EP2638987A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Fügepartnern durch einen Stanzniet - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Fügepartnern durch einen Stanzniet Download PDF

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EP2638987A1
EP2638987A1 EP13154007.2A EP13154007A EP2638987A1 EP 2638987 A1 EP2638987 A1 EP 2638987A1 EP 13154007 A EP13154007 A EP 13154007A EP 2638987 A1 EP2638987 A1 EP 2638987A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
die
joining
punch rivet
punch
rivet
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.)
Withdrawn
Application number
EP13154007.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Querengässer
Hans-Juergen Falkenberg
Rainer Gschneidinger
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP2638987A1 publication Critical patent/EP2638987A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for joining an upper joining partner and a lower joining partner and a device for joining at least one upper joining partner and a lower joining partner with a punch rivet.
  • connections between two joining partners are often produced by means of stamped rivets, in particular in vehicle construction.
  • the punch rivets can be configured in particular as solid punch rivets or semi-hollow punch rivets.
  • a solid punch rivet completely pierces the materials to be joined.
  • the two joining partners can be pressed against each other by means of a hold-down and a die. On the die often a dome is formed, which is embossed in the material of the lower joining partner.
  • the full punch rivet has one or more notches. Through the dome of the matrix, the material of the lower joining partner is made to flow and pressed into the notches of the Vollstanzniets. Thus, an undercut is produced, which prevents the release of the joint connection.
  • a Halbhohlstanzniet pierced only the upper joining partner completely and penetrates into the lower joint partner only one.
  • the die is designed such that the semi-hollow punch rivet is deformed in the interior of the lower joining partner.
  • the material of the lower joint partner is also deformed and forms with the deformed Halbhohlstanzniet also a form fit, which prevents the release of the joint connection.
  • the material of the lower joining partner must have a minimum thickness and a minimum ductility, since this must be deformed on the one hand and on the other hand enough material for deformation must be present.
  • a use of thin materials or materials without or with only a low ductility is thus not possible as a lower joining partner.
  • high-strength steels can not be used as material for a lower joining partner.
  • the joining partners are put together.
  • the application is carried out in such a way that the upper and lower joining partners overlap at least with one area.
  • the two joining partners are also placed against each other in such a way that they can assume a fixed position relative to one another, in particular that they are arranged fixed to one another. This can for example be performed and / or supported by external devices, which are arranged on the upper joining partner and the lower joining partner.
  • the punch rivet is punched by the joining partners.
  • a setting of the punch rivet wherein the joining partners are punched.
  • a force is exerted in particular on the first head of the punch rivet by the first punch, whereby the shaft of the punch rivet is pressed by the joining partners.
  • the joining partners can advantageously be supported by suitable devices from above the upper joining partner and / or from below the lower joining partner, in order to prevent in particular undesired deformation of the joining partners.
  • the force can in particular be dimensioned such that even the first head of the punch rivet is pressed in the upper joining partner, in particular flush pressed.
  • the punch rivet is pressed by the joining partners so far that after completion of the punching, an end of the shank of the punch rivet facing away from the first head of the punch rivet projects out of the lower joining partner.
  • the material punched out of the joining partners can be removed after the punching process.
  • the use of a self-piercing rivet has the advantage, in particular, that preliminary work for a hole through which the rivet is inserted is not necessary at the joining partners.
  • this projecting end of the punch rivet is compressed by a first die to form a second head.
  • the first die can be designed in particular as a second punch.
  • the first die or the second stamp in this case exert on the punch rivet, in particular the protruding end of the punch rivet, a force which counteracts the further applied compressive force of the first punch.
  • the size of the protruding end of the punch rivet can advantageously be matched to the intended size of the second head.
  • the second head can form a positive connection, in particular with the lower joining partner, so that the punch rivet is held firmly and in particular immovably.
