DE4404659A1

DE4404659A1 - Method of producing of riveted joint between sheet metal components

Info

Publication number: DE4404659A1
Application number: DE4404659A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Ing Budde; Shiming Dr Ing Gao
Original assignee: Boellhoff GmbH
Current assignee: Boellhoff GmbH
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2014-02-15
Also published as: DE4404659C5; DE4404659B4

Abstract

The method involves the sheet material being forced by a punch (1) to enter without being cut into a die cavity (4). It is subsequently locked in place by an insert which is subjected to an axial force causing it to flow radially outwards. The locking insert takes the form basically of a cylinder. The tool for producing the joint consists of a punch and die (1,3), and a holding-down unit (2) with a channel (5) for the punch.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Nietverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a Rivet connection according to the preamble of patent claim 1.

Zum Verbinden von flächigen Werkstücken, insbesondere Ble chen, sind Nietverbindungen, insbesondere mit selbststan zenden Nieten weithin bekannt. Das Einbauwerkzeug besteht aus einem Stempel und einer Matrize. Der mit Schneidkanten versehene Stanzniet durchstanzt die beiden miteinander zu vernietenden Werkstoffe und anschließend wird das austreten de Ende des Stanznietes im Formhohlraum der Matrize umge formt. Es ist auch bekannt, den Stanzniet derart zu gestal ten, daß er beim Einbau nur das obere Blech durchstanzt und dann anschließend im Formhohlraum der Matrize des Einbau werkzeugs aufgespreizt wird. Es wird also das untere Blech nicht aufgeschnitten, sondern so umgeformt, daß eine fluid dichte Verbindung entsteht. Solche Stanzniete werden von der Anmelderin unter dem Warenzeichen "RIV-SERT" vertrieben.For joining flat workpieces, especially lead Chen, are riveted joints, especially with self-tapping rivets well known. The installation tool exists from a stamp and a die. The one with cutting edges The punch rivet punched the two together riveting materials and then that will come out de The end of the punch rivet in the mold cavity of the die vice versa forms. It is also known to design the punch rivet in this way ten that he only punched through the upper sheet and then then in the mold cavity of the die of the installation spreading tool. So it becomes the bottom sheet not cut open, but shaped so that a fluid tight connection is created. Such rivets are made by Applicant sold under the trademark "RIV-SERT".

Beim bekannten Durchsetzfügen dagegen werden die miteinander zu verbindenden Bleche durch Einschneiden, Durchdrücken von Blechmaterial und Fließverpressen des durchgedrückten Mate rials hinter den Einschnitten miteinander verbunden. Auch beim Durchsetzfügen ist es möglich, fluiddichte Verbindungen zu erhalten (EP-A 0 268 302). Dazu wird in einem ersten Ar beitsgang in dem einen Blechwerkstück eine Aufnahmeöffnung gebildet, durch die in einem zweiten Arbeitsgang Material des anderen Blechwerkstückes verdrängt wird, ohne daß dieses Blechwerkstück durchschnitten wird.In the known enforcement, on the other hand, they are together metal sheets to be joined by cutting, pressing through Sheet material and extrusion of the pressed mate rials connected behind the incisions. Also when clinching it is possible to make fluid tight connections to be obtained (EP-A 0 268 302). In a first article beitsgang in a sheet metal workpiece a receiving opening formed by the material in a second pass the other sheet metal workpiece is displaced without this Sheet metal workpiece is cut.

