des Gaskanals gegenüber der Matrize geleitet. Wenn die Matrize gebrochen oder locker ist, entstehen Leckage-Wege, so dass das Gas aus der Matrize und in die Atmosphäre strömen kann. Durch die Erfassung einer Druckänderung des Gases und einer Größe dieser Änderung oder die Erfassung einer Strömungsrate des Gases kann auf den Zustand der Matrize geschlossen werden.An alternative approach to matrix state detection is in EP 3 141 315 A1 described. Here, a die is held in a die holder so that it is ready for use during a material deformation process. A washer is arranged between the die head and the die holder. The die and/or the die holder have at least one gas passage which is essentially closed by at least part of the die. A gas, such as compressed air, is directed into an end of the gas channel opposite the die via a hose connected to a gas source. If the die is broken or loose, leak paths are created allowing the gas to flow out of the die and into the atmosphere. By detecting a pressure change in the gas and a size of this change or by detecting a flow rate of the gas, the state of the die can be determined.

In einer der Ausführungsformen ist die Matrize selbst mit einem Durchgang zur Verbindung mit einem Sensor ausgestattet. Dabei hat die Matrize einen länglichen Kopfabschnitt, dessen obere Oberfläche den Matrizenhohlraum definiert, und einen kurzen Schaft zur Aufnahme in einer Aussparung oder Bohrung in einem Matrizenhalter. Ein einzelner Durchgang erstreckt sich in den Schaft und den Kopf entlang einer Längsachse der Matrize nach oben und endet in einem kurzen Abstand von dem Matrizenhohlraum. Bei Verwendung ist der Durchgang in Fluidverbindung mit einer pneumatischen Quelle und einem Lufterfassungssensor. Wenn diese Matrize in dem Bereich um oder unter dem Matrizenhohlraum brechen sollte, wird der Durchgang oder werden die Durchgänge in der Matrize freigelegt, wodurch eine Leckage entsteht. Die Verringerung des Staudrucks bzw. die Erhöhung der Durchflussmenge wird erfasst, so dass eine Zustandsaussage getroffen werden kann.In one of the embodiments, the die itself is equipped with a passage for connection to a sensor. The die has an elongated head section, the upper surface of which defines the die cavity, and a short shaft for reception in a recess or bore in a die holder. A single passage extends into the shaft and head upward along a longitudinal axis of the die and terminates a short distance from the die cavity. In use, the passage is in fluid communication with a pneumatic source and an air sensing sensor. If this die should break in the area around or below the die cavity, the passage or passages in the die will be exposed, creating a leak. The reduction in the dynamic pressure or the increase in the flow rate is recorded so that a status statement can be made.

Ein Nachteil dieser Vorgehensweise ist, dass nur bestimmte und schwerwiegende Beschädigungen der Matrize erfassbar sind. Ein Wegbrechen einer den Matrizenhohlraum begrenzenden Wand wird jedoch nicht zwingend bzw. bei nur einem zentral verlaufenden Durchgang gar nicht erfasst.A disadvantage of this approach is that only specific and serious damage to the die can be detected. However, a breakaway of a wall delimiting the die cavity is not necessarily recorded or is not recorded at all if there is only one central passage.

In den weiteren Ausführungsformen der EP 3 141 315 A1 weist die Matrize selbst keinen Durchgang auf. Vielmehr ist der Durchgang in einem von der Matrize getrennten Element vorgesehen, wie beispielsweise einer separaten Scheibe.In the further embodiments of EP 3 141 315 A1 the die itself has no passage. Rather, the passage is in an element separate from the die, such as a separate disk.

In dieser Hinsicht ist festzuhalten, dass die Verwendung von Werkzeugen mit Durchgangskanälen grundsätzlich bekannt ist. So schlägt beispielsweise EP 2 248 657 A2 eine Vorrichtung zum Verbinden von Gegenständen über wenigstens ein durch Wärme plastifizierbares Verbindungselement vor. Diese Vorrichtung umfasst eine zum Verbindungselement hin und von diesem weg bewegbare, einen Schaft aufweisende Kalotte zur Ausbildung eines Nietkopfs am Verbindungselement und Mittel zum Kühlen der Kalotte mittels eines Kühlfluids. Eine erste Variante sieht vor, dass der Schaft der Kalotte einen bis in den Kalottenkörper reichenden zentralen Kühlfluidzufuhrkanal besitzt und innerhalb des Kalottenkörpers mehrere ausgehend vom zentralen Kühlfluidzufuhrkanal jeweils zumindest allgemein radial nach außen geführte Kühlfluidkanäle vorgesehen sind. Die hier vorgesehenen Kanäle dienen somit der Kühlung des Werkzeugs und sind entsprechend ausgestaltet.In this regard, it should be noted that the use of tools with through channels is generally known. For example, this is how it beats EP 2 248 657 A2 a device for connecting objects via at least one heat-plasticizable connecting element. This device comprises a dome which can be moved towards and away from the connecting element and has a shaft for forming a rivet head on the connecting element and means for cooling the dome by means of a cooling fluid. A first variant provides that the shaft of the spherical cap has a central cooling fluid supply channel that extends into the spherical cap body and that several cooling fluid channels are provided within the spherical cap body, each of which is at least generally guided radially outwards, starting from the central cooling fluid supply channel. The channels provided here serve to cool the tool and are designed accordingly.

Ein Verfahren zum Verbinden und Kühlen von Metallplatten ist in CN 112 974 714 A beschrieben. Hierbei werden eine erste Metallplatte und eine zweite Metallplatte bereitgestellt. Der Schmelzpunkt der ersten Metallplatte ist höher als die niedrigste Erweichungstemperatur der zweiten Metallplatte. Dann werden die erste Metallplatte und die zweite Metallplatte auf einer Matrize angeordnet und erwärmt. Das Erwärmen wird gestoppt, nachdem die gestapelte Metallplatte auf die erste Temperatur erwärmt oder erhitzt wurde, die der Erweichungstemperatur der ersten Metallplatte entspricht. Nun wird ein selbststanzender Niet in die gestapelten Metallplatten eingetrieben, sodass die erste Metallplatte und die zweite Metallplatte verbunden werden können. Dann werden die gestapelten Metallplatten auf die zweite Temperatur relativ zu der Abschrecktemperatur der ersten Metallplatte gekühlt, die Matrize wird geöffnet und die gestapelten Metallplatten werden herausgenommen. Zur Kühlung weist die Matrize Durchgangskanäle auf. Auch hier dienen die vorgesehenen Kanäle zur Kühlung des Werkzeugs und sind entsprechend ausgestaltet.A method for joining and cooling metal plates is in CN 112 974 714 A described. Here, a first metal plate and a second metal plate are provided. The melting point of the first metal plate is higher than the lowest softening temperature of the second metal plate. Then the first metal plate and the second metal plate are placed on a die and heated. Heating is stopped after the stacked metal plate is heated or heated to the first temperature corresponding to the softening temperature of the first metal plate. Now a self-piercing rivet is driven into the stacked metal plates so that the first metal plate and the second metal plate can be connected. Then, the stacked metal plates are cooled to the second temperature relative to the quenching temperature of the first metal plate, the die is opened, and the stacked metal plates are taken out. The die has through channels for cooling. Here too, the channels provided serve to cool the tool and are designed accordingly.

CN 103 600 017 A beschreibt eine selbststanzende Nietvorrichtung für ultrahochfeste Stahlplatten und/oder Aluminiumlegierungsplatten. Die Stanznietvorrichtung umfasst einen Verbundstempel, einen Verbundbindering, eine Verbundmatrize und ein Laserheizsteuerteil. Der Verbundbindering wird auf die Verbundmatrize gestapelt. Der Verbundstempel ist in einer zentralen Bohrung des Verbundbinderings angeordnet. Ein erster Schlauch ist in einem ersten Hohlrundloch des Verbundstempels befestigt. Eine konkave erste Linse ist in dem ersten hohlen runden Loch unterhalb des ersten Schlauchs montiert und mit dem ersten Schlauch verbunden. Die Unterseite der konkaven ersten Linse ist 1 bis 2 mm von der Unterseite des Verbundstempels entfernt angeordnet. Die Rotationsachsen des Verbundstempels, des Verbundbinderings und der Verbundmatrize sind kollinear. Wie bereits in den vorherigen Dokumenten dienen auch hier die Kanäle der Kühlung des Werkzeugs und sind entsprechend ausgestaltet. CN 103 600 017 A describes a self-piercing riveting device for ultra-high-strength steel plates and/or aluminum alloy plates. The punch riveting device includes a composite punch, a composite binding ring, a composite die and a laser heating control part. The composite binder ring is stacked onto the composite die. The composite punch is arranged in a central bore of the composite binding ring. A first hose is fastened in a first hollow round hole of the composite stamp. A concave first lens is mounted in the first hollow round hole below the first tube and connected to the first tube. The bottom of the concave first lens is located 1 to 2 mm from the bottom of the composite punch. The axes of rotation of the composite punch, composite binding ring and composite die are collinear. As in the previous documents, the channels here also serve to cool the tool and are designed accordingly.

DE 10 2004 002 593 A1 beschreibt schließlich erneut ein Kontrollverfahren an Werkzeugen zur Bearbeitung von Werkstücken und eine Werkzeugmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens. Hierbei wird ein strömbares Prüfmedium zum Werkzeug geleitet. Bei Schäden am Werkzeug wird am Strömungsverhalten dieses Prüfmediums ein Abweichen von einem Sollwert festgestellt und ein entsprechendes Signal bereitgestellt. DE 10 2004 002 593 A1 finally describes again a control procedure on tools for machining workpieces and a machine tool for carrying out this procedure. Here, a flowable test medium is directed to the tool. If the tool is damaged, a deviation from a target value is detected in the flow behavior of this test medium and a corresponding signal is provided.

Wie oben bereits aufgezeigt ist ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen, dass nicht alle bruchgefährdeten Bereiche einer Matrize als Umformwerkzeug mit diesen Verfahren erfassbar sind. Daher kann es zu einem Bruch in der Matrize kommen, der mit diesen bekannten Kontroll- oder Prüfverfahren nicht erfassbar ist.As already shown above, a disadvantage of these known devices is that not all areas of a die that are at risk of breaking can be detected as a forming tool using these methods. This can lead to a break in the die that cannot be detected using these known control or testing methods.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Kontrolle der Matrize als Umformwerkzeug bereitzustellen sowie ein entsprechend gestaltetes Gegenwerkzeug, einen Stempel und eine entsprechende Setzvorrichtung. Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren eines Gegenwerkzeugs und eines Stempels bereitzustellen.An object of the present invention is therefore to provide a method for controlling the die as a forming tool that is improved in relation to the known prior art, as well as a correspondingly designed counter tool, a punch and a corresponding setting device. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method of a counter tool and a stamp.

3. Zusammenfassung der Erfindung3. Summary of the invention

Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein einstückig ausgebildetes Gegenwerkzeug gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, einen einstückig ausgebildeten Stempel gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 2, eine Setzvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 8, ein Herstellungsverfahren eines einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs oder eines einstückig ausgebildeten Stempels gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zur Kontrolle des einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs und/oder des einstückig ausgebildeten Stempels gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 13. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den anhängigen Patentansprüchen.The above object is achieved by an integrally formed counter tool according to independent patent claim 1, an integrally formed punch according to independent patent claim 2, a setting device according to independent patent claim 8, a manufacturing method of an integrally formed counter tool or an integrally formed punch according to independent patent claim 10 and a method for checking the integrally formed counter tool and/or the integrally formed stamp according to independent claim 13. Advantageous embodiments and further developments result from the following description, the drawings and the pending patent claims.

