EP1121213B1 - Werkzeug zum setzen von stanznieten - Google Patents

Werkzeug zum setzen von stanznieten Download PDF

Info

Publication number
EP1121213B1
EP1121213B1 EP99959212A EP99959212A EP1121213B1 EP 1121213 B1 EP1121213 B1 EP 1121213B1 EP 99959212 A EP99959212 A EP 99959212A EP 99959212 A EP99959212 A EP 99959212A EP 1121213 B1 EP1121213 B1 EP 1121213B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
face
die
rivet
punch
rivets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99959212A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1121213A1 (de
Inventor
Georg Donhauser
Reinhard Mauermann
Gunter Quaisser
Wolfgang Voelkner
Michael Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Talbot & Co KG GmbH
Technische Universitaet Dresden
Kerb Konus Vertriebs GmbH
Original Assignee
Talbot & Co KG GmbH
Technische Universitaet Dresden
Kerb Konus Vertriebs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Talbot & Co KG GmbH, Technische Universitaet Dresden, Kerb Konus Vertriebs GmbH filed Critical Talbot & Co KG GmbH
Publication of EP1121213A1 publication Critical patent/EP1121213A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1121213B1 publication Critical patent/EP1121213B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/025—Setting self-piercing rivets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/36—Rivet sets, i.e. tools for forming heads; Mandrels for expanding parts of hollow rivets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49833—Punching, piercing or reaming part by surface of second part
    • Y10T29/49835—Punching, piercing or reaming part by surface of second part with shaping
    • Y10T29/49837—Punching, piercing or reaming part by surface of second part with shaping of first part
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709—Overedge assembling means
    • Y10T29/53717—Annular work
    • Y10T29/53726—Annular work with second workpiece inside annular work one workpiece moved to shape the other
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709—Overedge assembling means
    • Y10T29/5377—Riveter