Die bekannten Nietverbindungen besitzen zahlreiche Nach teile. Bei selbststanzenden Nieten muß der Nietwerkstoff wesentlich härter sein als die zu verbindenden Werkstücke, so daß beim Umformen des Niets in der Matrize sehr hohe Kräfte erforderlich sind. Dabei treten insbesondere im Um formbereich des Niethalses hohe Spannungen auf. Die an den Stanznieten erforderlichen scharfen Schneidkanten können beim Herstellen fluiddichter Verbindungen auch das untere Blech durchschneiden oder Anlaß zu Rissen geben. Die un terschiedlichen Werkstoffe von Niet und Blechen haben Kor rosion und Rostansatz zur Folge. Insbesondere auch beim Durchsetzfügen treten Probleme hinsichtlich der Festigkeit der Verbindung dahingehend auf, daß beim Durchdrücken und Fließpressen die Werkstück-Wandstärke stark ausgedünnt wer den kann.The known riveted joints have numerous after parts. In the case of self-piercing rivets, the rivet material must be much harder than the workpieces to be joined, so that when the rivet is formed in the die very high Forces are required. This occurs especially in order form area of the rivet neck high tensions. The Andes Punch rivets required sharp cutting edges can also the lower one when making fluid-tight connections Cut through the sheet or give rise to cracks. The un Different materials of rivets and sheets have cor rosion and rust formation. Especially with Enforcement problems with strength occur the connection in that when pushing through and Extrusion thinned the workpiece wall thickness that can.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Niet verbindung zu schaffen, die eine höhere Festigkeit aufweist, fluiddicht ist und deren mechanische und chemische, insbe sondere hinsichtlich Korrosion, Eigenschaften wesentlich verbessert sind.The invention is therefore based on the object of a rivet to create a connection that has a higher strength, is fluid-tight and its mechanical and chemical, esp especially with regard to corrosion, properties essential are improved.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Zur Lösung der Aufgabe dienen auch insbesondere die Merkmale der den Preß körper und das Einbauwerkzeug betreffende Ansprüche.The object is according to the invention with a method solved the claim 1. Advantageous further training are marked in the subclaims. To solve the Task also serve in particular the characteristics of the press body and the installation tool related claims.

Erfindungswesentlich ist einerseits, daß durch das Zusam menwirken von Stempel und Formhohlraum der Matrize zunächst die beiden flächig aufeinanderliegenden Werkstücke zusammen verformt werden, um eine Eintiefung zum Einsetzen des Preß körpers zu bilden. Der Durchdrückvorgang erfolgt nach Art des Tiefziehens, bei dem der Spalt zwischen Stempel und Formhohlraum so groß ist, daß der Werkstoff ohne Einschnitte verformbar ist, d. h. beim Einfahren des Stempels werden die Bleche, insbesondere das obere, dem Stempel zugekehrte Blech nicht aufgeschnitten. Auch wird die Wandstärke der Bleche, insbesondere des dem Stempel zugekehrten Bleches nicht wesentlich verringert. Beim anschließenden Verpressen des Preßkörpers wird der Formhohlraum von den zu verbindenden Blechen vollständig ausgefüllt und wird der Preßkörper unter radialer Aufweitung verformt und in den Blechwerkstoff ein gepreßt, so daß durch den Fließpreßvorgang eine sichere und hochfeste Nietverbindung entsteht. Das Fließpressen läßt sich so genau steuern, daß weder im Preßkörper noch im Ver formbereich der Bleche Risse oder Ungleichmäßigkeiten auf treten.Essential to the invention is on the one hand that by the together The stamp and die cavity of the die are initially worked the two workpieces lying flat on top of each other be deformed to form a recess for inserting the press to form body. The push-through process takes place according to Art of deep drawing, in which the gap between stamp and Mold cavity is so large that the material without cuts is deformable, d. H. when the stamp is retracted, the Sheets, especially the upper sheet facing the stamp not cut open. Also the wall thickness of the sheets, especially not the sheet facing the stamp significantly reduced. When pressing the Pressing body becomes the mold cavity from those to be connected Sheets completely filled and the compact is under radial expansion deformed and into the sheet metal pressed so that a safe and by the extrusion process high-strength riveted joint is created. The extrusion leaves control themselves so precisely that neither in the compact nor in the ver shape of the sheet cracks or unevenness to step.

Die erfindungsgemäße Nietverbindung erfolgt also in zwei Schritten, nämlich Durchdrücken der Bleche und Fließpressen mit Hilfe des Preßkörpers. Die beiden Schritte werden vom Stempel entweder in zwei Arbeitshüben oder auch in einem einzigen Arbeitshub ausgeführt. Beim zweistufigen Verfahren wird der Stempel nach dem Tiefziehvorgang zurückgezogen und der Preßkörper eingeführt, worauf im zweiten Hub der Fließ preßvorgang erfolgt. Wird mit einem einzigen Arbeitshub ge arbeitet, so wird beim Niedergehen des Stempels der Preß körper mitgenommen und das Durchdrücken und Fließpressen erfolgt während der weiteren Verschiebung des Stempels. Vorzugsweise wird der Preßkörper von dem niedergehenden Stempel aus einem Blechstück ausgestanzt und mitgenommen.The riveted joint according to the invention thus takes place in two Steps, namely pushing through the sheets and extrusion with the help of the compact. The two steps are from Stamp either in two strokes or in one single stroke. In the two-stage process the stamp is withdrawn after the deep-drawing process and the press body is inserted, whereupon the flow in the second stroke pressing process takes place. Is ge with a single stroke works, so when the stamp goes down the press body and pushing and extrusion takes place during the further displacement of the stamp. Preferably, the compact is descending Stamp punched out of a piece of sheet metal and taken away.