Ein erfindungsgemäßes einstückig ausgebildetes Gegenwerkzeug einer Setzvorrichtung zum Setzen von Stanznieten oder zum Durchsetzfügen, insbesondere ein einstückig ausgebildeter Amboss oder eine einstückig ausgebildete Matrize, umfasst: einen Grundkörper mit einem ersten und einem zweiten axiale Ende sowie einem ersten Bereich mit einem ersten Außendurchmesser und einem zweiten Bereich mit einem zweiten Außendurchmesser D_a, der größer ist als der erste Außendurchmesser, einen Fluidkanal, der sich vom ersten axialen Ende in Richtung des zweiten axialen Endes in den Grundkörper erstreckt, so dass ein Eingang des Fluidkanals am ersten axialen Ende vorhanden ist, wobei der Fluidkanal einen, vorzugsweise geradlinigen, ersten Kanalbereich und einen krummlinigen zweiten Kanalbereich aufweist und der krummlinige zweite Kanalbereich im zweiten Bereich mit dem zweiten Außendurchmesser D_a und radial auswärts bezogen auf den ersten Kanalbereich angeordnet ist, so dass der Fluidkanal den zweiten Bereich zumindest teilweise durchsetzt oder durchzieht, wobei der Fluidkanal einseitig geschlossen ausgebildet ist oder ein Ausgang des Fluidkanals im ersten axialen Ende benachbart zum Eingang des Fluidkanals ausgebildet ist.A one-piece counter tool according to the invention for a setting device Setting punch rivets or for clinching, in particular a one-piece anvil or one-piece die, comprises: a base body with a first and a second axial end and a first region with a first outside diameter and a second region with a second outside diameter D _a , which is larger than the first outer diameter, a fluid channel which extends from the first axial end in the direction of the second axial end into the base body, so that an entrance of the fluid channel is present at the first axial end, the fluid channel having a, preferably rectilinear, first channel region and has a curvilinear second channel region and the curvilinear second channel region is arranged in the second region with the second outer diameter D _a and radially outward with respect to the first channel region, so that the fluid channel at least partially penetrates or runs through the second region, the fluid channel being designed to be closed on one side is or an exit of the fluid channel is formed in the first axial end adjacent to the entrance of the fluid channel.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand einer einstückig ausgebildeten Matrize als Gegenwerkzeug einer Setzvorrichtung erläutert. Der Begriff einstückig ausgebildet bezeichnet im vorliegenden Zusammenhang insbesondere ein additiv gefertigtes Bauteil, d.h. hier eine additiv gefertigte Matrize. Der Vorteil der additiven Fertigung und somit des einstückig gestalteten Bauteils wird im Rahmen der nachfolgenden Erläuterungen ersichtlich.The present invention is explained below using a one-piece die as a counter tool for a setting device. In the present context, the term integrally formed refers in particular to an additively manufactured component, i.e. here an additively manufactured die. The advantage of additive manufacturing and thus the one-piece component design becomes apparent in the following explanations.

In bekannter Weise wird die Matrize als Gegenwerkzeug in einer Setzvorrichtung eingesetzt und darin zur Herstellung einer Fügeverbindung zwischen zwei Bauteilen verwendet. Die entsprechende Verwendung ist dem Fachmann bekannt und wird daher nachfolgend nicht gesondert diskutiert. Vielmehr ergibt sich die Besonderheit der Matrize als Gegenwerkzeug gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung aufgrund der Gestaltung des Fluidkanals im Inneren der Matrize, was nachfolgend detailliert dargelegt wird.In a known manner, the die is used as a counter tool in a setting device and is used therein to produce a joint connection between two components. The corresponding use is known to those skilled in the art and will therefore not be discussed separately below. Rather, the special feature of the die as a counter tool according to an example of the present invention arises due to the design of the fluid channel inside the die, which is explained in detail below.

So weist die Matrize in bekannter Weise den Grundkörper mit dem ersten und dem zweiten axialen Ende sowie einen ersten Bereich mit einem ersten Außendurchmesser und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Außendurchmesser auf. Der erste Bereich wird beispielsweise durch den Schaft des Grundkörpers der Matrize gebildet, so dass der zweite Bereich durch den Kopf des Grundkörpers der Matrize gebildet wird. Das erste axiale Ende befindet sich daher am Schaft und das zweite axiale Ende am Kopf der Matrize. Ebenso weist die Matrize eine Matrizenkontur mittig auf einer Oberseite des Kopfs auf, d.h. mittig am zweiten axialen Ende des Grundkörpers.In a known manner, the die has the base body with the first and second axial ends as well as a first region with a first outside diameter and a second region with a second outside diameter. The first area is formed, for example, by the shaft of the base body of the die, so that the second area is formed by the head of the base body of the die. The first axial end is therefore located on the shaft and the second axial end on the head of the die. The die also has a die contour in the middle of an upper side of the head, i.e. in the middle of the second axial end of the base body.

Im Hinblick auf den Aufbau des Gegenwerkzeugs ist zunächst zu beachten, dass es sich bei dem zweiten Bereich des Gegenwerkzeugs vorzugsweise um den Bereich mit dem größten Außendurchmesser handelt. Daher ist dieser zweite Bereich im Betrieb der Setzvorrichtung häufig besonders bruchgefährdet. Ein entsprechender Bruch kann bezogen auf eine Matrize beispielsweise von einer Matrizenkontur zur radialen Außenseite verlaufen. Dabei verläuft der Bruch oft nicht senkrecht zur Längsachse der Matrize, sondern schließt häufig einen Winkel kleiner 90° mit dieser ein.With regard to the structure of the counter tool, it should first be noted that the second area of the counter tool is preferably the area with the largest outside diameter. Therefore, this second area is often particularly at risk of breakage during operation of the setting device. In relation to a die, a corresponding break can, for example, run from a die contour to the radial outside. The fracture often does not run perpendicular to the longitudinal axis of the die, but often forms an angle of less than 90° with it.

Zur Kontrolle des Zustands der Matrize als beispielhaftes Gegenwerkzeug ist der Fluidkanal im Inneren der Matrize vorgesehen. Dieser erstreckt sich vom ersten axialen Ende in Richtung des zweiten axialen Endes in den Grundkörper. Der Eingang des Fluidkanals befindet sich am ersten axialen Ende, d.h. am kopfabgewandten Ende des Schafts der Matrize. Vom Eingang erstreckt sich der Fluidkanal zunächst mit dem ersten Kanalbereich in den Grundkörper, d.h. vorzugsweise durch den Schaft bis in den zweiten Bereich des Grundkörpers. Dabei ist der erste Kanalbereich gemäß einer Ausgestaltung geradlinig ausgebildet. Alternativ ist der erste Kanalbereich bogenförmig, Helix-förmig oder Zickzack-förmig ausgebildet. Ebenso kann der erste Kanalbereich eine Kombination dieser Formen aufweisen. Eine Beschränkung des Verlaufs des ersten Kanalbereich ergibt sich lediglich durch den Durchmesser im ersten Bereich des Grundkörpers, d.h. im Schaftbereich, sowie dadurch, dass er als Verbindung zwischen dem Eingang und dem zweiten Kanalbereich fungiert.To check the condition of the die as an exemplary counter tool, the fluid channel is provided inside the die. This extends from the first axial end towards the second axial end into the base body. The inlet of the fluid channel is located at the first axial end, i.e. at the end of the shaft of the die facing away from the head. From the entrance, the fluid channel initially extends with the first channel region into the base body, i.e. preferably through the shaft into the second region of the base body. According to one embodiment, the first channel region is designed to be rectilinear. Alternatively, the first channel region is curved, helix-shaped or zigzag-shaped. Likewise, the first channel region can have a combination of these shapes. A restriction on the course of the first channel area results only from the diameter in the first area of the base body, i.e. in the shaft area, and from the fact that it acts as a connection between the entrance and the second channel area.

Um nun einen Bruch der Matrize von der Matrizenkontur zur radialen Außenseite verlässlich erkennen zu können, ist der krummlinige zweite Kanalbereich entscheidend, der den zweiten Bereich des Gegenwerkzeugs durchsetzt oder durchzieht. Denn gerade aufgrund der krummlinigen Ausgestaltung des zweiten Kanalbereichs sowie der Anordnung des zweiten Kanalbereichs radial auswärts bezogen auf den ersten Kanalbereich ist es möglich, den Fluidkanal konturnah, insbesondere oberflächennah und angepasst an die Kontur des zweiten Bereichs des Gegenwerkzeugs, d.h. im vorliegenden Beispiel angepasst an die Matrizenkontur, und somit gerade in den besonders bruchgefährdeten Bereichen vorzusehen.In order to be able to reliably detect a break in the die from the die contour to the radial outside, the curvilinear second channel area, which passes through or runs through the second area of the counter tool, is crucial. Because precisely because of the curvilinear design of the second channel region and the arrangement of the second channel region radially outward in relation to the first channel region, it is possible to have the fluid channel close to the contour, in particular close to the surface and adapted to the contour of the second region of the counter tool, i.e. in the present example adapted to the Die contour, and therefore to be provided especially in the areas particularly at risk of breakage.

Die Bezeichnung krummlinig hebt hierbei hervor, dass der zweite Bereich des Fluidkanals völlig beliebig ausgeführt werden kann in seiner Position, Dicke, Form und Anordnung. Gerade aufgrund dieser krummlinigen Ausgestaltung des zweiten Kanalbereichs im Inneren der Matrize ist jedoch eine additive Fertigung vorteilhaft. Dies wird, wie oben erläutert, durch die Formulierung hervorgehoben, dass es sich um ein einstückig ausgebildetes Gegenwerkzeug handelt.The term curvilinear emphasizes that the second region of the fluid channel can be designed in any position, thickness, shape and arrangement. Precisely because of this curvilinear design of the second one However, additive manufacturing is advantageous for the channel area inside the die. As explained above, this is emphasized by the wording that it is a one-piece counter tool.

Zur weiteren Verdeutlichung wird in einer ersten Alternative von einer Ausgestaltung ausgegangen, in der der Fluidkanal einseitig geschlossen ausgebildet ist. Daher weist der Fluidkanal nur den Eingang auf. In dieser Ausgestaltung wird beispielsweise während des Betriebs der Setzvorrichtung der Fluidkanal insbesondere dauerhaft mit einem Überdruck bezogen auf den Umgebungsdruck oder einem Unterdruck beaufschlagt.For further clarification, a first alternative assumes an embodiment in which the fluid channel is designed to be closed on one side. Therefore, the fluid channel only has the entrance. In this embodiment, for example, during operation of the setting device, the fluid channel is particularly permanently subjected to an excess pressure relative to the ambient pressure or a negative pressure.