  • the ductility of the lower joining partner for the joint connection without meaning. It can therefore be selected without or with only low ductility for the lower joining partner and materials. Also, the material of the lower joining partner does not have to have a minimum thickness. Thus, a wide variety of joint partners can be firmly connected to each other, in particular can be used as lower joint partners and thin materials and / or materials without or with low ductility.
  • the joining partners are pressed against each other during punching by a hold-down on the upper joining partner and by a second die on the lower joining partner.
  • the use of external devices for applying or pressing together of the joining partners represent a possibility for a particularly secure fixation and support of the joining partners.
  • the hold-down can be configured at the upper joining partner such that in him the punch rivet can be supplied.
  • the second die at the lower joining partner can advantageously have a central bore for receiving the punched-out remnants of the joining partners.
  • the edges of the punched hole in the lower joining partner are additionally defined by this central bore. A ripping of these edges by bending can be avoided or at least greatly suppressed.
  • a single die may be provided which is used as the first and second dies.
  • the second die is removed.
  • the second die can accommodate the first Matrices or the second punch are created, with which the protruding end of the punch rivet is compressed to form a second head.
  • the second die it is particularly preferable for the second die to be replaced by the first die or the second punch.
  • an automatic exchange of advantage This can be realized for example by a common support for the second die and the first die or the second die. A particularly fast exchange is possible.
  • a punched rivet or a semi-hollow punch rivet is used as the punch rivet.
  • the process is not limited to any particular punch rivet shape.
  • Solid punch rivets are particularly stable and can also punch thick layers of joining partners.
  • Semi-holed punch rivets have in their interior a central cavity into which they can receive punched remnants of the joining partners.
  • the fact that semi-hollow punch rivets are configured in particular hollow cylindrical, the protruding end of the punch rivet in step c) of the method according to the invention can be compressed particularly easy to form a second head.
  • the second die has a dome and that in the lower joining partner when pressing the second die to the lower joining partner through the dome of the second die adjacent to the punch rivet a recess by deformation of the lower joining partner is generated. Due to the deformation, in particular material of the lower joining partner is pressed against the shank of the punched rivet. This results in an additional adhesion between the lower joining partner and the punch rivet, whereby the joint connection is particularly strong.
  • the frictional connection supports the positive connection formed by the second head and the lower joining partner for increasing the strength of the joint connection.
  • the second head formed during swaging is formed partially or completely in the recess in the lower joining partner.
  • the second head of the punch rivet is upset at the end of the punch rivet which is opposite the first head of the punch rivet and protrudes from the material of the lower joining partner.
  • this second head is partially or completely formed in the recess in the lower joining partner. This makes it possible in particular to form the second head in the depression in such a way that it is flush with the remaining surface of the lower joining partner.
  • a flat surface of the lower joint partner can be made, which, for example, a post-processing of the surface of the lower joining partner allows or at least significantly simplified, after the joint connection is no longer visible.
  • the shank of the punched rivet has at least one, in particular groove-like, receptacle and that the lower joining partner is deformed by the dome of the second die in such a way that, when the deformation is generated, deformed material positively engages in the receptacle of the punched rivet is pressed into it.
  • the at least one, in particular groove-like, receptacle on the shaft of the punched rivet is in particular a circumferential recess.
  • At least one middle joining partner is placed between the upper and the lower joining partners before punching.
  • several middle join partners can be created between the upper and the lower joining partner. Any combinations of joining partners are thus possible. Due to the fact that no conditions are imposed on the thickness of the joining partners and / or the ductility of the joining partners, in addition any joining partners can be used. This results in a broad application of the method according to the invention for a large number of joining partners.
  • the joining partners are glued together when abutting. Slipping of the joining partners against each other is therefore not or only possible with difficulty. This results in an even better concern of the joining partners together. The joining process is thereby facilitated.
  • the object is achieved by a device for joining at least one upper joining partner and a lower joining partner with a punch rivet, wherein the device has a first punch, a hold-down device and a second die.
  • the device according to the invention can be used in particular in vehicle construction.