Vorzugsweise besteht der Blechkörper aus dem gleichen Werk stoff wie die zu verbindenden Werkstücke. Damit können die auf den Stempel wirkenden zur Umformung notwendigen Druck kräfte verringert werden. Ferner wird die Verformung ver gleichmäßigt und die Festigkeit der Verbindung wird erhöht. Außerdem kann keine Korrosion auftreten und die Kosten sind geringer. Beim Fließpreßvorgang im Verformungsbereich bleibt die Wandstärke der Bleche noch ausreichend stark, um die Festigkeit und insbesondere die Scherfestigkeit der Verbin dung zu erhöhen. The sheet metal body preferably consists of the same work material like the workpieces to be connected. So that can pressure necessary for forming on the stamp forces are reduced. Furthermore, the deformation is ver evenly and the strength of the connection is increased. Furthermore, no corrosion can occur and the cost is less. During the extrusion process remains in the deformation area the wall thickness of the sheets is still sufficiently thick to Strength and especially the shear strength of the joint increase.

Während des Herstellens der Nietverbindung sind die Werk stücke auf die Matrize gepreßt, so daß das Durchdrücken der Bleche, das Formen der Eintiefung und das Verpressen des Preßkörpers symmetrisch erfolgt, ohne daß die zu verbinden den Teile einseitig ausweichen.The factory is in the process of establishing the riveted joint pieces pressed onto the die, so that the pressing of the Sheets, the molding of the recess and the pressing of the Press body takes place symmetrically without connecting them avoid the parts on one side.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich insbesondere Alubleche vermeiden.The method according to the invention can be used in particular Avoid aluminum sheets.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1a-1e anhand der Schnittdarstellung eines Einbauwerk zeuges die aufeinanderfolgenden Verfahrensschrit te bei einer zweistufigen Herstellung der Niet verbindung in einer ersten Ausführungsart; Fig. 1a-1e based on the sectional view of an installation tool, the successive process steps te in a two-stage production of the rivet connection in a first embodiment;

Fig. 2a-2d anhand einer weiteren Ausführungsform des Einbau werkzeuges aufeinanderfolgende Verfahrensschritte bei einer einstufigen Herstellung der Nietverbin dung und FIGS. 2a-2d tool with reference to a further embodiment of the built successive process steps in a single-stage production of the formation and Nietverbin

Fig. 3a-3e anhand der Schnittdarstellung eines abgeänderten Einbauwerkzeuges aufeinanderfolgende Verfahrens schritte bei der zweistufigen Herstellung einer Nietverbindung in einer abgeänderten Ausfüh rungsform. Fig. 3a-3e consecutive reference to the sectional view of a modified installation tool process steps approximate shape in the two-stage production of a riveted joint in a modified exporting.

In den Fig. 1a bis 1e ist ein Einbauwerkzeug im Schnitt mit einem Stempel 1, einem Niederhalter 2 und eine Matrize 3 mit einem Formhohlraum 4 dargestellt. In einer Bohrung 5 des Niederhalters 2 ist der Stempel 1 angeordnet. Durch einen seitlichen Kanal 6 können Preßkörper in die Bohrung 5 ein treten, wenn der Stempel 1 nach oben gefahren ist.In Figs. 1a to 1e an installation tool in section, with a punch 1, a blank holder 2 and a die 3 having a mold cavity 4 is shown. The punch 1 is arranged in a bore 5 of the hold-down device 2 . Through a lateral channel 6 , pressing bodies can enter the bore 5 when the punch 1 has moved upwards.