Wenn im Fluidkanal ein Überdruck bezogen auf den Umgebungsdruck erzeugt werden soll, wird als Medium ein Fluid verwendet, also ein Gas, wie beispielsweise Druckluft, oder eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl. Die Bereitstellung des Fluids kann durch eine kleine Kartusche direkt an der Setzvorrichtung oder über ein bereits vorhandenes Druckluftnetzwerk erfolgen.If an excess pressure based on the ambient pressure is to be generated in the fluid channel, a fluid is used as the medium, i.e. a gas, such as compressed air, or a liquid, such as oil. The fluid can be provided using a small cartridge directly on the setting device or via an existing compressed air network.

In einer Ausgestaltung wird der entsprechende Relativdruck direkt mittels eines Drucksensors erfasst. Ein Bruch im Gegenwerkzeug, beispielsweise das oben beschriebene Abbrechen einer Außenkante der beispielhaften Matrize zwischen der Matrizenkontur und der Außenwand führt aufgrund des krummlinigen zweiten Kanalbereichs dazu, dass der Fluidkanal zur Umgebung hin geöffnet ist. Somit ändern sich die Druckverhältnisse im Fluidkanal, was vom Drucksensor erfasst wird. Aufgrund der erfassten Änderung ist ein Rückschluss auf eine Beschädigung der Matrize als Gegenwerkzeug möglich, so dass der Betrieb der Setzvorrichtung gestoppt und die Matrize zeitnah manuell oder automatisch ausgetauscht werden kann.In one embodiment, the corresponding relative pressure is detected directly using a pressure sensor. A break in the counter tool, for example the above-described breaking off of an outer edge of the exemplary die between the die contour and the outer wall, results in the fluid channel being opened to the environment due to the curvilinear second channel region. This means that the pressure conditions in the fluid channel change, which is detected by the pressure sensor. Based on the detected change, it is possible to conclude that the die as a counter tool is damaged, so that the operation of the setting device can be stopped and the die can be replaced manually or automatically in a timely manner.

Alternativ zu Erfassung des Drucks mittels eines Drucksensors ist auch die Erfassung anderer Messgrößen möglich, die entweder einen Rückschluss auf den Druck und/oder das Strömungsverhalten im Fluidkanal ermöglichen. So kann die Messung eines Druckabfalls indirekt erfolgen, beispielsweise über einen elektrischen Widerstand oder durch einen Temperaturabfall am Speicherbehälter für ein Gas. Dies wird später im Hinblick auf andere bevorzugte Ausführungsformen weiter diskutiert.As an alternative to detecting the pressure using a pressure sensor, it is also possible to detect other measured variables, which either enable conclusions to be drawn about the pressure and/or the flow behavior in the fluid channel. The measurement of a pressure drop can be done indirectly, for example via an electrical resistance or through a drop in temperature at the storage container for a gas. This will be further discussed later with regard to other preferred embodiments.

Gemäß einer zweiten Alternative wird von einer Ausgestaltung ausgegangen, in der der Fluidkanal zusätzlich den Ausgang am ersten axialen Ende benachbart zum Eingang des Fluidkanals aufweist. Somit ist der Fluidkanal ein Durchgangskanal. In dieser Ausgestaltung wird beispielsweise während des Betriebs der Setzvorrichtung der Fluidkanal insbesondere dauerhaft mit einem Überdruck bezogen auf den Umgebungsdruck oder einem Unterdruck beaufschlagt. Alternativ hierzu ist es gerade aufgrund der Ausgestaltung mit Eingang und Ausgang realisierbar, den Fluidkanal vorzugsweise dauerhaft zu durchströmen, so dass alternativ oder zusätzlich die Strömungsrate als Indikator für eine Beschädigung des Gegenwerkzeugs verwendbar ist.According to a second alternative, an embodiment is assumed in which the fluid channel additionally has the outlet at the first axial end adjacent to the inlet of the fluid channel. The fluid channel is therefore a through-channel. In this embodiment, for example, during operation of the setting device, the fluid channel is particularly permanently subjected to an excess pressure relative to the ambient pressure or a negative pressure. Alternatively, precisely because of the design with input and output, it is possible to flow through the fluid channel, preferably permanently, so that alternatively or additionally the flow rate can be used as an indicator of damage to the counter tool.

Alternativ zu der oben beschriebenen Vorgehensweise, die im Betrieb der Setzvorrichtung den Zustand des Gegenwerkzeugs dauerhaft kontrolliert, ist es ebenfalls realisierbar, das Gegenwerkzeug mit der beschriebenen Vorgehensweise vor, im oder nach dem Betrieb der Setzvorrichtung intervallmäßig zur prüfen.As an alternative to the procedure described above, which permanently controls the condition of the counter tool during operation of the setting device, it is also possible to check the counter tool at intervals using the procedure described before, during or after operation of the setting device.

Ein Vorteil der erfindungsgenmäßen Ausgestaltung des Gegenwerkzeugs und hier insbesondere der krummlinigen Gestaltung des zweiten Kanalbereichs ist, dass auf diese Weise der zweite Kanalbereich konturnah verlaufen kann. Somit kann die Genauigkeit und die Verlässlichkeit der Erfassung einer Beschädigung des Gegenwerkzeugs im Vergleich zum bekannten Stand der Technik erhöht werden, wobei hohe Kosten aufgrund eines optischen Kontrollsystems vermieden werden.An advantage of the inventive design of the counter tool and here in particular the curvilinear design of the second channel region is that in this way the second channel region can run close to the contour. The accuracy and reliability of detecting damage to the counter tool can thus be increased compared to the known prior art, with high costs due to an optical control system being avoided.

Zudem kann ebenfalls aufgrund der krummlinigen Ausgestaltung des zweiten Kanalbereichs die Setzvorrichtung zeitnah gestoppt werden, so dass die Erzeugung nicht richtlinienkonformer Fügeverbindung weitestgehend verhindert wird.In addition, due to the curvilinear design of the second channel area, the setting device can be stopped promptly, so that the creation of a non-compliant joint connection is largely prevented.

Weiterhin und da das Fluid nur entweicht, wenn das Gegenwerkzeug eine Beschädigung aufweist, wird nur eine geringe Menge des Fluids benötigt.Furthermore, and since the fluid only escapes if the counter tool is damaged, only a small amount of fluid is required.

Ein erfindungsgemäßer einstückig ausgebildeter Stempel einer Setzvorrichtung zum Setzen von Stanznieten oder zum Durchsetzfügen, umfasst: einen Grundkörper mit einem ersten und einem zweiten axiale Ende sowie einem ersten Bereich mit einem ersten Außendurchmesser und einem zweiten Bereich mit einem zweiten Außendurchmesser D_a, der größer ist als der erste Außendurchmesser, einen Fluidkanal, der sich vom ersten axialen Ende in Richtung des zweiten axialen Endes in den Grundkörper erstreckt, so dass ein Eingang des Fluidkanals am ersten axialen Ende vorhanden ist, wobei der Fluidkanal einen, vorzugsweise geradlinigen, ersten Kanalbereich und einen krummlinigen zweiten Kanalbereich aufweist und der krummlinige zweite Kanalbereich im zweiten Bereich mit dem zweiten Außendurchmesser D_a und radial auswärts bezogen auf den ersten Kanalbereich angeordnet ist, so dass der Fluidkanal den zweiten Bereich zumindest teilweise durchsetzt oder durchzieht, wobei der Fluidkanal einseitig geschlossen ausgebildet ist oder ein Ausgang des Fluidkanals im ersten axialen Ende benachbart zum Eingang des Fluidkanals ausgebildet ist.A one-piece stamp according to the invention of a setting device for setting punch rivets or for clinching includes: a base body with a first and a second axial end and a first region with a first outside diameter and a second region with a second outside diameter D _a that is larger than the first outer diameter, a fluid channel which extends from the first axial end in the direction of the second axial end into the base body, so that an entrance of the fluid channel is present at the first axial end, the fluid channel having a, preferably rectilinear, first channel region and a curvilinear second channel region and the curvilinear second channel region is arranged in the second region with the second outer diameter D _a and radially outward with respect to the first channel region, so that the fluid channel at least partially penetrates or passes through the second region, the fluid channel being designed to be closed on one side or a Output of the fluid channel is formed in the first axial end adjacent to the entrance of the fluid channel.

Der erfindungsgemäße Stempel ist analog zum erfindungsgemäßen Gegenwerkzeug einer Setzvorrichtung aufgebaut. Dies bezieht sich insbesondere auf die Ausgestaltung des Fluidkanals im Inneren des Stempels. Daher gelten die obigen Ausführungen zum Gegenwerkzeug analog für den erfindungsgemäßen Stempel, so dass auf die obigen Ausführungen verwiesen wird, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.The stamp according to the invention is constructed analogously to the counter tool of a setting device according to the invention. This relates in particular to the design of the fluid channel inside the stamp. Therefore, the above statements regarding the counter tool apply analogously to the stamp according to the invention, so that reference is made to the above statements in order to avoid unnecessary repetitions.

In einer bevorzugten Ausführungsform des einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs oder des einstückig ausgebildeten Stempels umfasst der krummlinige zweite Kanalbereich zumindest teilweise eine Ringform, eine symmetrische Zweigstruktur, eine spiralförmige Helix oder eine Kombination aus diesen Formen. Gerade mit diesen Formen ist bei einem Gegenwerkzeug oder einem Stempel mit runder Außenkontur ein konturnaher und/oder oberflächennaher Verlauf des krummlinigen zweiten Kanalbereichs besonders effizient realisierbar. Dies verbessert daher weiter die Erkennungsgenauigkeit bei einer Beschädigung des Gegenwerkzeugs oder des Stempels.In a preferred embodiment of the integrally formed counter tool or the integrally formed punch, the curvilinear second channel region at least partially comprises a ring shape, a symmetrical branch structure, a spiral helix or a combination of these shapes. It is precisely with these shapes that a close-to-contour and/or close-to-the-surface course of the curvilinear second channel region can be realized particularly efficiently in the case of a counter tool or a stamp with a round outer contour. This therefore further improves the detection accuracy in the event of damage to the counter tool or the punch.