  • the punch rivet has a first head and a shaft.
  • the first punch is further designed to press the punch rivet through the applied joining partners.
  • the hold-down and the second die are designed to press against each other during the punching the joining partners.
  • the device is designed such that a first die is provided for swaging an end of the shank of the punch rivet facing away from the first head of the punch rivet, which protrudes from the lower joining partner after punching, to form a second head of the punch rivet.
  • the first die can be designed in particular as a second punch.
  • a first die or a second punch which can replace the second die in particular, are used to compress this protruding end to a second head.
  • This second head forms with the lower joining partner in particular a positive connection, whereby the punch rivet is securely held and the joint connection is completed. Due to the fact that only the punch rivet has to be deformed, there are no requirements regarding the thickness and / or the ductility at the lower joint partner. Of course, the upper joining partner can be selected without such requirements. Thus, the use of such a device applicable for producing a joint connection between at least two joining partners for a plurality of joining partners.
  • the first die or the second punch in a further development of a device according to the invention, provision can be made for the first die or the second punch to have at least one cylindrical, one dome-shaped or one prism-shaped recess for forming the second head of the punch rivet.
  • the shape of the first die or of the second punch in particular the shape of the depression, determines the shape of the second head. In this case, for example, other shapes, such as a conical shape are possible.
  • a dome-shaped in the context of the invention is in addition to a spherical cap and a section of an ellipsoid conceivable.
  • a prism-shaped depression may in particular be a cuboid depression.
  • first die or the second punch and the second die are arranged on a common holder, wherein the holder is designed to be movable so that either the second die on the lower joining partner or the first die or the second punch can be pressed against a protruding end of the punch rivet.
  • the first die or the second die and the second die can in particular be arranged, for example, rotatable, pivotable or displaceable on the common holder.
  • Both the first die or the second die and the second die are in this case arranged on the common holder
  • the second die causes a fixation of the lower joining partner and the first die or the second punch causes a compression of the protruding end of the punch rivet
  • the arrangement of the first die respectively of the second punch and the second die on the common holder a quick change of the second die and the first die or second punch is possible, in which the second die and the first die and the second die, in particular, are interchanged.
  • a manual change in which by manual intervention from the outside the second die and the first die or the second die are exchanged against each other, is not necessary, this provides in joint connections, in particular a variety of punch rivets is used to connect the joint partners, a significant speed advantage.
  • the device may be particularly preferable for the device to be equipped to carry out a method according to the first aspect of the invention. All the advantages that have been described for a method according to the first aspect of the invention, therefore, of course, also result for a device according to the invention, which is designed to carry out such a method.
  • Fig. 1a to 1d show four steps of a possible implementation of an embodiment of a method according to the invention.
  • Fig. 1a the initial situation is shown before the joining process.
  • the two joining partners 30, 31 are already attached to each other. They are pressed against each other by a hold-down 10 and a second die 20 and fixed.
  • the second die 20 in this case has a central bore, which is adapted to the size of the shank 2 of the punch rivet 1, in particular corresponds to this.
  • the punch rivet 1 is guided inside the blank holder 10. Above the first head 3 of the punch rivet 1 there is a first punch 11.
  • This first punch 11 exerts on the punch rivet 1 a force which is directed in the direction of the joining partners 30, 31.
  • the punch rivet 1 starting with the end 4 of the punch rivet 1 facing away from the first head 3, is pressed by the joining partners 30, 31.
  • the fact that the punch rivet 1 itself is pressed by the joining partners 30, 31, a preparation, in particular the provision of a hole for the punch rivet 1 in the joining partners 30, 31 is not necessary.
  • Fig. 1b the punching process is already completed.
  • the punch rivet 1 is, pressed by the first punch 11 and guided by the hold-down 10, pressed by the joining partners 30, 31.
  • the punching remainders 34 of the joining partners 30, 31 drop out downwards.