Zwei miteinander zu verbindende Bleche 10 und 11 sind flä chig übereinander auf die Matrize 3 aufgelegt und werden vom Niederhalter 2 unter Druck an die Matrize 3 angepreßt. Dies dient zum Fixieren und Festhalten der Bleche 10 und 11 wäh rend des nun auszuführenden Nietvorgangs. Es können auch mehr als zwei Bleche miteinander verbunden werden.Two sheets 10 and 11 to be connected are laid flat on top of one another on the die 3 and are pressed against the die 3 by the holding-down device 2 under pressure. This serves to fix and hold the sheets 10 and 11 during the riveting process to be carried out now. It is also possible to connect more than two sheets together.

Gemäß Fig. 1b fährt der Stempel 1 in Pfeilrichtung nach un ten und verdrängt dabei Werkstoff der Bleche 10 und 11 in den Formhohlraum 4 der Matrize 3. Es bildet sich damit eine napfförmige Eintiefung 15 (s. Fig. 1c). Aus Fig. 1b ist er sichtlich, daß zwischen dem Stempel 1 und dem Stempelkanal 5 im Niederhalter 2 ein ausreichender Spalt 7 vorgesehen ist, so daß sich eine Art Tiefziehvorgang einstellt, ohne daß bei diesem Vorgang bereits ein Vernieten eintritt. Vielmehr wird der Tiefziehvorgang derart gesteuert, daß die Wandstärken der Bleche im Verformungsbereich etwa gleichmäßig bleiben. Zwischen dem Niederhalter 2 und der Matrize 3 können die Bleche beim Durchdrücken nachgezogen werden.Referring to FIG. 1b of the punch 1 continues in direction of arrow un th and displaces material of the sheets 10 and 11 into the mold cavity 4 of the die 3. A cup-shaped recess 15 is thus formed (see FIG. 1c). From Fig. 1b it is clear that a sufficient gap 7 is provided between the stamp 1 and the stamp channel 5 in the holding-down device 2 , so that a kind of deep-drawing process occurs without riveting already occurring during this process. Rather, the deep-drawing process is controlled in such a way that the wall thicknesses of the sheets remain approximately uniform in the deformation area. The sheets can be retightened between the hold-down device 2 and the die 3 as they are pressed through.

In Fig. 1c ist der Stempel 1 hochgehoben und durch den Kanal 6 wird ein Preßkörper in den Stempelkanal 5 eingeschoben. Der Preßkörper 8 besteht aus dem gleichen Werkstoff wie die Bleche 10 und 11 und ist scheibenförmig mit einer konkaven Einwölbung 9 auf der Unterseite. Die Dicke der Scheibe ist abhängig von der Dicke der Bleche und der gewünschten Niet verbindung.In Fig. 1c, the stamp 1 is lifted up and through the channel 6 , a pressing body is inserted into the stamp channel 5 . The pressing body 8 consists of the same material as the sheets 10 and 11 and is disc-shaped with a concave curvature 9 on the underside. The thickness of the washer depends on the thickness of the sheets and the desired rivet connection.

Fig. 1d zeigt den zweiten Arbeitsschritt, in dem der Stempel 1 den Preßkörper 8 verformt und damit die Nietverbindung durch Fließpressen vom Preßkörper 8 und den Blechen 10, 11 im Verformungsbereich hergestellt wird. Fig. 1d zeigt, daß vom Preßkörper 8 unter dem Druck des Stempels 1 der Form hohlraum von den durchgedrückten Blechabschnitten vollstän dig ausgefüllt wird. Vorteilhafterweise ist am Boden des Formhohlraums eine Ringnut 14 vorgesehen, die ebenfalls von dem Blechwerkstoff ausgefüllt wird. Die Einwölbung 9 am Boden des Preßkörpers 8 unterstützt diesen Vorgang sowie auch das Flachpressen und die radiale Expansion des Preß körpers 8. Fig. 1d shows the second step in which the punch 1 deforms the pressing body 8 and thus the rivet connection is made by extrusion of the pressing body 8 and the sheets 10 , 11 in the deformation area. Fig. 1d shows that the pressing cavity 8 under the pressure of the punch 1 of the mold cavity is completely filled dig by the pressed sheet metal sections. An annular groove 14 is advantageously provided at the bottom of the mold cavity, which is also filled by the sheet metal material. The bulge 9 at the bottom of the compact 8 supports this process as well as the flat pressing and the radial expansion of the compact 8th