Definitions

  • the invention relates to a tool for setting full-punch rivets, with a hold-down for tempering the joining parts, in particular of sheets, one in one Cylinder of the hold-down axially movably guided and with a force can be applied riveting and a tamping opposite Die with a raised portion on a section of her riveting die facing End face.
  • a tool for setting from semi-tubular rivets with a hold-down known, for toughening of sheets of different thickness, one in a cylinder of the Hold-down axially movable guided and acted upon by a force Riveting punch and a stencil opposite the holding down with an elevation on a portion of its rivet punch facing end face, wherein the end face of the die radially outside the elevation in sections is divided, namely an inner spine portion with the survey and an outer annular die section, and the individual sections the end face depending on the penetration depth of Halbhohlniets in the Sheets or of the force exerted by the riveting punch on the half - tubular rivet, in axial direction are mutually displaceable.
  • the problem to be solved is, in full rivets at the beginning of the riveting process the emergence of deformations of the die-side sheet in the vicinity of Elevation of the matrix by concurrent concern of all sections of the matrix on Prevent the die-side sheet metal and then as the riveting process progresses a complete filling of the annular groove in the solid rivet by a retreat to guarantee the outer surface sections.
  • the educate known tools so that the above-described defects do not adjust at the finished rivet connection.
  • the tools should be simple, be uncomplicated and inexpensive.
  • this object is achieved by that the end face of the die radially divided outside the elevation into sections is and the individual sections of the end face depending on the penetration depth of the solid rivet in the joining parts or of the force that the riveting punch on the rivet exerts, are mutually displaceable in the axial direction.
  • Another advantage of the development according to the invention is that the According to the prior art required particularly high rigidity of the joining device no longer required to the same extent. Because the improved riveting tools a continuous flow and joining of the to be joined together Parts can cause a particularly high rigidity of the joining devices largely dispensed with what makes the tools more universal.
  • the force under which the elevation of the face surrounding sections of the end face relative to the survey axially displaceable are, depending on the penetration depth of the solid rivet in the sheets to be joined generated by the force of a prestressed spring.
  • This is a passive control of the axial movement of the surface portions of the die.
  • a Such control is preferably applied when a simple and steadily increasing Force-displacement curve for the joining process gives a good result.
  • mechanical elements e.g. Plate, screw or plastic edem a simple control can be realized.
  • Position and shape of the characteristic curve within the tool by the stiffness and the preload given the springs.
  • the pressure medium source is a known per se Hydraulic unit used, which has an adjustable pressure relief valve having.
  • the tool according to the invention is designed such that for setting a rivet concentric the annular elevation of the end face of the die surrounding portions of this end face relative to the annular elevation are configured axially displaceable.
  • this end face is so designed that that, the hump-shaped elevation having surface section the end face opposite him concentrically surrounding outer sections the end face of the die is axially displaceable.
  • variable force-distance curves from the outside adjust, i. freely program.
  • programmable controllers to adjust the characteristic of the known electro-hydraulic Servo valves.
  • the strength of the riveted joint in particular the dynamic strength, can be significantly improved with a variable characteristic and in some applications can only be achieved in this way.
  • the cutting process can be clean Cutting surface in the punched hole and with respect to the bias state after the Rivets are positively influenced.
  • These important parameters are dependent on increasing wear of the cutting edge of the die.
  • the wear of this Cutting edge is compensated by the axial height of the annular Elevation of the cutting edge of the die increases with progressive wear.
  • This setting can be made continuously and externally. in the The simplest case reduces the volume of the hydraulic pressure medium when the outer female part is designed as a piston.
  • the left half of Figure 1 illustrates the setting of a solid rivet 1 with conventional Tools dar.
  • the sheets 2 and 3 with the help of rivet 1 with each other get connected.
  • the sheets 2 and 3 are under the pressure of a hold-down 20 biased on the end face 21 of a die 4.
  • the end face 21 has an annular elevation 5, the inner diameter 22 is so large that the shaft 23 of the solid rivet 1 in compliance with a predetermined cutting game fits.