Weiterhin bevorzugt gilt in einer Ausführungsform des einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs oder des einstückig ausgebildeten Stempels für einen Durchmesser d_k des Fluidkanals: d_k ≥ 1 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform des einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs ist das Gegenwerkzeug eine Matrize mit einer Matrizenkontur mit einem Innendurchmesser D_i, wobei für einen Durchmesser d_k des Kanals gilt: d_k ≤ 1/4 (D_a - D_i). Gerade eine untere Grenze für den Durchmesser des Fluidkanals von 1 mm stellt eine gute Brucherkennung im Gegenwerkzeug oder im Stempel sicher. Durch die obere Grenze des Innendurchmessers des Fluidkanals wird gerade im Hinblick auf das Gegenwerkzeug sichergestellt, dass die ordnungsgemäße Funktion des Gegenwerkzeugs im Betrieb der Setzvorrichtung nicht gestört wird.Furthermore, in one embodiment of the integrally formed counter tool or the integrally formed stamp, the following applies for a diameter d _k of the fluid channel: d _k ≥ 1 mm. In a preferred embodiment of the one-piece counter tool, the counter tool is a die with a die contour with an inner diameter D _i , where the following applies to a diameter d _k of the channel: d _k ≤ 1/4 (D _a - D _i ). A lower limit for the diameter of the fluid channel of 1 mm ensures good break detection in the counter tool or in the punch. The upper limit of the inner diameter of the fluid channel ensures, especially with regard to the counter tool, that the proper function of the counter tool is not disturbed during operation of the setting device.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs ist das Gegenwerkzeug eine Matrize mit einer Matrizenkontur, wobei der krummlinige zweite Kanalbereich eine Ringform oder eine spiralförmige Helix aufweist und für einen Innendurchmesser D_r der Ringform oder der Helix gilt: D_r ≥ D_i. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass sich der krummlinige zweite Kanalbereich nicht unter der Matrizenkontur, sondern in den radial außerhalb davon und deshalb besonders bruchgefährdeten Bereichen der Matrize befindet. Hierdurch wird somit das Merkmal weiter spezifiziert, dass der krummlinige zweite Kanalbereich radial auswärts bezogen auf den ersten Kanalbereich angeordnet ist, der vorzugsweise entlang einer Längsachse des Gegenwerkzeugs verläuft. Hierdurch wird ebenfalls die Genauigkeit bei der Erfassung einer Beschädigung des Gegenwerkzeugs weiter verbessert.In a further preferred embodiment of the one-piece counter tool, the counter tool is a die with a die contour, the curvilinear second channel region having a ring shape or a spiral helix and the following applies to an inner diameter D _r of the ring shape or the helix: D _r ≥ D _i . This configuration ensures that the curvilinear second channel area is not located under the die contour, but in the areas of the die that are radially outside of it and are therefore particularly at risk of breakage. This further specifies the feature that the curvilinear second channel region is arranged radially outward with respect to the first channel region, which preferably runs along a longitudinal axis of the counter tool. This also further improves the accuracy when detecting damage to the counter tool.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs, in der für einen Abstand des Fluidkanals zur radialen Außenseite im krummlinigen zweiten Kanalbereich gilt: t_r ≥ 1 mm. Die Wahl der Größe des Abstands des Fluidkanals zur Außenseite des Gegenwerkzeugs sorgt dafür, dass der Fluidkanal zwar einerseits konturnah und oberflächennah verlaufen kann, hierdurch aber andererseits keine Schwächung des Gegenwerkzeugs im oberflächennahen Bereich erfolgt.Particularly advantageous is an embodiment of the one-piece counter tool in which the following applies to the distance between the fluid channel and the radial outside in the curvilinear second channel region: t _r ≥ 1 mm. The choice of the size of the distance between the fluid channel and the outside of the counter tool ensures that, on the one hand, the fluid channel can run close to the contour and close to the surface, but on the other hand this does not weaken the counter tool in the area close to the surface.

Eine erfindungsgemäße Setzvorrichtung umfasst ein erfindungsgemäßes einstückig ausgebildetes Gegenwerkzeug und/oder einen erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempel, wobei der Fluidkanal des Gegenwerkzeugs und/oder des Stempels mit einer Fluidquelle verbindbar ist, so dass ein unter Druck gesetztes Fluid in das erfindungsgemäße einstückig ausgebildete Gegenwerkzeug und/oder den erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempel zuführbar ist, oder der Fluidkanal ist mit einer Quelle für Unterdruck verbindbar. Aufgrund der Verwendung des erfindungsgemäßen Gegenwerkzeugs und/oder des erfindungsgemäßen Stempels in der Setzvorrichtung, weist diese die oben beschriebenen technischen Effekt und somit auch Vorteile auf. Aus Redundanzgründen wird daher insbesondere auf die Ausführungen zum Gegenwerkzeug und Stempel verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.A setting device according to the invention comprises a one-piece counter-tool according to the invention and/or a one-piece stamp according to the invention, wherein the fluid channel of the counter-tool and/or the stamp can be connected to a fluid source, so that a pressurized fluid flows into the one-piece counter-tool according to the invention and/or the one-piece stamp according to the invention can be fed, or the fluid channel can be connected to a source of negative pressure. Due to the use of the counter tool according to the invention and/or the stamp according to the invention in the setting device, this has the technical effect and thus also advantages described above. For reasons of redundancy, reference is made in particular to the comments on the counter tool and punch in order to avoid repetition.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Setzvorrichtung umfasst die Setzvorrichtung zur Erfassung einer Änderung des relativen Drucks im erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeug und/oder im erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempel eines der folgenden: einen Drucksensor, einen Dehnungssensor, der die Verformung einer Fluidquelle erfasst, einen Temperatursensor, der die Temperatur eines Ausgleichsbehälters erfasst, oder einen Strömungsratensensor. Mit dem Drucksensor ist der Druck im Fluidkanal des Gegenwerkzeugs und/oder des Stempels direkt erfassbar. Die weiteren Sensoren ermöglichen einen Rückschluss auf eine Beschädigung des Gegenwerkzeugs und/oder des Stempels. Denn auch bei diesen ändem sich die Ist-Werte bei einer Beschädigung des Gegenwerkzeugs und/oder des Stempels aufgrund einer Öffnung des Fluidkanals zur Atmosphäre. Insbesondere bei der Ausgestaltung des Gegenwerkzeugs oder Stempels mit dem Ausgang des Fluidkanals ist zusätzlich oder alternativ die Verwendung eines Strömungsratensensors zur Erfassung der Strömungsrate bevorzugt.In a preferred embodiment of the setting device, the setting device for detecting a change in the relative pressure in the integrally formed counter tool according to the invention and/or in the integrally formed punch according to the invention comprises one of the following: a pressure sensor, a strain sensor which detects the deformation of a fluid source, a temperature sensor which the temperature of an expansion tank is detected, or a flow rate sensor. The pressure in the fluid channel of the counter tool and/or the stamp can be detected directly with the pressure sensor. The additional sensors make it possible to draw conclusions about damage to the counter tool and/or the stamp. This is because the actual values also change in the event of damage to the counter tool and/or the stamp due to an opening of the fluid channel to the atmosphere. In particular when designing the counter tool or stamp with the outlet of the fluid channel, or is additional alternatively, the use of a flow rate sensor to record the flow rate is preferred.

Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs oder eines erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempels, umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen einer dreidimensionalen Zeichnung des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs oder des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempels, Umwandeln der dreidimensionalen Zeichnung in ein maschinenlesbares Schichtmodel, additives Fertigen des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs oder des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempels mit dem Fluidkanal. Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist das erfindungsgemäße Gegenwerkzeug oder der erfindungsgemäße Stempel mittels additiver Fertigung herstellbar. Im Hinblick auf die sich ergebenden technischen Effekte und Vorteile wird daher auf die entsprechenden obigen Ausführungen verwiesen.A manufacturing method according to the invention of an integrally formed counter tool according to the invention or an integrally formed stamp according to the invention comprises the following steps: providing a three-dimensional drawing of the integrally formed counter tool according to the invention or the integrally formed stamp according to the invention, converting the three-dimensional drawing into a machine-readable layer model, additive manufacturing of the integrally formed according to the invention trained counter tool or the one-piece stamp according to the invention with the fluid channel. With the manufacturing method according to the invention, the counter tool according to the invention or the stamp according to the invention can be produced by means of additive manufacturing. With regard to the resulting technical effects and advantages, reference is therefore made to the relevant statements above.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Herstellungsverfahren den weiteren Schritt auf: Vergüten des additiv gefertigten Gegenwerkzeugs oder des additiv gefertigten Stempels. Das Vergüten des Gegenwerkzeugs oder des Stempels hat den Vorteil, dass ein Gefüge des verwendeten Werkstoffs gezielt an das gewünschte Anwendungsgebiet angepasst werden kann.In a preferred embodiment, the manufacturing method has the further step: tempering of the additively manufactured counter tool or the additively manufactured punch. Tempering the counter tool or the stamp has the advantage that the structure of the material used can be specifically adapted to the desired area of application.

Weiterhin ist es im Rahmen des Herstellungsverfahrens bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Gegenwerkzeug oder der erfindungsgemäße Stempel aus einem härtbaren Metall gefertigt wird. Dies ist gerade in Verbindung mit dem Vergüten des hergestellten Gegenwerkzeugs oder Stempels wichtig, da nur härtbaren Materialien vergütet werden können.Furthermore, as part of the manufacturing process, it is preferred that the counter tool according to the invention or the stamp according to the invention is made from a hardenable metal. This is particularly important in connection with the tempering of the counter tool or stamp produced, as only hardenable materials can be tempered.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Kontrolle des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs und/oder des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempels umfasst die folgenden Schritte: Anlegen eines Überdrucks oder eines Unterdrucks an das erfindungsgemäße einstückig ausgebildete Gegenwerkzeug und/oder den erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempel über den Fluidkanal, Überwachen des Ist-Zustands des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Gegenwerkzeugs und/oder des erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Stempels und Anzeigen einer Änderung des Ist-Zustands über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus. Die Grundzüge des Kontrollverfahrens wurden oben bei der Diskussion des erfindungsgemäßen Gegenwerkzeugs erläutert. Dabei ist die Zustandserkennung und somit das Kontrollverfahren gerade aufgrund des krummlinigen zweiten Kanalbereichs des Fluidkanals im Gegenwerkzeug und/oder Stempel im Vergleich zum Stand der Technik genauer. Das Verfahren kann dauerhaft während des Betriebs der Setzvorrichtung oder vor, im oder nach dem Betrieb intervallmäßig, je nach Anwendungsfall und Wunsch, durchgeführt werden. Hierzu ist beispielsweise eine Steuereinheit vorgesehen, die zentral angeordnet sein kann. Alternativ kann jede Setzvorrichtung ein entsprechendes Steuergerät aufweisen oder jeder Setzvorrichtung ist ein Steuergerät zugewiesen.A method according to the invention for controlling the integrally formed counter tool according to the invention and/or the integrally formed stamp according to the invention comprises the following steps: applying an overpressure or a negative pressure to the integrally formed counter tool according to the invention and/or the integrally formed stamp according to the invention via the fluid channel, monitoring the actual -State of the one-piece counter tool according to the invention and/or the one-piece stamp according to the invention and display of a change in the actual state beyond a predeterminable limit value. The basic features of the control method were explained above in the discussion of the counter tool according to the invention. The state detection and thus the control method is more precise compared to the prior art precisely because of the curvilinear second channel region of the fluid channel in the counter tool and/or stamp. The method can be carried out permanently during operation of the setting device or at intervals before, during or after operation, depending on the application and desire. For this purpose, for example, a control unit is provided which can be arranged centrally. Alternatively, each setting device can have a corresponding control device or each setting device can be assigned a control device.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Kontrollverfahrens wird zum Anlegen des Überdrucks ein Fluid verwendet, insbesondere ein Gas, beispielsweise Druckluft, oder eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl. Der Vorteil der Verwendung von Druckluft ist hierbei, dass bereits vorhandene Druckluftnetzwerke oder -systeme verwendet werden können. Alternativ können auch dem j eweiligen Setzgerät zugeordnete Kartuschen zum Einsatz kommen. Dies gilt analog für eine Flüssigkeit als Fluid.In a preferred embodiment of the control method, a fluid is used to apply the excess pressure, in particular a gas, for example compressed air, or a liquid, for example oil. The advantage of using compressed air is that existing compressed air networks or systems can be used. Alternatively, cartridges assigned to the respective setting tool can also be used. This applies analogously to a liquid as a fluid.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kontrollverfahrens wird der Ist-Zustand mittels einem der folgenden Sensoren überwacht: Drucksensor, Dehnungssensor, Temperatursensor oder Strömungsratensensor. Gerade bei der Ausgestaltung des Fluidkanals mit Ausgang ist zusätzlich oder alternativ die Verwendung des Strömungsratensensors bevorzugt. Allen diesen Sensoren ist gemeinsam, dass sich der von ihnen erfasste Ist-Wert bei einer Beschädigung des Gegenwerkzeugs oder des Stempels aufgrund einer Beschädigung und somit Öffnung des Fluidkanals ändert.In a further advantageous embodiment of the control method, the actual state is monitored using one of the following sensors: pressure sensor, strain sensor, temperature sensor or flow rate sensor. Especially when designing the fluid channel with an outlet, the use of the flow rate sensor is additionally or alternatively preferred. What all of these sensors have in common is that the actual value recorded by them changes if the counter tool or the stamp is damaged due to damage and thus opening of the fluid channel.