Fig. 1e zeigt die fertige Nietverbindung, bei der der Fließ preßvorgang beendet ist, wobei die Bleche im Verformungsbe reich miteinander verriegelt sind, jedoch eine weitgehend gleichmäßige Wandstärke aufweisen, so daß die Nietverbindung fluiddicht und hochfest ist. Fig. 1e shows the finished rivet connection, in which the extrusion process is finished, the sheets in the Verformungsbe rich locked together, but have a largely uniform wall thickness, so that the rivet connection is fluid-tight and high strength.

Wie aus den Fig. 1d und 1e ersichtlich ist, kann die Dicke des Preßkörpers 8 so gewählt werden, daß er entweder die napfförmige Eintiefung ausfüllt (Fig. 1d) oder als Scheibe innerhalb der Eintiefung angeordnet ist (Fig. 1e).As can be seen from FIGS . 1d and 1e, the thickness of the pressing body 8 can be chosen such that it either fills the cup-shaped recess ( FIG. 1d) or is arranged as a disk within the recess ( FIG. 1e).

In den Fig. 2a bis 2d ist ein Einbauwerkzeug in geänderter Ausführungsform im Schnitt dargestellt, mit dem es möglich ist, die Nietverbindung in einem einzigen Arbeitsschritt herzustellen. Der Stempel 1 ist im Stempelkanal 5 des Nie derhalters 2 verschiebbar. In einem Kanal 16 des Nieder halters 2 ist ein Blech 17 verschiebbar angeordnet. Der Ringspalt zwischen dem Stempel 1 und dem Stempelkanal 5 ist so gewählt, daß beim Niederfahren des Stempels 1 aus dem Blech 17 ein Preßkörper 18 (Fig. 2c) ausgeschnitten wird. An der Unterseite des Niederhalters 2 ist im Bereich des Stem pelkanals 5 eine Nase 19 angeformt.In FIGS. 2a to 2d, a running tool in a modified embodiment is shown in section, with which it is possible to produce the riveted joint in a single operation. The stamp 1 is in the stamp channel 5 of the never derhalter 2 displaceable. In a channel 16 of the hold-down 2 , a sheet 17 is slidably arranged. The annular gap between the stamp 1 and the stamp channel 5 is selected such that a pressing body 18 ( FIG. 2c) is cut out of the sheet 17 when the stamp 1 is moved down. At the bottom of the hold 2 of the stem is formed pelkanals 5 a nose 19 in the region.

In Fig. 2b hat der Niederhalter 2 auf die Bleche 10 und 11 aufgesetzt und hält diese fest, so daß die Bleche fixiert sind und die Umformung symmetrisch vonstatten gehen kann. Die ringförmige Nase 19 drückt die Bleche beim Aufsetzen des Niederhalters 2 nach unten in Richtung auf den Formhohlraum 4, dessen Durchmesser so groß gewählt ist, daß in der be reits erläuterten Weise das Durchdrücken des Werkstoffs ohne Aufschneiden der Bleche und ohne nennenswerte Wandstärken verringerung vonstatten gehen kann. Der Boden des Formhohl raums ist bei 20 konvex vorgewölbt, um den Fließpreßvorgang zu unterstützen.In Fig. 2b the hold-down device 2 has been placed on the sheets 10 and 11 and holds them in place so that the sheets are fixed and the forming can take place symmetrically. The annular nose 19 presses the sheets when placing the hold-down 2 downwards in the direction of the mold cavity 4 , the diameter of which is so large that in the manner already explained the pushing through of the material takes place without cutting open the sheets and without any appreciable reduction in wall thickness can. The bottom of the mold cavity is convex at 20 to support the extrusion process.

Fig. 2c zeigt, daß der Preßkörper 18 vom Stempel 1 mitgenom men wird und auf den Blechen 10, 11 aufsitzt. Anschließend erfolgt das Durchdrücken des Blechwerkstoffes in den Form hohlraum, das Ausfüllen des Formhohlraums und das Verpressen des Preßkörpers bis zur Verklammerung der Bleche im Verfor mungsbereich durch das radiale Aufweiten des Preßkörpers. Fig. 2c shows that the compact 18 is entrained by the punch 1 and is seated on the sheets 10 , 11 . Then the sheet metal material is pressed through into the mold cavity, the mold cavity is filled and the pressing body is pressed until the sheets are clamped in the deformation area by the radial expansion of the pressing body.