  • the hold-down 20 has a cylinder 24 in which the riveting punch 25 is guided in the axial direction 26 movable. Under the power of the riveting stamp 25 the solid rivet 1 is punched through the sheets 2 and 3, which thereby in the deform in the left half of Figure 1 shown.
  • the end face 21 of the die 27 divided into sections 5 and 29.
  • the annular elevation 5 of Figure 2 forms the end-side conclusion of a hollow punch 11, which with the die housing 28 is firmly connected.
  • a punch member 9 in the axial direction 26 is movable stored in the female housing 28, which in the manner of a Cylinder is formed.
  • the punch member 9 surrounds the hollow ram 11 concentrically.
  • the face 29 of the punch member 9 and the annular elevation 5 of the hollow punch 11 together form the closed end face 21 of the die 27.
  • closed End face 21 is the punch member 9 at an upper stop 10 of the die 27.
  • the punch member 9 hits a lower stop 12 on.
  • the die 27 shown in FIG. 2 has a venting bore 39.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Setzen von Voll-Stanznieten, mit einem Niederhalter zum Vorspannen der Fügeteile, insbesondere von Blechen, einem in einem Zylinder des Niederhalters axial beweglich geführten und mit einer Kraft beaufschlagbaren Nietstempel sowie einer dem Niederhalter gegenüberliegenden Matrize mit einer Erhebung auf einem Abschnitt ihrer dem Nietstempel zugewandten Stimfläche.
Das Setzen von Stanznieten ist beispielsweise in der Schrift "Nietsysteme, Verbindungen mit Zukunft" (vgl. U. Klemens und O. Hahn: Nietsysteme, Verbindungen mit Zukunft, Herausgebergemeinschaft: Interessensgemeinschaft Umformtechnisches Fügen und Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik der Universität-GM Paderborn.-Sonderausgabe-Holzminden: Hinrichsen, 1994, Seiten 18 bis 20) ausführlich beschrieben. Beim Stanznieten mit Vollniet ist eine vollständige Füllung der Ringnut des Nietes durch das matrizenseitige Blech eine wesentliche Bedingung für hohe übertragbare Kräfte. Mit den bekannten Werkzeugen gelingt diese Füllung der Ringnut des Vollnietes allerdings nicht immer vollständig. Das liegt daran, dass beim Setzen eines Vollniets in dem matrizenseitigen Blech bereits zu Beginn des Nietvorgangs örtlich unerwünschte Verformungen auftreten können. Die Verformungen treten am äußeren Rand der kreisringförmigen Erhebung der Stirnfläche der Matrize auf. Im weiteren Verlauf des Prägevorgangs des Nietprozesses fehlt dann das verdrängte und in die Verformungen hinein geflossene Material zur Füllung der Ringnut des Vollniets. Die Folge ist, dass die so hergestellte Nietverbindung nicht jene Festigkeit erreicht, die sie eigentlich haben sollte.
Beim Stanznieten mit Halbhohlnieten ist das Erreichen einer großen Verspreizung des Nietschaftes eine wichtige Kenngröße, die wesentlichen Einfluss auf die durch die Verbindung übertragbaren Kräfte hat. Durch die Stauchung des Halbhohlniets wird ein spaltfreier Formschluss der Fügeteile angestrebt. Die Praxis bei der Verwendung der bekannten Werkzeuge, und insbesondere beim Vernieten von gegenüber der Härte des Halbhohlniets verhältnismäßig harten Blechen, hat aber auch gezeigt, dass der Nietfuß nicht ausreichend gespreizt und sodann stark gestaucht wird. Es wird kein richtiger Hinterschnitt erzielt, der an sich für die Festigkeit der Verbindung ausschlaggebend ist.
In dem Dokument DE-A-44 19 065, ist beispielsweise ein Werkzeug zum Setzen von Halbhohlnieten mit einem Niederhalter bekannt geworden, zum Vorspannen von Blechen unterschiedlicher Dicke, einem in einem Zylinder des Niederhalters axial beweglich geführten und mit einer Kraft beaufschlagbaren Nietstempel sowie einer dem Niederhalter gegenüber liegenden Matrize mit einer Erhebung auf einem Abschnitt ihrer dem Nietstempel zugewandten Stirnfläche, wobei die Stirnfläche der Matrize radial außerhalb der Erhebung in Abschnitte geteilt ist, nämlich einen inneren Dornabschnitt mit der Erhebung und einen äußeren ringförmigen Matrizenabschnitt, und die einzelnen Abschnitte der Stirnfläche in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Halbhohlniets in die Bleche oder von der Kraft, die der Nietstempel auf den Halbhohlniet ausübt, in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind.
Die Übertragung des aus der DE-A-44 19 065 für das Setzen von Halbhohlnieten bekannten Prinzips mit geteilter Matrize und axial verschiebbaren Abschnitten kann aber auf das Setzen von Vollnieten nicht als naheliegend angesehen werden, da der Verformungsvorgang für beide Nietarten vollkommen unterschiedlich abläuft. Der Fachmann, der das Problem der Deformation des matrizenseitigen Bleches in der Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu lösen hätte, würde eher die Matrize großflächiger und ohne Erhebung, als mit axial verschiebbaren Abschnitten ausgestalten.
Die zu lösende Aufgabe besteht darin, bei Vollnieten zu Beginn des Nietvorgangs das Entstehen von Deformationen des matrizenseitigen Bleches in der Nähe der Erhebung der Matrize durch gleichzeitiges Anliegen aller Abschnitte der Matrize am matrizenseitigen Blech verhindern und dann beim weiteren Fortschreiten des Nietvorgangs eine vollständige Ausfüllung der Ringnut im Vollniet durch ein Zurückweichen der äußeren Flächenabschnitte zu garantieren. Insbesondere beim Vemieten von gegenüber der Härte der Vollnieten verhältnismäßig harten Blechen, sind die bekannten Werkzeuge so weiterzubilden, dass sich die vorbeschriebenen Defekte bei der fertigen Nietverbindung nicht einstellen. Zugleich sollen die Werkzeuge einfach, unkompliziert und preiswert sein.