  • the second die 20 has a central bore which is adapted to the size of the shaft 2 of the punch rivet 1, in particular the edge of the hole in the lower joining partner 31 is defined. A tearing of the edges of the hole in the lower joining partner 31 can thus be avoided ,
  • the first head 3 of the punch rivet 1 rests on the upper side of the upper joining partner 30 and forms a positive connection with this.
  • the end 4 of the punch rivet 1 facing away from the first head 3 protrudes from the lower joining partner 31.
  • a second die 20 is removed and replaced by a first die 22.
  • This first die 22 abuts the opposite end 4.
  • Depicted is a first die 22, the is formed as a second punch 22 with a flat surface.
  • a recess 23 is conceivable (not shown), through which a certain shape of the second head 5 produced by compression can be generated.
  • the pressing force of the first die 22 and the second punch 22 is opposite to the pressing force of the first punch 11. By this force, the opposite end 4 is compressed to a second head 5.
  • Fig. 1d shows the joining process.
  • the two joining partners 30, 31 are firmly joined together by the punch rivet 1.
  • the first head 3 and the second head 5 each form a positive connection with the upper joining partner 30 or the lower joining partner 31. Falling out of the punch rivet 1 from the punched hole is not possible. Also, the two joining partners 30, 31 can no longer be removed from each other.
  • the joint connection is firm and secure. Due to the fact that only the punch rivet 1 is deformed according to the method according to the invention, in particular the opposite end 4 of the punch rivet 1 is compressed to form a second head 5, there are no requirements on the thickness and / or the ductility of the individual joining partners 30, 31.
  • the method according to the invention and, of course, the device according to the invention for joining an upper joining partner 30 and a lower joining partner 31 can thus also be used for a wide range of joining partners 30, 31.
  • FIG. 2a to 2c a further embodiment of the method and apparatus of the invention.
  • the Fig. 2a, 2b and 2c shows in each case a process step, each of the process step, in the Fig. 1b, 1c or 1d, respectively.
  • the second die 20 has a dome 21 in the illustrated embodiment. This dome 21 is expressed in the material of the lower joining partner 31. This happens in particular when punching the punch rivet 1 by the joining partners 30, 31, since here the first punch 11 presses on the rivet 1, wherein the joining partners 30, 31 by the hold 10th and the second die 20 are pressed against each other.
  • the second die 20 has in the embodiment shown again a central bore, the the size of the punch rivet 1 is adjusted. The stamped remainders 34 punched out of the joining partners 30, 31 can be removed through this hole.
  • Fig. 2b It is clear that the dome 21 of the second die 20, which may be arranged in particular circumferentially around the central bore of the second die 20, has pressed into the lower joining partner 31.
  • the lower joining partner 31 arranged around the shaft 2 of the punch rivet 1, a recess 33 is formed.
  • Formed as a second punch 22 first die 22 is already arranged in the illustrated step to the lower end 4 of the punch rivet 1.
  • the second head 5 of the punch rivet 1 is already formed.
  • the first die 22 and the second punch 22 has thereby the second head 5 of the punch rivet 1 in the recess 33 of the lower joint partner 31 dipped.
  • the second head 5 is flush with the surface of the lower joining partner 31.
  • Fig. 3a and 3b shown process steps of a method according to the invention for joining joining partners correspond to the method steps described in Fig. 2b and 2c are shown.
  • a joint of three joining partners 30, 31 and 32 shown In contrast to the joint connections shown so far is in the Fig. 3a and 3b a joint of three joining partners 30, 31 and 32 shown.
  • joint connections several, that is in particular more than two, joining partners possible.
  • the punch rivet 1 while groove-like receptacles 6, which may be arranged in particular circumferentially on the punch rivet 1.
  • the lower joining partner 31 has been deformed.
  • depressions 33 were pressed into the punch rivet 1 in the surface of the lower joining partner 31.