Vorzugsweise besteht das Blech 17 aus dem gleichen Werkstoff wie die Bleche 10 und 11.The sheet 17 preferably consists of the same material as the sheets 10 and 11 .

Fig. 3a bis 3d zeigen im Schnitt ein abgeändertes Einbau werkzeug zur zweistufigen Herstellung einer Nietverbindung. In Fig. 3a ist wiederum eine Matrize 3 mit einem Formhohl raum 4 dargestellt, der eine ringförmige Eintiefung 21 auf weist. Die Bleche 10 und 11 werden von einem Niederhalter 2 auf die Matrize 3 angepreßt. Im Niederhalter 2 ist ein Kanal 22 ausgebildet, in dem ein Schieber 23 seitlich verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber 23 weist zwei Kanäle 24 und 25 auf. Im Kanal 24 ist ein Stempel 1 angeordnet, an dessen Boden eine Ausnehmung 26 vorgesehen ist, deren Durchmesser und Tiefe entsprechend dem Formhohlraum 4 insbesondere der Ringnut 21 gestaltet ist, um den Fließpreßvorgang durchzu führen. Der Stempel 1 ist von einer Feder 26 gehalten und wird vom Stößel 1′ im Stempelkanal 5 des Niederhalters 2 mitgenommen. Im Kanal 25 des Schiebers 23 wird ein Preßkör per 28 von einem elastischen Vorsprung 29 gehalten. Der Preßkörper 28 wird von oben in den Kanal 25 eingesetzt. Der Preßkörper 28 weist einen unteren Ringbund 30 auf, der leicht schräg nach außen verläuft und einen konischen Quer schnitt aufweist. Fig. 3a to 3d show, in section a modified installation tool for two-stage producing a riveted joint. In Fig. 3a again a die 3 is shown with a cavity 4 , which has an annular recess 21 . The sheets 10 and 11 are pressed by a holding-down device 2 to the die. 3 A channel 22 is formed in the hold-down device 2 , in which a slide 23 is arranged to be laterally displaceable. The slide 23 has two channels 24 and 25 . In the channel 24 , a punch 1 is arranged, on the bottom of which a recess 26 is provided, the diameter and depth of which is designed in accordance with the mold cavity 4, in particular the annular groove 21 , in order to carry out the extrusion process. The stamp 1 is held by a spring 26 and is taken from the plunger 1 'in the stamp channel 5 of the hold-down 2 . In the channel 25 of the slide 23 , a Preßkör is held by 28 by an elastic projection 29 . The pressing body 28 is inserted into the channel 25 from above. The pressing body 28 has a lower collar 30 which extends slightly obliquely outwards and has a conical cross section.

Fig. 3b zeigt den ersten Arbeitshub, bei dem der Stößel 1′ nach unten fährt und den Stempel 1 mitnimmt. Damit wird das Blechmaterial in den Formhohlraum 4 gedrückt und füllt die sen aus. Wie Fig. 3b zeigt, müssen der Querschnitt des Form hohlraums 4, der Boden des Stempels 1 mit der Ausnehmung 26 und die Dicke der Bleche 10 und 11 so aufeinander abgestimmt sind, daß die in Fig. 3b dargestellte Verformung stattfin det, ohne daß die Bleche eingeschnitten werden oder die Wandstärke der Bleche zu stark verringert wird. Auch hier wird eine Verformung der Bleche beim Durchdrücken nach Art eines Tiefziehvorgangs angestrebt. Fig. 3b shows the first working stroke, in which the plunger 1 'moves down and takes the punch 1 with it. So that the sheet material is pressed into the mold cavity 4 and fills out the sen. As Fig. 3b shows, the cross section of the mold cavity 4 , the bottom of the stamp 1 with the recess 26 and the thickness of the sheets 10 and 11 must be coordinated so that the deformation shown in Fig. 3b takes place without that Sheets are cut or the wall thickness of the sheets is reduced too much. Here, too, the sheet metal is deformed when it is pressed through in the manner of a deep-drawing process.