Bei einem Werkzeug zum Setzen von Vollnieten wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Stimfläche der Matrize radial außerhalb der Erhebung in Abschnitte geteilt ist und die einzelnen Abschnitte der Stimfläche in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Vollniets in die Fügeteile oder von der Kraft, die der Nietstempel auf den Vollniet ausübt, in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind.
Bei der Verwendung eines Vollniets wird auf diese Weise beispielsweise das Entstehen einer unerwünschten örtlichen Verformung in dem matrizenseitigen Blech zu Beginn des Nietvorgangs wirksam verhindert. In dieser Phase liegen die außerhalb der ringförmigen Erhebung der Matrize befindlichen Abschnitte ihrer Stirnfläche fest an dem matrizenseitigen Blech an und verhindern das Entstehen einer Deformation. Beim weiteren Fortschreiten des Nietvorgangs weichen diese Flächenabschnitte sodann gegenüber der ringförmigen Erhebung in axialer Richtung zurück. Die ringförmige Erhebung behält ihre ursprüngliche Stellung bei. Somit bleibt das ansonsten durch eine unerwünschte Verformung »verloren gegangene" Material des matrizenseitigen Blechs erhalten und kann, wie vorgesehen, in die Ringnut des Vollniets hinein fließen und diese vollständig ausfüllen.
Anders ist es beim aus der DE-A-44 19 065 an sich bekannten Verarbeiten von Halbhohlnieten. Hier springt die buckelförmige Erhebung im Zentrum der Stirnfläche der Matrize zu Beginn des Nietvorgangs gegenüber den umgebenden Flächenabschnitten hervor. Dadurch wird bewirkt, dass die unterhalb der Ausnehmung des Halbhohlniets befindlichen Teile des zu fügenden Materials zunächst einmal veranlasst werden, sich in die Ausnehmung des Halbhohlniets hineinzuwölben. Mit dem Fortschreiten des Nietvorgangs weicht sodann die buckelförmige zentrische Erhebung der Matrize in axialer Richtung zurück, sodass eine Nietverbindung entstehen kann, worin alle miteinander beteiligten Komponenten in der vorgegebenen Weise verbunden sind. Insbesondere wird ein regelmäßig ausgebildeter Schließkopf erhalten, bei dem sowohl der Halbhohlniet ohne übermäßige Stauchung seiner Schneidränder ausreichend gespreizt ist und wo die miteinander vernieteten Bleche in gleichmäßiger Dicke in die Ausnehmung des Halbhohlniets hinein geflossen sind.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Weiterbildung besteht darin, dass die nach dem Stande der Technik erforderliche besonders hohe Steifigkeit der Fügeeinrichtung nicht mehr in dem gleichen Maße erforderlich ist. Da die verbesserten Nietwerkzeuge ein kontinuierliches Fließen und Fügen der miteinander zu verbindenden Teile bewirken, kann auf eine besonders hohe Steifigkeit der Fügeeinrichtungen weitgehend verzichtet werden, was die Werkzeuge universeller einsetzbar macht.
Im einfachsten Fall wird die Kraft, unter welcher die die Erhebung der Stirnfläche umgebenden Abschnitte der Stimfläche gegenüber der Erhebung axial verschiebbar sind, in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Vollniets in die zu fügenden Bleche durch die Kraft einer vorgespannten Feder erzeugt. Dabei handelt es sich um eine passive Steuerung der axialen Bewegung der Flächenabschnitte der Matrize. Eine solche Steuerung wird bevorzugt angewandt, wenn eine einfache und stetig steigende Kraft-Weg-Kennlinie für den Fügeprozess ein gutes Ergebnis erbringt. Dabei kann mit mechanischen Elementen, wie z.B. Teller-, Schrauben- oder Kunststoffedem eine einfache Steuerung realisiert werden. Lage und Form der Kennlinie werden hierbei innerhalb des Werkzeuges durch die Steifigkeit und die Vorspannung der Federn vorgegeben.
Weitaus effizienter allerdings ist es, wenn diese Kraft in Abhängigkeit vom Druck des Nietstempels eingestellt wird. Dabei kann die axiale Verschiebung der Stirnfläche zugleich auch in Abhängigkeit von der Härte der zu vernietenden Werkstoffe eingestellt werden. Im einfachsten Fall wird als Druckmittelquelle ein an sich bekanntes Hydraulikaggregat verwendet, welches ein einstellbares Überdruckventil aufweist.
Im Einzelnen ist das erfindungsgemäße Werkzeug so ausgestaltet, dass zum Setzen eines Vollniets die die ringförmige Erhebung der Stimfläche der Matrize konzentrisch umgebenden Abschnitte dieser Stirnfläche gegenüber der ringförmigen Erhebung axial verschiebbar ausgestaltet sind. Im anderen Fall, beim aus der DE-A-44 19 065 an sich bekannten Setzen eines Halbhohlniets, wo eine buckelförmige Erhebung im Zentrum der Stirnfläche der Matrize angeordnet ist, ist diese Stirnfläche so ausgestaltet, dass jener, die buckelförmige Erhebung aufweisende Flächenabschnitt der Stirnfläche gegenüber den ihn konzentrisch umgebenden äußeren Abschnitten der Stirnfläche der Matrize axial verschiebbar ist.