4. Kurzzusammenfassung der Zeichnungen4. Brief summary of the drawings

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bauteile und/oder Elemente. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Matrize als Gegenwerkzeug,
2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Matrize als Gegenwerkzeug,
3 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Matrize als Gegenwerkzeug,
4 eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Matrize als Gegenwerkzeug,
5 eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Matrize als Gegenwerkzeug,
6 eine Schnittansicht der fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Matrize als Gegenwerkzeug gemäß 5,
7 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stempels,
8 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens und
9 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kontrolle des Gegenwerkzeugs und/oder Stempels.

The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The same reference numbers in the drawings designate the same components and/or elements. Show it:

1 a sectional view of a first embodiment of a die according to the invention as a counter tool,
2 a perspective view of a second embodiment of a die according to the invention as a counter tool,
3 a perspective view of a third embodiment of a die according to the invention as a counter tool,
4 a perspective view of a fourth embodiment of a die according to the invention as a counter tool,
5 a perspective view of a fifth embodiment of a die according to the invention as a counter tool,
6 a sectional view of the fifth embodiment of the die according to the invention as a counter tool 5 ,
7 a sectional view of an embodiment of a stamp according to the invention,
8th a flowchart of an embodiment of a manufacturing method according to the invention and
9 a flowchart of an embodiment of a method according to the invention for checking the counter tool and / or stamp.

5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen5. Detailed description of the preferred embodiments

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gegenwerkzeugs 1 diskutiert. Bei dem Gegenwerkzeug 1 handelt es sich um eine Matrize. Der grundsätzliche Aufbau solcher Matrizen als Gegenwerkzeug 1, wie sie in Setzvorrichtungen zum Stanznieten oder Durchsetzfügen verwendet werden, ist dem Fachmann bekannt. Daher wird der allgemeine Aufbau und die Verwendungsweise der Matrize nicht detailliert beschrieben, sondern es werden vielmehr die Unterscheidungsmerkmale zum bekannten Stand der Technik hervorgehoben.Below is with reference to 1 a first embodiment of a counter tool 1 according to the invention is discussed. The counter tool 1 is a die. The basic structure of such matrices as a counter tool 1, as used in setting devices for punch riveting or clinching, is known to those skilled in the art. Therefore, the general structure and method of use of the die are not described in detail, but rather the distinguishing features from the known prior art are highlighted.

Das Gegenwerkzeug 1 weist einen Grundkörper 10 mit einem ersten axialen Ende 12 und einem zweiten axialen Ende 14 auf. Weiterhin weist der Grundkörper 10 einen ersten Bereich 16 mit einem ersten Außendurchmesser und einen zweiten Bereich 18 mit einem zweiten Außendurchmesser D_a auf. Der zweite Außendurchmesser D_a ist größer als der erste Außendurchmesser. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Bereich 16 um einen Schaft des Gegenwerkzeugs 1 zur Befestigung in einer Setzvorrichtung und bei dem zweiten Bereich 18 um einen Kopf.The counter tool 1 has a base body 10 with a first axial end 12 and a second axial end 14. Furthermore, the base body 10 has a first region 16 with a first outside diameter and a second region 18 with a second outside diameter D _a . The second outside diameter D _a is larger than the first outside diameter. In other words, the first area 16 is a shaft of the counter tool 1 for fastening in a setting device and the second area 18 is a head.

Das Gegenwerkzeug 1 mit dem Grundkörper 10 ist einstückig ausgebildet. Der Begriff einstückig ausgebildet bezeichnet im vorliegenden Zusammenhang insbesondere ein additiv gefertigtes Bauteil, d. h. hier eine Matrize als Gegenwerkzeug 1. Der Vorteil der additiven Fertigung und somit des einstückig gestalteten Bauteils wird im Rahmen der nachfolgenden Erläuterungen verdeutlicht.The counter tool 1 with the base body 10 is formed in one piece. In the present context, the term integrally formed refers in particular to an additively manufactured component, i.e. H. here a die as a counter tool 1. The advantage of additive manufacturing and thus the one-piece component is clarified in the following explanations.

Bei der Verwendung eines solchen Gegenwerkzeugs 1 in einer Setzvorrichtung ist gerade der Bereich mit dem größten Außendurchmesser, d. h. hier der Kopf als zweiter Bereich 18 besonders bruchgefährdet. Dies gilt umso mehr, wenn es sich bei dem Gegenwerkzeug 1 um eine Matrize mit einer entsprechenden Matrizenkontur 20 handelt, die am zweiten axialen Ende 14 des Grundkörpers 10 mittig ausgebildet ist. Denn eine der häufigsten Beschädigungen besteht darin, dass ein Teil des Kopfs zwischen der Matrizenkontur 20 und der radialen Außenseite des Grundkörpers 10 im zweiten Bereich 18 wegbricht. In diesem Fall ist es nicht mehr gewährleistet, dass mit dem beschädigten Gegenwerkzeug eine richtlinienkonforme Fügeverbindung hergestellt wird.When using such a counter tool 1 in a setting device, the area with the largest outside diameter, i.e. H. Here the head as the second area 18 is particularly at risk of breakage. This applies all the more if the counter tool 1 is a die with a corresponding die contour 20, which is formed centrally at the second axial end 14 of the base body 10. One of the most common types of damage is that part of the head breaks away between the die contour 20 and the radial outside of the base body 10 in the second region 18. In this case, it is no longer guaranteed that a joint connection that complies with the guidelines will be created with the damaged counter tool.

Um einen solchen Bruch verlässlich erkennen zu können, ist im Grundkörper 10 ein Fluidkanal 30 vorgesehen. Der Fluidkanal 30 erstreckt sich vom ersten axialen Ende 12 in Richtung des zweiten axialen Endes 14 in den Grundkörper 10 hinein. Ein Eingang 32 des Fluidkanals 30 ist daher am ersten axialen Ende 12 vorhanden.In order to be able to reliably detect such a break, a fluid channel 30 is provided in the base body 10. The fluid channel 30 extends from the first axial end 12 towards the second axial end 14 into the base body 10. An entrance 32 of the fluid channel 30 is therefore present at the first axial end 12.

Der Fluidkanal 30 weist einen geradlinigen ersten Kanalbereich 36 und einen krummlinigen zweiten Kanalbereich 38 auf. Der geradlinige erste Kanalbereich 36 verläuft vorzugsweise durch den ersten Bereich 16 des Grundkörpers und in den zweiten Bereich 18 entlang oder parallel zu der Längsachse des Gegenwerkzeugs 1. Alternativ dazu kann der geradlinige erste Bereich 16 auch geneigt bezogen auf die Längsachse des Grundkörpers 10 des Gegenwerkzeugs 1 verlaufen.The fluid channel 30 has a rectilinear first channel region 36 and a curvilinear second channel region 38. The rectilinear first channel region 36 preferably runs through the first region 16 of the base body and into the second region 18 along or parallel to the longitudinal axis of the counter tool 1. Alternatively, the rectilinear first region 16 can also be inclined with respect to the longitudinal axis of the base body 10 of the counter tool 1 get lost.

Der krummlinige zweite Kanalbereich 38 ist im zweiten Bereich 18 mit dem zweiten Außendurchmesser D_a und radial auswärts bezogen auf den ersten Kanalbereich 36 angeordnet. Somit durchsetzt oder durchzieht der Fluidkanal 30 den zweiten Bereich 18 des Grundkörpers 10 zumindest teilweise.The curvilinear second channel region 38 is arranged in the second region 18 with the second outer diameter D _a and radially outward with respect to the first channel region 36. The fluid channel 30 thus at least partially penetrates or runs through the second region 18 of the base body 10.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Fluidkanal 30 einseitig geschlossen ausgebildet.In the embodiment shown, the fluid channel 30 is designed to be closed on one side.

Um eine Beschädigung des Gegenwerkzeug 1, insbesondere einen Bruch im Grundkörper 10 verlässlich erkennen zu können, ist aufgrund der Bruchgefahr im zweiten Bereich 18 des Grundkörpers 10 der krummlinige zweite Kanalbereich 38 entscheidend. Denn gerade aufgrund der krummlinigen Ausgestaltung des zweiten Kanalbereichs 18 ist es möglich, den Fluidkanal 30 konturnah, insbesondere oberflächennah und angepasst an die Kontur des zweiten Bereichs 18 des Gegenwerkzeugs 10 und somit gerade in den besonders bruchgefährdeten Bereichen vorzusehen. Die Bezeichnung krummlinig hebt hierbei hervor, dass der zweite Kanalbereich 38 völlig beliebig ausgeführt werden kann in seiner Position, Dicke, Form und Anordnung. Dabei ist gerade aufgrund dieser krummlinigen Ausgestaltung des zweiten Kanalbereichs 38 im Inneren des Gegenwerkzeugs 1 eine additive Fertigung bevorzugt.In order to be able to reliably detect damage to the counter tool 1, in particular a break in the base body 10, the curvilinear second channel area 38 is crucial due to the risk of breakage in the second area 18 of the base body 10. Because precisely because of the curvilinear design of the second channel region 18, it is possible to provide the fluid channel 30 close to the contour, in particular close to the surface and adapted to the contour of the second region 18 of the counter tool 10 and thus precisely in the areas particularly at risk of breakage. The term curvilinear emphasizes that the second channel region 38 can be designed in any position, thickness, shape and arrangement. Additive manufacturing is preferred precisely because of this curvilinear configuration of the second channel region 38 inside the counter tool 1.

In der dargestellten Ausführungsform umfasst der krummlinige zweite Kanalbereich 38 eine Ringform 40. Die Ringform 40 stellt dabei eine der Formen dar, die gerade bei einem Gegenwerkzeug 1 mit einer runden Außenkontur einen konturennahen oder oberflächennahen Verlauf des krummlinigen zweiten Kanalbereichs 38 besonders effizient realisiert. Dies verbessert die Erkennungsgenauigkeit einer Beschädigung des Gegenwerkzeugs 1.In the illustrated embodiment, the curvilinear second channel region comprises 38 a ring shape 40. The ring shape 40 represents one of the shapes which particularly efficiently realizes a near-contour or near-surface course of the curvilinear second channel region 38, especially in the case of a counter tool 1 with a round outer contour. This improves the detection accuracy of damage to the counter tool 1.