In Fig. 3c hat der Stößel 1′ abgehoben und der Stempel 1 kehrt durch die Kraft der Feder 26 in den Kanal 24 zurück. Daraufhin wird der Schieber 23 nach rechts verschoben und der Preßkörper 28 über den Formhohlraum 21 über den Form hohlraum 4 der Matrize 3 gebracht.In Fig. 3c, the plunger 1 'has lifted and the stamp 1 returns by the force of the spring 26 in the channel 24 . Then the slider 23 is moved to the right and the pressing body 28 is brought over the mold cavity 21 over the mold cavity 4 of the die 3 .

Dies ist in Fig. 3d dargestellt. Hier ist auch die ringför mige Eintiefung 29 in den Blechen 10 und 11 ersichtlich, in die der Ringbund 30 des Preßkörpers 28 eintreten soll. Es wird betont, daß die mit dem ersten Arbeitsschritt hervorge rufene Umformung des Blechwerkstoffs dazu dient, die in Fig. 3d dargestellte Formgebung der Bleche zu erhalten, ohne daß das dem Stößel zugekehrte Blech 10 eingeschnitten wird und ohne daß bereits ein Fließpressen im Sinne einer Verklamme rung der beiden Bleche miteinander erfolgt.This is shown in Fig. 3d. Here is also the ringför shaped recess 29 in the sheets 10 and 11 can be seen, in which the collar 30 of the compact 28 is to enter. It is emphasized that the deformation of the sheet metal material which is brought about in the first working step serves to obtain the shape of the sheet metal shown in FIG. 3d, without cutting the sheet metal 10 facing the ram and without already extruding in the sense of jamming tion of the two sheets takes place together.

Dies ist vielmehr dem zweiten Arbeitshub vorbehalten, bei dem der Stößel 1′ mit seiner glatten Bodenseite nach unten fährt und den Preßkörper 28 in die Eintiefung des Blech werkstückes preßt. Es ist in Fig. 3e dargestellt, daß infol ge der Ausbildung des Ringbundes 30 und unter dem hohen Druck des Stößels 1′ der Ringbund das obere Blech 10 durch schneidet und der Ringbund 30 radial aufgespreizt wird, so daß auch hier der Preßkörper 28 radial expandiert und durch den Fließpreßvorgang die Verklammerung im Verformungsbereich hergestellt wird. Rather, this is reserved for the second working stroke, in which the plunger 1 'moves down with its smooth bottom side and presses the pressing body 28 into the recess of the sheet metal workpiece. It is shown in Fig. 3e that infol ge the formation of the collar 30 and under the high pressure of the plunger 1 'the collar of the upper plate 10 cuts through and the collar 30 is spread radially, so that the compression body 28 expands radially here and the stapling in the deformation region is produced by the extrusion process.

Im Gegensatz zu dem eingangs erwähnten RIV-SERT-Verfahren, bei dem das Durchdrücken des Blechwerkstoffes in den Form hohlraum, das Aufschneiden des dem Niet zugekehrten Bleches und das Fließpressen durch Aufspreizen erfolgt, wird erfin dungsgemäß im ersten Arbeitsschritt der Formhohlraum aus gefüllt, ohne Einschnitt und ohne die Wandstärke der Bleche in nennenswertem Maße zu verändern, worauf dann im zweiten Arbeitsschritt der vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie die Bleche bestehende Preßkörper nach dem Durchschneiden des oberen Bleches die Verklammerung des Blechwerkstoffes durch Aufspreizen bewirkt.In contrast to the RIV-SERT method mentioned at the beginning, in which the sheet material is pressed through the mold cavity, the cutting of the sheet facing the rivet and extrusion is done by spreading is invented in accordance with the first step of the mold cavity filled, without incisions and without the wall thickness of the sheets to change to a significant extent, then in the second Work step that is preferably made of the same material like the existing press body after cutting of the upper plate, the clamping of the sheet material caused by spreading.