Mit Hilfe eines Hydraulikaggregats kann man variable Kraft-Weg-Kennlinien von außen einstellen, d.h. frei programmieren. Bei programmierbaren Steuerungen bedient man sich zum Einstellen der Kennlinie der an sich bekannten elektro-hydraulischen Servoventile. Die Festigkeit der Nietverbindung, insbesondere die dynamische Festigkeit, kann mit einer variablen Kennlinie wesentlich verbessert und bei einigen Anwendungsfällen auch nur auf diese Weise erreicht werden.
Beim Setzen von Vollnieten kann der Schneidprozess im Hinblick auf eine saubere Schnittfläche im Stanzloch und im Hinblick auf den Vorspannungszustand nach dem Nieten positiv beeinflusst werden. Diese wichtigen Parameter sind abhängig vom zunehmenden Verschleiß der Schneidkante der Matrize. Der Verschleiß dieser Schneidkante wird dadurch kompensiert, indem man die axiale Höhe der ringförmigen Erhebung der Schneidkante der Matrize mit fortschreitendem Verschleiß vergrößert. Diese Einstellung kann laufend und von außen vorgenommen werden. Im einfachsten Fall verringert man das Volumen des hydraulischen Druckmittels, wenn der äußere Matrizenteil als Kolben ausgebildet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen jeweils nicht in maßstäblicher und teilweise stark vereinfachter Schnittdarstellung die
  • Fig.1 die Wirkungsweise des Werkzeugs beim Setzen eines Vollniets,
  • Fig.2 die Ausgestaltung einer Matrize.
Die linke Hälfte der Fig.1 stellt das Setzen eines Vollniets 1 mit herkömmlichen Werkzeugen dar. Die Bleche 2 und 3 sollen mit Hilfe des Vollniets 1 miteinander verbunden werden. Dazu werden die Bleche 2 und 3 unter dem Druck eines Niederhalters 20 auf der Stirnfläche 21 einer Matrize 4 vorgespannt. Die Stirnfläche 21 weist eine ringförmige Erhebung 5 auf, deren Innendurchmesser 22 so groß ist, dass der Schaft 23 des Vollniets 1 unter Einhaltung eines vorgegebenen Schnittspiels hineinpasst. Der Niederhalter 20 hat einen Zylinder 24, in welchem der Nietstempel 25 in axialer Richtung 26 beweglich geführt ist. Unter der Kraft des Nietstempels 25 wird der Vollniet 1 durch die Bleche 2 und 3 hindurchgestanzt, die sich dabei in der auf der linken Hälfte der Figur 1 gezeigten Weise verformen. Hierbei tritt zu Beginn am matrizenseitigen Blech 3 außerhalb der ringförmigen Erhebung 5 örtlich eine Deformation 6 auf. Diese Deformation 6 ist unerwünscht, da das vorzeitig in die Deformation hinein fließende Material des matrizenseitigen Bleches 3 später, d.h. bei vollendeter Prägung der Nietung fehlt, um die Ringnut 7 im Schaft 23 des Vollniets 1 vollständig auszufüllen.
Zur Vermeidung des vorstehend geschilderten Fehlers ist die Stirnfläche 21 der Matrize 27 in Abschnitte 5 und 29 unterteilt. Die ringförmige Erhebung 5 der Figur 2 bildet den stimseitigen Abschluss eines Hohlstempels 11, welcher mit dem Matrizengehäuse 28 fest verbunden ist. In dem Matrizengehäuse 28, welches nach Art eines Zylinders ausgebildet ist, ist ein Stempelorgan 9 in axialer Richtung 26 beweglich gelagert. Das Stempelorgan 9 umgibt den Hohlstempel 11 konzentrisch. Die Stirnfläche 29 des Stempelorgans 9 und die ringförmige Erhebung 5 des Hohlstempels 11 bilden zusammen die geschlossene Stirnfläche 21 der Matrize 27. Bei geschlossener Stirnfläche 21 befindet sich das Stempelorgan 9 an einem oberen Anschlag 10 der Matrize 27. Bei Verschiebung in axialer Richtung 26 des Stempelorgans 9 gegenüber dem Hohlstempel 11 trifft das Stempelorgan 9 auf einen unteren Anschlag 12 auf. Bei dieser axialen Verschiebung des Stempelorgans 9 gegenüber dem Hohlstempel 11 tritt am radial äußeren Rand der ringförmigen Erhebung 5 ein Versatz 8 ein, um den die Stirnfläche 29 des Stempelorgans 9 gegenüber der ringförmigen Erhebung 5 des Hohlstempels 11 zurückspringt. Der Versatz 8 tritt aber erst ein, nachdem die Kraft des Nietstempels 25 eine bestimmte Größe erreicht hat. Dazu ist der Ringraum 30, unterhalb des Stempelorgans 9 an eine an sich bekannte Druckmittelquelle 31 angeschlossen, welche auch ein einstellbares Überdruckventil 32 aufweist. Anstelle der Druckmittelquelle 31 kann auch ein starkes mit unterbrochenen Strichen angedeutetes Federpaket 33 vorgesehen sein, das in dem Ringraum 30 angeordnet ist. Die Federn 33 sind vorgespannt. Jedenfalls wird der Abschnitt 29 der Stirnfläche 21 der Matrize 27 so lange in einer Ebene mit der Stirnfläche der ringförmigen Erhebung 5 gehalten, bis der Vollniet 1 weit genug in die zu vernietenden Bleche 2 und 3 eingedrungen ist. Die geschlossene Stirnfläche 21 zu Beginn des Nietvorgangs verhindert, dass sich am unteren Blech 3 die Deformation 6 ausbilden kann. Das Zurückweichen des Flächenabschnitts 29 im weiteren Verlauf des Nietvorgangs bewirkt sodann, dass die Ringnut 7 des Vollniets 1 ausreichend gefüllt wird, so wie das auf der rechten Hälfte der Figur 1 dargestellt ist.
Die in der Figur 2 dargestellte Matrize 27 weist eine Entlüftungsbohrung 39 auf.
Ziffernverzeichnis
1
Vollniet
2
Blech
3
Blech
4
Matrize
5
ringförmige Erhebung
6
örtliche Deformation
7
Ringnut
8
Versatz
9
Stempelorgan
10
oberer Anschlag
11
Hohlstempel
12
unterer Anschlag
20
Niederhalter
21
Stirnfläche
22
Innendurchmesser
23
Schaft
24
Zylinder
25
Nietstempel
26
axiale Richtung
27
Matrize
28
Matrizengehäuse
29
Stirnfläche
30
Ringraum
31
Druckmittelquelle
32
Überdruckventil
33
Federpaket
39
Entlüftungsbohrung