  • the material of the lower joining partner 31 was pressed into the groove-like receptacles 6 of the punch rivet 1. This results in an additional positive connection between the punch rivet 1 and the lower joining partner 31, through which the Joint connection of the joining partners 30, 31, 32 is particularly strong and designed to be particularly secure.
  • the recesses 23 vary, by which during compression the shape of the second head 5 of the punch rivet 1 (not shown) is formed. So is in Fig. 4a the recess 23 as a dome-shaped recess 23.1, in Fig. 4b as a torus-shaped depression 23.2 and in Fig. 4c designed as a cylindrical recess 23.3.
  • the individual illustrations each show a sectional view of a first die 22.
  • the first dies 22 are each rotationally symmetric about a central axis extending in the plane of the drawing.
  • a non-rotationally symmetrical embodiments of the recess 23 such as a prismatic configuration or an embodiment in the form of a pyramid or a truncated pyramid, conceivable.
  • the various embodiments of the recess 23 each cause a different configuration of the shape of the second head of the punch rivet 1.
  • Various requirements for the head shape of the second head 5 of the punch rivet 1 can be realized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von einem oberen Fügepartner (30) und einem unteren Fügepartner (31), wobei die Fügepartner (30, 31) durch einen Stanzniet (1), aufweisend einen ersten Kopf (3) und einen Schaft (2), verbunden werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Fügen wenigstens eines oberen Fügepartners (30) und eines unteren Fügepartners (31) mit einem Stanzniet (1), aufweisend einen ersten Kopf (3) und einen Schaft (2), wobei die Vorrichtung einen ersten Stempel (11), einen Niederhalter (10) und eine zweite Matrize (20) aufweist, wobei der erste Stempel (11) ausgebildet ist, den Stanzniet (1) durch die angelegten Fügepartner (30, 31) zu drücken und der Niederhalter (10) und die zweite Matrize (20) ausgebildet sind, während des Stanzens die Fügepartner (30, 31) gegeneinander zu drücken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von einem oberen Fügepartner und einem unteren Fügepartner sowie eine Vorrichtung zum Fügen wenigstens eines oberen Fügepartners und eines unteren Fügepartners mit einem Stanzniet.
    • STAND DER TECHNIK
  • Verbindungen zwischen zwei Fügepartnern werden, insbesondere im Fahrzeugbau, oftmals mittels Stanznieten hergestellt. Die Stanznieten können dabei insbesondere als Vollstanznieten oder als Halbhohlstanznieten ausgestaltet sein. Ein Vollstanzniet durchstanzt dabei vollständig die zu fügenden Materialien. Die beiden Fügepartner können dabei mittels eines Niederhalters und einer Matrize gegeneinander gedrückt werden. An der Matrize ist oftmals ein Dom ausgebildet, der in das Material des unteren Fügepartners geprägt wird. Der Vollstanzniet weist eine oder mehrere Kerben auf. Durch den Dom der Matrize wird das Material des unteren Fügepartners zum Fließen gebracht und in die Kerben des Vollstanzniets gedrückt. So wird ein Hinterschnitt erzeugt, der das Lösen der Fügeverbindung verhindert. Ein Halbhohlstanzniet durchstanzt nur den oberen Fügepartner vollständig und dringt in den unteren Fügepartner lediglich ein. Die Matrize ist in diesem Fall derart ausgestaltet, dass der Halbhohlstanzniet im Inneren des unteren Fügepartners verformt wird. Das Material des unteren Fügepartners wird dabei ebenfalls verformt und bildet mit dem verformten Halbhohlstanzniet ebenfalls einen Formschluss, der das Lösen der Fügeverbindung verhindert.