Für einen Durchmesser d_k des Fluidkanals 30 gilt als Untergrenze d_k ≥ 1 mm. Denn gerade ein Durchmesser des Fluidkanals 30 ab 1 mm aufwärts sorgt für eine gute Brucherkennung im Gegenwerkzeug 1. Die Obergrenze für den Durchmesser des Fluidkanals 30 hängt insbesondere von der Ausgestaltung des Gegenwerkzeugs 1 ab. Wenn es sich wie in dem dargestellten Beispiel bei dem Gegenwerkzeug 1 um eine Matrize mit einer Matrizenkontur 20 handelt, die einen Innendurchmesser D_i aufweist, dann gilt für den Durchmesser d_k des Fluidkanals 30 als Obergrenze vorzugsweise d_k ≤ 1/4 (D_a - D_i). Durch diese obere Grenze des Innendurchmessers des Fluidkanals 30 wird sichergestellt, dass die ordnungsgemäße Funktion der Matrize als Gegenwerkzeug 1 im Betrieb einer Setzvorrichtung nicht gestört wird.For a diameter d _k of the fluid channel 30, the lower limit is d _k ≥ 1 mm. Because a diameter of the fluid channel 30 from 1 mm upwards ensures good breakage detection in the counter tool 1. The upper limit for the diameter of the fluid channel 30 depends in particular on the design of the counter tool 1. If, as in the example shown, the counter tool 1 is a die with a die contour 20 which has an inner diameter D _i , then the upper limit for the diameter d _k of the fluid channel 30 is preferably d _k ≤ 1/4 (D _a - D _i ). This upper limit of the inner diameter of the fluid channel 30 ensures that the proper function of the die as a counter tool 1 is not disturbed during the operation of a setting device.

Als weitere Größe kann gerade bei der Verwendung einer Ringform 40 für den krummlinigen zweiten Kanalbereich 38 eine Grenze für den Innendurchmesser der Ringform 40 verwendet werden. Denn vorzugsweise gilt für den Innendurchmesser D_r der Ringform 40: D_r ≥ D_i. Diese Vorgabe stellt sicher, dass sich der krummlinige zweite Kanalbereich 38 nicht unter der Matrizenkontur 20 sondern in den radial außerhalb davon und deshalb besonders bruchgefährdeten Bereichen des Gegenwerkzeugs 1 befindet. Hierdurch wird ebenfalls die Genauigkeit bei der Erfassung einer Beschädigung der Matrize weiter verbessert.As a further variable, a limit for the inner diameter of the ring shape 40 can be used, especially when using a ring shape 40 for the curvilinear second channel region 38. The following preferably applies to the inner diameter D _r of the ring shape 40: D _r ≥ D _i . This specification ensures that the curvilinear second channel area 38 is not located under the die contour 20 but in the areas of the counter tool 1 that are radially outside of it and are therefore particularly at risk of breakage. This also further improves the accuracy when detecting damage to the die.

Schließlich, und im Hinblick auf einen Abstand t_r des Fluidkanals 30 im krummlinigen zweiten Bereich 38 zur radialen Außenseite im zweiten Bereich 18 des Grundkörpers 10 gilt t_r ≥ 1 mm. Die Wahl der Größe des Abstands t_r des Fluidkanals 30 zur Außenseite des Gegenwerkzeugs 1 sorgt dafür, dass der Fluidkanal 30 zwar einerseits konturnah und oberflächennah verlaufen kann, hierdurch aber andererseits keine Schwächung des Gegenwerkzeugs 1 im oberflächennahen Bereich erfolgt.Finally, and with regard to a distance t _r of the fluid channel 30 in the curvilinear second region 38 to the radial outside in the second region 18 of the base body 10, t _r ≥ 1 mm applies. The choice of the size of the distance t _r of the fluid channel 30 to the outside of the counter tool 1 ensures that, on the one hand, the fluid channel 30 can run close to the contour and close to the surface, but on the other hand this does not weaken the counter tool 1 in the area close to the surface.

In der dargestellten Ausführungsform des Gegenwerkzeugs 1 ist der Fluidkanal 30 einseitig geschlossen ausgebildet. Daher weist der Fluidkanal 30 nur den Eingang 32 auf. In dieser Ausgestaltung wird beispielsweise während des Betriebs der Setzvorrichtung der Fluidkanal 30 insbesondere dauerhaft mit einem Überdruck bezogen auf den Umgebungsdruck oder einem Unterdruck beaufschlagt. Wenn im Fluidkanal 30 ein Überdruck bezogen auf den Umgebungsdruck erzeugt werden soll, wird als Medium ein Fluid verwendet, also ein Gas wie beispielsweise Druckluft oder eine Flüssigkeit wie beispielsweise Öl. Die Bereitstellung des Fluids kann durch eine kleine Kartusche direkt an der Setzvorrichtung oder über ein bereits vorhandenes Druckluftnetzwerk erfolgen.In the illustrated embodiment of the counter tool 1, the fluid channel 30 is designed to be closed on one side. Therefore, the fluid channel 30 only has the entrance 32. In this embodiment, for example, during operation of the setting device, the fluid channel 30 is in particular permanently subjected to an excess pressure relative to the ambient pressure or a negative pressure. If an excess pressure based on the ambient pressure is to be generated in the fluid channel 30, a fluid is used as the medium, i.e. a gas such as compressed air or a liquid such as oil. The fluid can be provided using a small cartridge directly on the setting device or via an existing compressed air network.

Der entsprechende Relativdruck wird in einer Alternative direkt mittels eines Drucksensors erfasst. Ein Bruch im Gegenwerkzeug 1, wie beispielsweise das oben diskutierte Abbrechen einer Außenkante der Matrize als Gegenwerkzeug 1 zwischen Matrizenkontur 20 und radialer Außenseite führt aufgrund des krummlinigen zweiten Kanalbereichs 38 dazu, dass der Fluidkanal 30 zur Umgebung hin geöffnet ist. Somit ändern sich die Druckverhältnisse im Fluidkanal 30, was vom Drucksensor erfasst wird. Aufgrund der so erfassten Änderung ist ein Rückschluss auf eine Beschädigung der Matrize als Gegenwerkzeug 1 möglich, sodass der Betrieb der Setzvorrichtung gestoppt und die Matrize zeitnah manuell oder automatisch ausgetauscht werden kann.In an alternative, the corresponding relative pressure is recorded directly using a pressure sensor. A break in the counter tool 1, such as the above-discussed breaking off of an outer edge of the die as the counter tool 1 between the die contour 20 and the radial outside, results in the fluid channel 30 being opened to the environment due to the curvilinear second channel region 38. The pressure conditions in the fluid channel 30 thus change, which is detected by the pressure sensor. Due to the change recorded in this way, it is possible to conclude that the die as the counter tool 1 is damaged, so that the operation of the setting device can be stopped and the die can be replaced manually or automatically in a timely manner.

Alternativ zu der direkten Erfassung des Drucks mittels eines Drucksensors ist auch die Erfassung anderer Messgrößen möglich, die entweder einen Rückschluss auf den Druck und/oder das Strömungsverhalten im Fluidkanal 30 ermöglichen. So kann die Messung eines Druckabfalls indirekt erfolgen, beispielsweise über einen elektrischen Widerstand oder durch einen Temperaturabfall am Speicherbehälter für das Gas als Fluid. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Strömungsratensensor verwendet werden.As an alternative to directly detecting the pressure using a pressure sensor, it is also possible to detect other measured variables, which either allow conclusions to be drawn about the pressure and/or the flow behavior in the fluid channel 30. The measurement of a pressure drop can be done indirectly, for example via an electrical resistance or through a drop in temperature at the storage container for the gas as a fluid. Alternatively or additionally, a flow rate sensor can also be used.

Neben der dauerhaften Prüfung des Zustands des Gegenwerkzeugs 1 ist es eine Alternative, dass Gegenwerkzeug 1 vor, im oder nach dem Betrieb der Setzvorrichtung intervallmäßig zu prüfen.In addition to permanently checking the condition of the counter tool 1, an alternative is to check the counter tool 1 at intervals before, during or after operation of the setting device.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Gegenwerkzeugs 1 und hier insbesondere der krummlinigen Umgestaltung des zweiten Kanalbereichs 38 ist, dass auf diese Weise der zweite Kanalbereich 38 konturnah verlaufen kann. Somit kann die Genauigkeit der Erfassung einer Beschädigung des Gegenwerkzeug 1 im Vergleich zum bekannten Stand der Technik erhöht werden.An advantage of the inventive design of the counter tool 1 and here in particular the curvilinear redesign of the second channel region 38 is that in this way the second channel region 38 can run close to the contour. The accuracy of detecting damage to the counter tool 1 can thus be increased compared to the known prior art.

Zudem kann ebenfalls aufgrund der krummlinigen Ausgestaltung des zweiten Kanalbereichs die Setzvorrichtung zeitnah gestoppt werden, sodass die Erzeugung nicht richtlinienkonformer Fügeverbindungen weitgehend verhindert wird. Zudem und da das Fluid nur entweicht, wenn das Gegenwerkzeug 1 eine Beschädigung aufweist, wird nur eine geringe Menge des Fluids benötigt.In addition, due to the curvilinear design of the second channel area, the setting device can be stopped promptly, so that the creation of non-compliant joining connections is largely prevented. In addition, and since the fluid only escapes if the counter tool 1 is damaged, only a small amount of fluid is required.

2 zeigt eine alternative zweite Ausführungsform eines Gegenwerkzeugs 3. Der grundsätzliche Aufbau des Gegenwerkzeugs 3 der zweiten Ausführungsform ist gleich dem Gegenwerkzeug 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Ein Unterschied ergibt sich lediglich im Hinblick auf die Gestaltung des krummlinigen zweiten Kanalbereichs 38. Denn hier ist der krummlinige zweite Kanalbereich 38 zwar auch als Ringform 40 ausgestaltet, verfügt jedoch über eine zwei-ästige Anbindung an den geradlinigen ersten Kanalbereich 36. Hierdurch wird die Genauigkeit der Erkennung eines Bruchs im Gegenwerkzeug 1 aufgrund der Zweigstruktur im Zulauf zur Ringform 40 weiter verbessert. 2 shows an alternative second embodiment of a counter tool 3. The basic structure of the counter tool 3 of the second embodiment is the same as the counter tool 1 according to the first embodiment. The only difference is with regard to the design of the curvilinear second channel region 38. Here the curvilinear second channel region 38 is also designed as a ring shape 40, but has a two-branched connection to the rectilinear first channel region 36. This increases the accuracy the detection of a break in the counter tool 1 due to the branch structure in the inlet to the ring mold 40 is further improved.

Eine dritte Ausführungsform des Gegenwerkzeugs 4 ist in 3 dargestellt. Diese entspricht der zweiten Ausführungsform des Gegenwerkzeugs 3 gemäß 2 mit dem Unterschied, dass der erste Kanalbereich 36 Zickzack-förmig verläuft. Alternativ kann der erste Kanalbereich 36 bogenförmig oder Helix-förmig ausgebildet sein, wobei auch Kombinationen der verschiedenen Formen realisierbar sind. Eine Beschränkung des Verlaufs des ersten Kanalbereich 36 ergibt sich lediglich durch den Durchmesser im ersten Bereich 16 des Grundkörpers 10, d.h. im Schaftbereich, sowie dadurch, dass er als Verbindung zwischen dem Eingang 32 und dem zweiten Kanalbereich 38 fungiert.A third embodiment of the counter tool 4 is in 3 shown. This corresponds to the second embodiment of the counter tool 3 according to 2 with the difference that the first channel area 36 runs in a zigzag shape. Alternatively, the first channel region 36 can be arcuate or helical, with combinations of the different shapes also being possible. A restriction on the course of the first channel region 36 results only from the diameter in the first region 16 of the base body 10, ie in the shaft region, and from the fact that it functions as a connection between the entrance 32 and the second channel region 38.