Claims (4)

  1. Werkzeug zum Setzen von Voll-Stanznieten mit einem Niederhalter (20) zum Vorspannen der Fügeteile, insbesondere von Blechen (2,3), einem in einem Zylinder (24) des Niederhalters (20) axial beweglich geführten und mit einer Kraft beaufschlagbaren Nietstempel (25) sowie einer dem Niederhalter (20) gegenüberliegenden Matrize (27) mit einer Erhebung (5) auf einem Abschnitt ihrer dem Nietstempel (25) zugewandten Stirnfläche (21), dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Werkzeug zum Setzen von Vollnieten (1)
    die Stirnfläche (21) der Matrize (27) radial außerhalb der Erhebung (5) in Abschnitte (5,29) geteilt ist und die
    einzelnen Abschnitte (5,29) der Stirnfläche (21) in Abhängigkeit von der Eindringtiefe des Vollniets (1) in die Fügeteile (2,3) oder von der Kraft, die der Nietstempel (25) auf den Vollniet (1) ausübt, in axialer Richtung (26) gegeneinander verschiebbar sind.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial verschiebbaren Abschnitte (29) der Stirnfläche (21) der Matrize (27) durch die Kraft von Federn (33) beaufschlagbar sind.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial verschiebbaren Abschnitte (29) der Stirnfläche (21) der Matrize (27) durch die Kraft eines Druckmittels beaufschlagbar sind, das von einer Druckmittelquelle (31) erzeugt wird.
  4. Werkzeug nach Anspruch 1 zum Setzen eines Vollniets (1) mit einer ringförmigen Erhebung (5) der Stirnfläche (21) der Matrize (27), dadurch gekennzeichnet, dass die die ringförmige Erhebung (5) konzentrisch umgebenden Abschnitte (29) der Stirnfläche (21) als Teile eines Stempelorgans (9) ausgebildet und gegenüber der ringförmigen Erhebung (5) in axialer Richtung (26) verschiebbar sind.
EP99959212A 1998-10-17 1999-10-14 Werkzeug zum setzen von stanznieten Expired - Lifetime EP1121213B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19847980A DE19847980A1 (de) 1998-10-17 1998-10-17 Werkzeug zum Setzen von Stanznieten
DE19847980 1998-10-17
PCT/DE1999/003302 WO2000023213A1 (de) 1998-10-17 1999-10-14 Werkzeug zum setzen von stanznieten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1121213A1 EP1121213A1 (de) 2001-08-08
EP1121213B1 true EP1121213B1 (de) 2003-04-23