  • In beiden Fällen muss das Material des unteren Fügepartners eine Mindestdicke und eine Mindestduktilität aufweisen, da dieses zum Einen verformt werden und zum Anderen genug Material zum Verformen vorhanden sein muss. Ein Einsatz von dünnen Materialien oder Materialien ohne beziehungsweise mit nur einer geringen Duktilität ist somit als unterer Fügepartner nicht möglich. So können zum Beispiel hochfeste Stähle als Material für einen unteren Fügepartner nicht verwendet werden.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bekannter Fügeverfahren zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Fügen von einem oberen Fügepartner und einem unteren Fügepartner sowie eine Vorrichtung zum Fügen von einem oberen Fügepartner und einem unteren Fügepartner bereitzustellen, welche in einfacher und kostengünstiger Weise die Verwendung von dünnen Materialien und/oder Materialien ohne oder nur geringer Duktilität als unteren Fügepartner ermöglichen.
  • Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
  • In einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Fügen von einem oberen Fügepartner und einem unteren Fügepartner, wobei die Fügepartner durch einen Stanzniet, aufweisend einen ersten Kopf und einen Schaft, verbunden werden, gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei insbesondere im Fahrzeugbau eingesetzt werden. Insbesondere ist das Verfahren dabei durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
    1. a) Anlegen der Fügepartner aneinander,
    2. b) Stanzen zumindest des Schaftes des Stanzniets durch die Fügepartner, wobei der
  • Stanzniet durch einen ersten Stempel durch die Fügepartner gedrückt wird und wobei der Stanzniet derart ausgebildet ist, dass nach Abschluss des Stanzens ein dem ersten Kopf des Stanzniets abgewandtes Ende des Schaftes des Stanzniets aus dem unteren Fügepartner hervorsteht,
    • c) Stauchung des hervorstehenden Endes des Stanzniets durch eine erste Matrize zur Ausbildung eines zweiten Kopfes.
  • In einem ersten Verfahrensschritt werden die Fügepartner aneinander gelegt. Das Anlegen wird dabei derart durchgeführt, dass der obere und der untere Fügepartner zumindest mit einem Bereich überlappen, Insbesondere werden die beiden Fügepartner ferner auf eine Weise aneinander gelegt, dass sie zueinander eine feste Position einnehmen können, insbesondere dass sie zueinander raumfest angeordnet sind. Dies kann beispielsweise durch externe Vorrichtungen durchgeführt und/oder unterstützt werden, die an dem oberen Fügepartner und dem unteren Fügepartner angeordnet sind.
  • Im Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Stanzniet durch die Fügepartner gestanzt. Dies ist im Sinne der Erfindung ein Setzen des Stanzniets, wobei die Fügepartner gestanzt werden. Dabei wird insbesondere auf den ersten Kopf des Stanzniets durch den ersten Stempel eine Kraft ausgeübt, wodurch der Schaft des Stanzniets durch die Fügepartner gedrückt wird. Während des Stanzens können vorteilhafterweise die Fügepartner durch geeignete Einrichtungen von oberhalb des oberen Fügepartners und/oder von unterhalb des unteren Fügepartners unterstützt werden, um insbesondere eine ungewollte Verformung der Fügepartner zu verhindern. Die Kraft kann dabei insbesondere derart bemessen sein, dass auch der erste Kopf des Stanzniets in dem oberen Fügepartner eingedrückt, insbesondere bündig eingedrückt wird. Insbesondere wird der Stanzniet durch die Fügepartner derart weit gedrückt, dass nach Abschluss des Stanzens ein dem ersten Kopf des Stanzniets abgewandtes Ende des Schaftes des Stanzniets aus dem unteren Fügepartner hervorsteht. Das aus den Fügepartnern herausgestanzte Material kann nach dem Stanzvorgang entfernt werden. Die Verwendung eines Stanzniets hat dabei insbesondere den Vorteil, dass an den Fügepartnern keine Vorarbeiten für ein Loch, durch das der Niet eingeführt wird, nötig sind.