Eine vierte Ausführungsform des Gegenwerkzeugs 5 zeigt 4. Hier wurde die in den vorherigen Ausführungsformen des Gegenwerkzeugs 1; 3 genutzte Ringform 40 durch eine symmetrische Zweigstruktur 42 ersetzt. Diese besteht aus acht Ästen, die sich von dem geradlinigen ersten Kanalbereich 36 bogenförmig in Richtung des zweiten axialen Endes 14 des Grundkörpers 10 erstrecken. Ein Ende dieser symmetrischen Zweigstruktur 42 liegt weiterhin im Inneren des Grundkörpers 10, sodass der Fluidkanal 30 einseitig geschlossen ausgebildet ist. Daher weist auch dieser Fluidkanal 30 nur einen Eingang 32 auf.A fourth embodiment of the counter tool 5 shows 4 . Here, in the previous embodiments of the counter tool 1; 3 used ring shape 40 replaced by a symmetrical branch structure 42. This consists of eight branches which extend in an arc from the rectilinear first channel region 36 in the direction of the second axial end 14 of the base body 10. One end of this symmetrical branch structure 42 continues to lie inside the base body 10, so that the fluid channel 30 is designed to be closed on one side. Therefore, this fluid channel 30 also has only one entrance 32.

Eine fünfte Ausführungsform eines Gegenwerkzeugs 7 wird nun unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert.A fifth embodiment of a counter tool 7 will now be described with reference to 5 and 6 explained.

Zunächst ist hierzu festzuhalten, dass der Fluidkanal 30 nicht mehr einseitig geschlossen ausgebildet ist. Vielmehr weist der Fluidkanal 30 einen Ausgang 34 im ersten axialen Ende 12 des Grundkörpers 10 benachbart zum Eingang 32 des Fluidkanals 30 auf. Somit ist der Fluidkanal 30 nun ein Durchgangskanal. Dies ermöglicht, dass der Fluidkanal 30 einerseits wie die vorherigen Ausführungsformen mit Druck beaufschlagt werden kann oder ein Unterdruck im Fluidkanal 30 erzeugt werden kann. Andererseits kann der Fluidkanal auch kontinuierlich von einem Fluid durchströmt werden. Gerade diese Ausführungsform ermöglicht zusätzlich die Überprüfung des Zustands mittels eines Strömungsratensensors.First of all, it should be noted that the fluid channel 30 is no longer designed to be closed on one side. Rather, the fluid channel 30 has an exit 34 in the first axial end 12 of the base body 10 adjacent to the entrance 32 of the fluid channel 30. The fluid channel 30 is now a through-channel. This makes it possible for the fluid channel 30 to be pressurized like the previous embodiments or for a negative pressure to be generated in the fluid channel 30. On the other hand, the fluid channel can also have a fluid flow through it continuously. This embodiment in particular also enables the condition to be checked using a flow rate sensor.

Der krummlinige zweite Kanalbereich 38 ist im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsformen nun als spiralförmige Helix 44 ausgestaltet. Hierzu wird auch insbesondere auf das Schnittbild gemäß 6 verwiesen.In contrast to the previous embodiments, the curvilinear second channel region 38 is now designed as a spiral helix 44. For this purpose, particular reference is made to the sectional diagram 6 referred.

7 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Stempels 9 einer Setzvorrichtung anstelle des Gegenwerkzeugs 1, 3, 4, 5, 7. Der grundsätzliche Aufbau bzw. die Gestaltung des Stempels 9 im Inneren ist analog zu der Gestaltung der Gegenwerkzeug 1, 3, 4, 5 und 7. Daher wurden in dieser Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen verwendet. Wie für die erste Ausführungsform des Gegenwerkzeugs 1 wurde im krummlinigen zweiten Kanalbereich 38 eine Ringform 40 verwendet. Ebenso können jedoch in alternativen Ausgestaltungen die symmetrische Zweigstruktur 42 oder die spiralförmige Helix 44 verwendet werden. Gerade im Hinblick auf die spiralförmige Helix 44 ist dann zu beachten, dass zusätzlich ein Ausgang 34 des Fluidkanals 30 vorzusehen ist. Bezüglich der Dimensionierung des Fluidkanals gelten die obigen Ausführungen ebenfalls analog, wobei anstelle des Innendurchmessers der Matrizenkontur 20 als Bezugsgröße der Außendurchmesser des ersten Bereichs 16 verwendet wird, der benachbart zum zweiten Bereich 18 vorhanden ist. 7 shows an exemplary embodiment of a stamp 9 of a setting device instead of the counter tool 1, 3, 4, 5, 7. The basic structure or design of the stamp 9 inside is analogous to the design of the counter tool 1, 3, 4, 5 and 7 Therefore, the same reference numerals have been used in this embodiment. As for the first embodiment of the counter tool 1, an annular shape 40 was used in the curvilinear second channel region 38. However, the symmetrical branch structure 42 or the spiral helix 44 can also be used in alternative embodiments. Especially with regard to the spiral-shaped helix 44, it should be noted that an outlet 34 of the fluid channel 30 must also be provided. With regard to the dimensioning of the fluid channel, the above statements also apply analogously, with the outside diameter of the first region 16, which is present adjacent to the second region 18, being used as a reference instead of the inside diameter of the die contour 20.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Setzvorrichtung umfasst eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenwerkzeugs 1, 3, 4, 5 oder 7 und/oder eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stempels 9. Der Fluidkanal 30 des jeweiligen Gegenwerkzeugs 1, 3, 4, 5 oder 7 und/oder des Stempels 9 ist mit einer Fluidquelle verbindbar, sodass ein unter Druck gesetztes Fluid in das Gegenwerkzeug 1, 3, 4, 5 oder 7 und/oder den Stempel 9 zuführbar ist. Alternativ ist der jeweilige Fluidkanal 30 mit einer Quelle für Unterdruck verbindbar.An embodiment of a setting device according to the invention comprises an embodiment of the counter tool 1, 3, 4, 5 or 7 according to the invention and/or an embodiment of a stamp 9 according to the invention. The fluid channel 30 of the respective counter tool 1, 3, 4, 5 or 7 and/or the stamp 9 can be connected to a fluid source so that a pressurized fluid can be fed into the counter tool 1, 3, 4, 5 or 7 and/or the stamp 9. Alternatively, the respective fluid channel 30 can be connected to a source of negative pressure.

Wie bereits oben angerissen umfasst die Setzvorrichtung zur Erfassung einer Änderung des relativen Drucks einen Drucksensor, einen Dehnungssensor, der die Verformung einer Fluidquelle erfassen kann, einen Temperatursensor, der die Temperatur eines Ausgleichsbehälters erfasst, oder einen Strömungsratensensor. Letzteres wurde oben gerade im Hinblick auf die spiralförmige Helix 44 als krummliniger zweiter Kanalbereich 38 erläutert.As already outlined above, the setting device for detecting a change in relative pressure includes a pressure sensor, a strain sensor that can detect the deformation of a fluid source, a temperature sensor that detects the temperature of an expansion tank, or a flow rate sensor. The latter was explained above with regard to the spiral helix 44 as a curvilinear second channel region 38.

Nun bezugnehmend auf 8 wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Gegenwerkzeugs 1; 3; 4; 5;7 oder des Stempels 9 erläutert. In einem ersten Schritt i erfolgt ein Bereitstellen einer dreidimensionalen Zeichnung des Gegenwerkzeugs 1; 3; 4; 5; 7 oder des Stempels 9. Danach wird in Schritt ii die dreidimensionale Zeichnung in ein maschinenlesbares Schichtmodel umgewandelt. Nun erfolgt im dritten Schritt iii ein additives Fertigen des Gegenwerkzeugs 1; 3; 4; 5; 7 oder des Stempels 9 mit dem Fluidkanal 30.Now referring to 8th an embodiment of a manufacturing method according to the invention of the counter tool 1; 3; 4; 5; 7 or stamp 9 explained. In a first step i a three-dimensional drawing of the counter tool 1 is provided; 3; 4; 5; 7 or the stamp 9. The three-dimensional drawing is then converted into a machine-readable layer model in step ii. Now, in the third step iii, the counter tool 1 is manufactured additively; 3; 4; 5; 7 or the stamp 9 with the fluid channel 30.

In einem optionalen vierten Schritt iv wird das additiv gefertigte Gegenwerkzeug 1; 3; 4; 5; 7 oder der additiv gefertigte Stempel 9 vergütet. Das Vergüten des Gegenwerkzeugs 1; 3; 4; 5; 7 oder des Stempels 9 hat den Vorteil, dass ein Gefüge des verwendeten Werkstoffs gezielt an das gewünschte Anwendungsgebiet angepasst werden kann. Dazu wird das Gegenwerkzeug 1; 3; 4; 5; 7 oder der Stempel 9 aus einem härtbaren Metall gefertigt, da nur härtbaren Materialien vergütet werden können.In an optional fourth step iv, the additively manufactured counter tool 1; 3; 4; 5; 7 or the additively manufactured stamp 9 is paid. The tempering of the counter tool 1; 3; 4; 5; 7 or the stamp 9 has the advantage that a structure of the material used can be specifically adapted to the desired area of application. For this purpose the counter tool 1; 3; 4; 5; 7 or the stamp 9 made of a hardenable metal, since only hardenable materials can be tempered.

Abschließend und unter Bezugnahme auf 9 wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kontrolle des Gegenwerkzeugs 1; 3; 4; 5; 7 und/oder des Stempels 9 erläutert. Hierbei wird in einem ersten Schritt A ein Überdruck oder ein Unterdruck an das Gegenwerkzeug und/oder den Stempel 9 über den Fluidkanal 30 angelegt. Nun erfolgt im zweiten Schritt B ein Überwachen des Ist-Zustands des Gegenwerkzeugs 1; 3; 4; 5; 7 und/oder des Stempels 9. Sobald eine Änderung des Ist-Zustands über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus auftritt, wird dies in Schritt C angezeigt. Die entsprechende Anzeige kann einerseits einen optischen und/oder akustischen Indikator für einen Werker umfassen. Dieser stoppt dann den Betrieb der Setzvorrichtung. In Abhängigkeit von der Beschädigung kann er das Beschädigte Gegenwerkzeug oder den beschädigten Stempel austauschen.Finally and with reference to 9 an embodiment of a method according to the invention for checking the counter tool 1; 3; 4; 5; 7 and/or the stamp 9 explained. Here, in a first step A, an overpressure or a negative pressure is applied to the counter tool and/or the stamp 9 via the fluid channel 30. Now, in the second step B, the actual state of the counter tool 1 is monitored; 3; 4; 5; 7 and/or the stamp 9. As soon as a change in the actual state occurs beyond a predeterminable limit value, this is displayed in step C. The corresponding display can, on the one hand, include an optical and/or acoustic indicator for a worker. This then stops the operation of the setting device. Depending on the damage, he can replace the damaged counter tool or the damaged punch.

Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige auch automatisch in einer Steuereinheit verarbeitet werden, so dass die betroffene Setzvorrichtung aufgrund eines Signals von der Steuereinheit den Betrieb unterbricht. Hierbei kann es sich um eine Steuereinheit der Setzvorrichtung oder um eine zentrale Steuereinheit handeln, die für mehrere Setzvorrichtungen zuständig ist. Die Grundzüge des Kontrollverfahrens wurden oben bei der Diskussion der Gegenwerkzeuge 1; 3; 4; 5; 7 erläutert. Die Zustandserkennung und somit das Kontrollverfahren sind gerade aufgrund des krummlinigen zweiten Kanalbereichs 38 des Fluidkanals 30 im Gegenwerkzeug 1; 3; 4; 5; 7 und/oder Stempel 9 im Vergleich zum Stand der Technik genauer.Alternatively or additionally, the display can also be processed automatically in a control unit, so that the affected setting device interrupts operation based on a signal from the control unit. This can be a control unit of the setting device or a central control unit that is responsible for several setting devices. The basic features of the control procedure were discussed above in the discussion of countertools 1; 3; 4; 5; 7 explained. The status detection and thus the control method are precisely due to the curvilinear second channel region 38 of the fluid channel 30 in the counter tool 1; 3; 4; 5; 7 and/or stamp 9 are more accurate compared to the prior art.

Das Verfahren kann dauerhaft während des Betriebs der Setzvorrichtung oder vor, im oder nach dem Betrieb der Setzvorrichtung intervallmäßig, je nach Anwendungsfall und Wunsch, durchgeführt werden.The method can be carried out permanently during operation of the setting device or at intervals before, during or after operation of the setting device, depending on the application and desire.

Wie ebenfalls eingangs erläutert wird zum Anlegen des Überdrucks ein Fluid verwendet, insbesondere ein Gas, beispielsweise Druckluft, oder eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl. Der Vorteil der Verwendung von Druckluft ist hierbei, dass bereits vorhandene Druckluftnetzwerke oder - systeme verwendet werden können. Alternativ können auch dem jeweiligen Setzgerät zugeordnete Kartuschen zum Einsatz kommen. Dies gilt analog für eine Flüssigkeit als Fluid.As also explained at the beginning, a fluid is used to apply the excess pressure, in particular a gas, for example compressed air, or a liquid, for example oil. The advantage of using compressed air is that existing compressed air networks or systems can be used. Alternatively, cartridges assigned to the respective setting tool can also be used. This applies analogously to a liquid as a fluid.

Eine Überwachung des Ist-Zustands erfolgt mittels einem oder mehreren der folgenden Sensoren: Drucksensor, Dehnungssensor, Temperatursensor oder Strömungsratensensor. Gerade bei der Ausgestaltung des Fluidkanals 30 mit Ausgang 34 ist zusätzlich oder alternativ die Verwendung eines Strömungsratensensors bevorzugt. Allen diesen Sensoren ist gemeinsam, dass sich der von ihnen erfasste Ist-Wert bei einer Beschädigung des Gegenwerkzeugs 1; 3; 4; 5; 7 oder des Stempels 9 aufgrund einer Zerstörung des Fluidkanals ändert.The actual state is monitored using one or more of the following sensors: pressure sensor, strain sensor, temperature sensor or flow rate sensor. Especially when designing the fluid channel 30 with an outlet 34, the use of a flow rate sensor is additionally or alternatively preferred. What all of these sensors have in common is that the actual value recorded by them changes if the counter tool 1 is damaged; 3; 4; 5; 7 or the stamp 9 changes due to destruction of the fluid channel.

6. Bezugszeichenliste6. List of reference symbols

11: Gegenwerkzeug (1. Ausführungsform)Counter tool (1st embodiment)
33: Gegenwerkzeug (2. Ausführungsform)Counter tool (2nd embodiment)
44: Gegenwerkzeug (3. Ausführungsform)Counter tool (3rd embodiment)
55: Gegenwerkzeug (4. Ausführungsform)Counter tool (4th embodiment)
77: Gegenwerkzeug (5. Ausführungsform)Counter tool (5th embodiment)
99: Stempel Rubber stamp
1010: GrundkörperBasic body
1212: erstes axiales Endefirst axial end
1414: zweites axiales Endesecond axial end
1616: erster Bereichfirst area
1818: zweiter Bereichsecond area
2020: Matrizenkontur Die contour
3030: FluidkanalFluid channel
3232: EingangEntrance
3434: AusgangExit
3636: erster Kanalbereich des Fluidkanals 20first channel area of the fluid channel 20
3838: krummliniger zweiter Kanalbereich des Fluidkanals 20curvilinear second channel region of the fluid channel 20
4040: RingformRing shape
4242: symmetrische Zweigstruktursymmetrical branch structure
4444: spiralförmige Helix spiral helix
DaThere: Außendurchmesser des zweiten Bereichs 18Outer diameter of the second area 18
DiTue: Innendurchmesser der Matrizenkontur 20Inner diameter of the die contour 20
DrDr: Innendurchmesser des krummlinigen zweiten Kanalbereichs 38Inner diameter of the curvilinear second channel region 38
dkdk: Innendurchmesser des Fluidkanals 30Inner diameter of the fluid channel 30
trtr: Abstand des Fluidkanals im krummlinigen zweiten Kanalbereich 38 zur äußeren OberflächeDistance of the fluid channel in the curvilinear second channel region 38 to the outer surface

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3141315 A1 [0007, 0010]
EP 2248657 A2 [0011]
CN 112974714 A [0012]
CN 103600017 A [0013]
DE 102004002593 A1 [0014]

Claims

A one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) of a setting device for setting punch rivets or for clinching, in particular a one-piece anvil or a one-piece die, comprising: a) a base body (10) with a first (12 ) and a second axial end (14) and a first region (16) with a first outside diameter and a second region (18) with a second outside diameter D _a which is larger than the first outside diameter, b) a fluid channel (30), which extends from the first axial end (12) in the direction of the second axial end (14) into the base body (10), so that an entrance (32) of the fluid channel (30) is present at the first axial end (12), wherein c ) the fluid channel (30) has a, preferably rectilinear, first channel region (36) and a curvilinear second channel region (38) and d) the curvilinear second channel region (38) in the second region (18) with the second outer diameter D _a and radially outwards is arranged in relation to the first channel region (16), so that the fluid channel (30) at least partially penetrates or passes through the second region (18), wherein e1) the fluid channel (30) is designed to be closed on one side or e2) an outlet (34) of the fluid channel (30) is formed in the first axial end (12) adjacent to the entrance (32) of the fluid channel (30).

A one-piece stamp (9) of a setting device for setting punch rivets or for clinching, comprising: a) a base body (10) with a first (12) and a second axial end (14) and a first region (16) with a first outer diameter and a second region (18) with a second outer diameter D _a which is larger than the first outer diameter, b) a fluid channel (30) which extends from the first axial end (12) towards the second axial end (14). the base body (10) extends so that an entrance (32) of the fluid channel (30) is present at the first axial end (12), wherein c) the fluid channel (30) has a, preferably rectilinear, first channel region (36) and a curvilinear second channel region (38) and d) the curvilinear second channel region (38) is arranged in the second region (18) with the second outer diameter D _a and radially outward with respect to the first channel region (16), so that the fluid channel (30). at least partially penetrates or runs through the second region (18), wherein e1) the fluid channel (30) is designed to be closed on one side or e2) an outlet (34) of the fluid channel (30) in the first axial end (12) adjacent to the inlet (32) of the Fluid channel (30) is formed.

The one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) according to Patent claim 1 or the one-piece stamp (9) according to Patent claim 2 , wherein the curvilinear second channel region (38) at least partially comprises a ring shape (40), a symmetrical branch structure (42), a spiral helix (44) or a combination of these shapes.

The one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) or the one-piece stamp (9) according to one of the preceding claims, wherein the following applies to a diameter d _k of the fluid channel (30): d _k ≥ 1 mm.

The one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) according to one of Patent claims 1 , 3 or 4 , which is a die with a die contour (20) with an inner diameter D _i , whereby for a diameter d _k of the channel (30): d _k ≤ 1/4 (D _a - D _i ).

The one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) according to one of Patent claims 1 or 3 until 5 , which is a die with a die contour (20), the curvilinear second channel region (38) having a ring shape (40) or a spiral helix (44) and for an inner diameter D _r of the ring shape (40) or the helix (44) applies: D _r ≥ D _i .

The one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) according to one of Patent claims 1 or 3 until 6 , whereby the following applies to a distance of the fluid channel (30) to the radial outside in the curvilinear second channel region (18): t _r ≥ 1 mm.

A setting device with a one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) according to one of Patent claims 1 or 3 until 7 and/or a one-piece stamp (9) according to one of Patent claims 2 until 4 , wherein a) the fluid channel (30) of the counter tool (1; 3; 4; 5; 7) and / or the stamp (9) can be connected to a fluid source, so that a pressurized fluid flows into the one-piece counter tool (1 ; 3; 5; 7) and / or the one-piece stamp (9) can be fed, or b) the fluid channel (30) of the counter tool (1; 3; 4; 5; 7) and / or the stamp (9). can be connected to a source of negative pressure.

The setting device according to Patent claim 8 which comprises one of the following for detecting a change in the relative pressure in the integrally formed counter tool (1; 3; 4; 5; 7) and/or integrally formed stamp (9): one Pressure sensor, a strain sensor that detects the deformation of a fluid source, a temperature sensor that detects the temperature of an expansion tank, a flow rate sensor.

A manufacturing method of a one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) according to one of Patent claims 1 or 3 until 7 or a one-piece stamp (9) according to one of Patent claims 2 until 4 , with the following steps: a) providing (i) a three-dimensional drawing of the integrally formed counter tool (1; 3; 4; 5; 7) or the integrally formed stamp (9), b) converting (ii) the three-dimensional drawing into a machine-readable layer model, c) additive manufacturing (iii) of the integrally formed counter tool (1; 3; 4; 5; 7) or the integrally formed stamp (9) with the fluid channel (30).

The manufacturing process according to Patent claim 10 , with the further step: d) tempering (iv) of the additively manufactured counter tool (1; 3; 4; 5; 7) or the stamp (9).

The manufacturing process according to one of the Patent claims 10 or 11 , wherein the counter tool (1; 3; 4; 5; 7) or the stamp (9) is made of a hardenable metal.

A method for checking the one-piece counter tool (1; 3; 4; 5; 7) according to one of Patent claims 1 or 3 until 7 and/or the integrally formed stamp (9) according to one of Patent claims 2 until 4 , with the following steps: a1) applying (A) an overpressure or a negative pressure to the integrally formed counter tool (1; 3; 4; 5; 7) and/or the integrally formed stamp via the fluid channel (30), b) monitoring (B) the actual state of the integrally formed counter tool (1; 3; 4; 5; 7) and/or the integrally formed stamp (9) and c) display (C) a change in the actual state beyond a predeterminable limit value .

The procedure for control according to Patent claim 13 , wherein a fluid is used to apply the excess pressure, in particular a gas, for example compressed air, or a liquid, for example oil.

The procedure for control according to one of the Patent claims 13 or 14 , whereby the actual state is monitored using one of the following sensors: pressure sensor, strain sensor, temperature sensor or flow rate sensor.