Family

ID=7884839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99959212A Expired - Lifetime EP1121213B1 (de) 1998-10-17 1999-10-14 Werkzeug zum setzen von stanznieten

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6405420B1 (de)
EP (1) EP1121213B1 (de)
AT (1) ATE238116T1 (de)
CA (1) CA2355343C (de)
DE (2) DE19847980A1 (de)
DK (1) DK1121213T3 (de)
ES (1) ES2195642T3 (de)
PT (1) PT1121213E (de)
WO (1) WO2000023213A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010033714B3 (de) * 2010-08-07 2011-10-27 Audi Ag Werkzeug zum Setzen von Vollstanznieten

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19940803A1 (de) * 1999-08-27 2001-04-05 Audi Ag Stanznietverbindung
DE19950719B4 (de) * 1999-10-21 2008-05-21 Volkswagen Ag Arbeitsverfahren zur Herstellung einer Nietverbindung sowie Niet, Nietwerkzeug und Anwendung derselben
US6546613B2 (en) * 2001-08-29 2003-04-15 Textron Inc. Anvil design for rivet setting machine
JPWO2003061869A1 (ja) * 2001-12-27 2005-05-19 本田技研工業株式会社 自動穿孔リベット締結装置およびこの締結装置で用いられるダイ
US6694597B2 (en) * 2002-03-08 2004-02-24 General Motors Corporation Method for riveting metal members
DE10259369B3 (de) * 2002-12-18 2004-05-06 Sfs Intec Holding Ag Vorrichtung zum Setzen eines Stanzniets in Blech
CN1795067A (zh) * 2003-03-24 2006-06-28 亚卡德舒·恩加塔立基贾 利用紧固板材的圆柱形钉子连接侧边铁板和卷帘门铁板的方法
US8196794B2 (en) * 2004-08-24 2012-06-12 Ford Motor Company Riveting system and multi-piece self pierce die for improved die life
US20060236536A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-26 Seiko Epson Corporation Die apparatus, method for producing perforated work plate, perforated work plate, liquid-jet head and liquid-jet apparatus
DE102010020666B4 (de) * 2010-05-17 2020-04-16 Tox Pressotechnik Gmbh & Co. Kg Matrize und Werkzeug für ein Nietwerkzeug
WO2012063023A2 (en) 2010-11-10 2012-05-18 Henrob Limited Fastening method and apparatus
DE102010051978B3 (de) * 2010-11-19 2012-03-08 Audi Ag Vorrichtung zur Bestimmung von Niederhaltekräften
DE102012204130A1 (de) * 2012-03-16 2013-09-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Fügepartnern durch einen Stanzniet
DE102012005491B4 (de) * 2012-03-19 2017-03-16 Audi Ag Fügevorrichtung
US9027220B2 (en) 2012-08-07 2015-05-12 Newfrey Llc Rivet setting machine
DE102013217213A1 (de) * 2013-08-28 2015-03-05 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Verfahren zum einstanzen und befestigen eines befestigungselements und entsprechende matrize
US20150290914A1 (en) 2014-04-10 2015-10-15 Ford Global Technologies, Llc Process For Joining Carbon Fiber Composite Materials Using Self-Piercing Rivets
US11224909B2 (en) * 2015-07-07 2022-01-18 Nippon Steel Corporation Protrusion molding device, protrusion molding method, and molded article
DE102016120681B4 (de) * 2016-10-28 2022-12-08 Tox Pressotechnik Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Setzen eines Fügeelements oder zum Durchsetzfügen
DE102017203460A1 (de) 2017-03-02 2018-09-06 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Herstellung einer Formschlussverbindung
JP2019013942A (ja) * 2017-07-05 2019-01-31 ポップリベット・ファスナー株式会社 自己穿孔型リベット締結装置
JP2021142552A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 ポップリベット・ファスナー株式会社 自己穿孔型リベットの締結方法及び締結装置
DE102020131273A1 (de) 2020-11-26 2022-06-02 Audi Aktiengesellschaft System zum Setzen eines Hilfsfügeelements in zumindest ein Bauteil
CN114713727B (zh) * 2022-04-15 2023-11-14 荣成歌尔科技有限公司 铆接工装和加工设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2465534A (en) * 1944-09-18 1949-03-29 Judson L Thomson Mfg Company Rivet and method of making joints therewith
US3072279A (en) * 1959-09-09 1963-01-08 Gerald S Ikelheimer Riveting machine
US3731369A (en) * 1971-10-27 1973-05-08 Johnson Die & Eng Co Method and apparatus for forming and setting rivets integral with a layer
US5174018A (en) * 1981-01-28 1992-12-29 Multifastener Corporation Die button with staking features
IT1251987B (it) * 1991-11-08 1995-05-27 Sovereign S N C Di Sozzi Pietr Apparecchiatura automatica per l'applicazione e il bloccaggio di rivetti
US5361473A (en) * 1992-07-09 1994-11-08 Heavy Duty Marketing Corporation Rivet setting anvil
GB9226517D0 (en) * 1992-12-19 1993-02-10 Henrob Ltd Improvements in or relating to sefl-piercing riveting
DE4419065A1 (de) * 1994-05-31 1995-12-07 Boellhoff Gmbh Verbindungs Und Selbststanzende Befestigungsvorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010033714B3 (de) * 2010-08-07 2011-10-27 Audi Ag Werkzeug zum Setzen von Vollstanznieten