Bei den erfindungsgemäß hergestellten Nietverbindungen be trägt die Wandstärke des dem Stempel zugekehrten Bleches im Verformungsbereich und insbesondere im Halsbereich bis zu 90% und mehr der Ausgangsblechstärke. Diese Materialstärke erhöht die Festigkeit der Nietverbindung gegenüber bekannten Verfahren.In the riveted joints produced according to the invention carries the wall thickness of the sheet facing the stamp in Deformation area and especially in the neck area up to 90% and more of the original sheet thickness. This material thickness increases the strength of the riveted joint compared to known ones Method.

Claims

1. A method for producing a riveted joint, in the flat superimposed workpieces, in particular sheets, by displacing sheet metal material with a stamp in the mold cavity of a die for forming a recess and by extrusion of the displaced material are connected to each other, characterized in that the sheet material is displaced into the mold cavity in the manner of a deep-drawing process without cutting the sheets, a molding is expanded radially in the recess by the punch and the sheets are flow-deformed in the deformation area by the molding.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the compact from the same or a similar duk tile material such as the workpieces to be connected is posed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that the displacement of the sheet material in the Mold cavity without cutting the sheets and without essential Liche change in the sheet metal wall thickness.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the workpieces during the order form and extrusion process are clamped.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a cup-shaped recess ge forms and a disc-shaped compact is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an annular recess is formed and a press body with an annular collar is used becomes.

7. The method according to claim 6, characterized in that after molding the annular recess and before the extrusion of the sheet material the sheet material from the ring collar of the compact is partially cut.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in a first step the sheet metal material is displaced when pulled back genem stamp the press body is fed and in one second step of the pressing body in the recess pressed and the press material is extruded.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in a single step the pressing body when the stamp is fed from a sheet metal is punched out, the press body together with those displaced workpieces in the mold cavity, the press body pressed into the recess and the sheet metal is extruded.

10. pressing body for performing the method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pressing body (8, 18 ) for pressing into a cup-shaped recess ( 15 ) is disc-shaped.

11. Press body according to claim 10, characterized in that the disc-shaped press body ( 8 ) on the surface facing away from the punch ( 1 ) has a concave curvature ( 9 ).

12. Press body according to claim 10, characterized in that the pressing body ( 28 ) on the surface facing away from the punch has an annular collar ( 30 ) for radial expansion and extrusion of the sheet material.

13. Tool for producing the rivet connection according to one of claims 1 to 9 with an axially movable stem and a die, characterized in that the stamp ( 1 ) in a stamp channel ( 5 ) of a hold-down device ( 2 ) is displaceable, the hold-down device presses the sheets ( 10 , 11 ) onto the die ( 3 ).

14. Tool according to claim 13, characterized in that an annular groove ( 14 ) is provided in the bottom of the mold cavity ( 4 ) of the die ( 3 ).

15. Tool according to claim 13, characterized in that in the bottom of the mold cavity ( 4 ) of the die ( 3 ) a con vex bulge ( 20 ) is provided.

16. Tool according to claim 13, characterized in that in the holding-down device ( 2 ) a lateral channel ( 6 ) for guiding the pressing body ( 8 ) is provided.

17. Tool according to claim 13, characterized in that between a plunger ( 1 ') and the sheets ( 10, 11 ) a slide ( 23 ) with two adjacent channels ( 24 , 25 ) is arranged in the first channel of the spring force Slidable stamp ( 1 ) is arranged, which is urged by the plunger ver the sheet material in the mold cavity ( 4 ), and that in the second channel ( 23 ) of the pressing body ( 28 ) is held, which presses ge from the stamp into the recess is, whereby the sheet material is extruded.

18. Tool according to claim 13, characterized in that seen in the blank holder (2) a side channel (16) in front, in which a plate (17) is slidably guided, that by the punch (1) of the compacts (18) is cut out of the sheet ( 17 ) and the pressed body together with the sheets ( 10 , 11 ) in the mold cavity ( 4 ) of the die ( 3 ) ver and is extruded to produce the rivet connection.

19. Tool according to one of claims 13 to 18, characterized in that an annular gap is provided between the punch ( 1 ) and the mold cavity ( 4 ), in which the sheet metal material is received when the recess is formed without a substantial change in the wall thickness.

20. Tool according to claim 18 and 19, characterized in that the holding-down device ( 2 ) in the region of the stamping channel ( 5 ) has an annular nose ( 19 ) for initially forming the sheet metal materials.