  • Daran anschließend wird im Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens dieses hervorstehende Ende des Stanzniets durch eine erste Matrize zur Ausbildung eines zweiten Kopfes gestaucht. Die erste Matrize kann dabei insbesondere als ein zweiter Stempel ausgebildet sein. Die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel üben dabei auf den Stanzniet, insbesondere das hervorstehende Ende des Stanzniets, eine Kraft aus, die der weiterhin anliegenden Druckkraft des ersten Stempels entgegenwirkt. Die Größe des hervorstehenden Endes des Stanzniets kann dabei vorteilhafterweise auf die beabsichtigte Größe des zweiten Kopfes abgestimmt sein. Der zweite Kopf kann dabei insbesondere mit dem unteren Fügepartner einen Formschluss bilden, so dass der Stanzniet fest und insbesondere unbeweglich gehalten ist. Durch die alleinige Umformung des Stanzniets zur Ausbildung der Fügeverbindung ist die Duktilität des unteren Fügepartners für die Fügeverbindung ohne Bedeutung. Es können daher für den unteren Fügepartner auch Materialien ohne beziehungsweise mit nur geringer Duktilität gewählt werden. Auch muss das Material des unteren Fügepartners keine Mindestdicke aufweisen. Somit können verschiedenste Fügepartner fest miteinander verbunden werden, insbesondere können als untere Fügepartner auch dünne Materialien und/oder Materialien ohne beziehungsweise mit geringer Duktilität verwendet werden.
  • Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass während des Stanzens die Fügepartner durch einen Niederhalter am oberen Fügepartner und durch eine zweite Matrize am unteren Fügepartner gegeneinander gedrückt werden. Die Verwendung von externen Vorrichtungen zum Anlegen beziehungsweise Aneinanderdrücken der Fügepartner, wie es ein Niederhalter und/oder eine zweite Matrize darstellen, stellen eine Möglichkeit zu einer besonders sicheren Fixierung und Unterstützung der Fügepartner dar. Insbesondere kann der Niederhalter am oberen Fügepartner derart ausgestaltet sein, dass in ihm der Stanzniet zugeführt werden kann. Die zweite Matrize am unteren Fügepartner kann vorteilhafterweise eine zentrale Bohrung zur Aufnahme der ausgestanzten Reste der Fügepartner aufweisen. Insbesondere werden zusätzlich durch diese zentrale Bohrung die Ränder des Stanzloches im unteren Fügepartner definiert. Ein Ausreißen dieser Ränder durch Aufbiegung kann so vermieden oder zumindest stark unterdrückt werden. Auch kann eine einzige Matrize vorgesehen sein, die als erste und als zweite Matrize verwendet wird.
  • Zusätzlich kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass nach dem Stanzen des Stanzniets durch die Fügepartner und vor der Stauchung des Stanzniets die zweite Matrize entfernt wird. Auf diese Weise kann Platz für die erste Matrize beziehungsweise den zweiten Stempel geschaffen werden, mit dem das hervorstehende Ende des Stanzniets zur Ausbildung eines zweiten Kopfes gestaucht wird. Bevorzugt ist hier insbesondere, dass die zweite Matrize durch die erste Matrize beziehungsweise den zweiten Stempel ersetzt wird. Hierbei ist insbesondere ein automatischer Austausch von Vorteil. Dies kann zum Beispiel durch eine gemeinsame Halterung für die zweite Matrize und die erste Matrize beziehungsweise den zweiten Stempel realisiert sein. Ein besonders schneller Austausch ist damit möglich.
  • Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass als Stanzniet ein Vollstanzniet oder ein Halbhohlstanzniet verwendet wird. Das Verfahren ist auf keine besondere Stanznietform eingeschränkt. Vollstanznieten sind besonders stabil und können auch dicke Lagen von Fügepartnern durchstanzen. Halbhohlstanznieten weisen in ihrem Inneren einen zentralen Hohlraum auf, in den sie Stanzreste der Fügepartner aufnehmen können. Dadurch, dass Halbhohlstanznieten insbesondere hohlzylinderförmig ausgestaltet sind, kann das hervorstehende Ende des Stanzniets in Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders einfach zur Ausbildung eines zweiten Kopfes gestaucht werden. Durch die Verwendung von verschiedenen Formen von Stanznieten ist eine breite Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben.