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000023213A1 (de) 2000-04-27
DK1121213T3 (da) 2003-07-07
US6405420B1 (en) 2002-06-18
CA2355343C (en) 2005-05-10
PT1121213E (pt) 2003-07-31
ES2195642T3 (es) 2003-12-01
CA2355343A1 (en) 2000-04-27
DE19847980A1 (de) 2000-04-20
EP1121213A1 (de) 2001-08-08
ATE238116T1 (de) 2003-05-15
DE59905226D1 (de) 2003-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1121213B1 (de) Werkzeug zum setzen von stanznieten
EP1034055B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer stanznietverbindung
EP1385649B1 (de) Werkzeug zum mechanischen verbinden von platten
EP3216556A1 (de) Verfahren zum anbringen eines funktionselements an einem blechteil
DE3144209A1 (de) "presse mit elastischen anschlagbloecken"
EP1268103B1 (de) Verfahren zur herstellung von hohlkörperelementen, hohlkörperelement, zusammenbauteil und matrize
WO2004055397A1 (de) Stanzniet für eine verbindung an blechen sowie verfahren zum setzen eines derartigen stanzniets
EP0215385B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Platten durch Stanznocken
DE4334417C2 (de) Preßwerkzeug zum Lochstanzen
DE19905528A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Werkstoffen durch Stanznieten
DE10259369B3 (de) Vorrichtung zum Setzen eines Stanzniets in Blech
EP1591676B1 (de) Einpressmutter
EP3003598B1 (de) Einstellhilfe für eine fügeeinrichtung mit einem stempel und einem gegenwerkzeug sowie ein verfahren zum einstellen der fügeeinrichtung
EP1377397B1 (de) Werkzeug zum nietartigen verbinden
EP1604751B1 (de) Stanzeinrichtung und Stanzstempel für diese
EP0953386A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum umformtechnischen Fügen von Teilen
EP1005930B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum hydraulischen Umformen von Werkstücken
DE2338460C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von aufeinander liegenden Blechen durch Stanznocken
EP3880977B1 (de) Vollstanzniet
DE60300549T2 (de) Stempel für ein Werkzeug zum Verbinden duktiler Werkstoffe
DE10042896B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Ringelements
DE102016200703A1 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile und Bauteilverbund
DE202019104412U1 (de) Vorrichtung zum Fügen zweier Bauteile
DE4109407A1 (de) Vorrichtung zum praezisionsschmieden auf einfachwirkenden umformmaschinen
DE202021102838U1 (de) Prägegesenk für ein Stanzwerkzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20001117

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20010903

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN

Owner name: TALBOT GMBH & CO. KG

Owner name: KERB-KONUS-VERTRIEBS-GMBH

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 59905226

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20030528

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20030723

REG Reference to a national code

Ref country code: GR

Ref legal event code: EP

Ref document number: 20030402856

Country of ref document: GR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031014

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20031014

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031031

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20040126

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20091014

Year of fee payment: 11

Ref country code: IE

Payment date: 20091028

Year of fee payment: 11

Ref country code: FI

Payment date: 20091015

Year of fee payment: 11

Ref country code: DK

Payment date: 20091014

Year of fee payment: 11

Ref country code: CH

Payment date: 20091026

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20091016

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Payment date: 20091008

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Payment date: 20091015

Year of fee payment: 11

Ref country code: BE

Payment date: 20091130

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: MM4A

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20110414

BERE Be: lapsed

Owner name: *TECHNISCHE UNIVERSITAT DRESDEN

Effective date: 20101031

Owner name: *TALBOT G.M.B.H. & CO. K.G.

Effective date: 20101031

Owner name: *KERB-KONUS-VERTRIEBS-G.M.B.H.

Effective date: 20101031

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: V1

Effective date: 20110501

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

Free format text: REGISTERED BETWEEN 20110428 AND 20110504

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EBP

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 59905226

Country of ref document: DE

Owner name: KERB-KONUS-VERTRIEBS-GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNERS: KERB-KONUS-VERTRIEBS-GMBH, 92224 AMBERG, DE; TALBOT GMBH & CO. KG, 52070 AACHEN, DE; TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN, 01069 DRESDEN, DE

Effective date: 20110429

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 59905226

Country of ref document: DE

Owner name: KERB-KONUS-VERTRIEBS-GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: KERB-KONUS-VERTRIEBS-GMBH, TALBOT GMBH & CO. KG, TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN, , DE

Effective date: 20110429

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110414

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101031

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101031

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110503

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101014

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101031

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110501

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101015

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101031

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101014

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20151126

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 18

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 19

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20180507

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030423

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20161015

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20181030

Year of fee payment: 20

Ref country code: AT

Payment date: 20181025

Year of fee payment: 20

RIC2 Information provided on ipc code assigned after grant

Ipc: B21J 15/02 20060101AFI20000428BHEP

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20181016

Year of fee payment: 20

Ref country code: FR

Payment date: 20181025

Year of fee payment: 20

Ref country code: IT

Payment date: 20181024

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 59905226

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20191013

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MK07

Ref document number: 238116

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20191014

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20191013