  • In einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die zweite Matrize einen Dom aufweist und dass im unteren Fügepartner beim Andrücken der zweiten Matrize an den unteren Fügepartner durch den Dom der zweiten Matrize benachbart zum Stanzniet eine Vertiefung durch Verformung des unteren Fügepartners erzeugt wird. Durch die Verformung wird insbesondere Material des unteren Fügepartners an den Schaft des Stanzniets gedrückt. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher Kraftschluss zwischen dem unterem Fügepartner und dem Stanzniet, wodurch die Fügeverbindung besonders fest wird. Der Kraftschluss unterstützt dabei den durch den zweiten Kopf und den unteren Fügepartner gebildeten Formschluss zur Erhöhung der Festigkeit der Fügeverbindung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der beim Stauchen gebildete zweite Kopf teilweise oder vollständig in der Vertiefung im unteren Fügepartner ausgebildet wird. Durch die Verformung des unteren Fügepartners durch den Dom der zweiten Matrize wird eine Vertiefung im Material des Fügepartners erzeugt. In Schritt c) des erfindungsgemä-βen Verfahrens wird der zweite Kopf des Stanzniets an dem Ende des Stanzniets gestaucht, das dem ersten Kopf des Stanzniets gegenüberliegende und aus dem Material des unteren Fügepartners hervorsteht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dieser zweite Kopf teilweise oder vollständig in der Vertiefung im unteren Fügepartner ausgebildet wird. Dadurch ist es insbesondere möglich, den zweiten Kopf derart in der Vertiefung auszubilden, dass er bündig zur restlichen Oberfläche des unteren Fügepartners ist. Somit kann eine plane Oberfläche des unteren Fügepartners hergestellt werden, wodurch beispielsweise eine Nachbearbeitung der Oberfläche des unteren Fügepartners ermöglicht oder zumindest deutlich vereinfacht wird, nach der die Fügeverbindung nicht mehr sichtbar ist.
  • Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass der Schaft des Stanzniets zumindest eine, insbesondere nutartige, Aufnahme aufweist und dass der untere Fügepartner durch den Dom der zweiten Matrize derart verformt wird, dass beim Erzeugen der Verformung verformtes Material formschlüssig in die Aufnahme des Stanzniets hineingedrückt wird. Die zumindest eine, insbesondere nutartige, Aufnahme am Schaft des Stanzniets ist dabei insbesondere eine umlaufende Vertiefung. Durch das Material des unteren Fügepartners, das in die Aufnahme des Stanzniets hineingedrückt wird, wird ein zusätzlicher Formschluss zwischen dem unteren Fügepartner und dem Stanzniet erzeugt. Zusammen mit dem Formschluss, den der zweite Kopf und der untere Fügepartner bilden, ergibt sich somit ein noch sicherer Halt der Fügeverbindung.
  • Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass vor dem Stanzen zumindest ein mittlerer Fügepartner zwischen den oberen und den unteren Fügepartner angelegt wird. Selbstverständlich können auch mehrere mittlerer Fügepartner zwischen dem oberen und dem unteren Fügepartner angelegt werden. Beliebige Kombinationen an Fügepartnern sind somit möglich. Dadurch, dass an die Dicke der Fügepartner und/oder die Duktilität der Fügepartner keine Bedingungen gestellt sind, können zudem beliebige Fügepartner verwendet werden. Dadurch ergibt sich eine breite Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Vielzahl von Fügepartnern.
  • Auch kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Fügepartner beim Anliegen miteinander verklebt werden. Ein Verrutschen der Fügepartner gegeneinander ist somit nicht oder nur schwer möglich. Dadurch ergibt sich ein noch besseres Anliegen der Fügepartner aneinander. Der Fügeprozess wird dadurch erleichtert.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Fügen wenigstens eines oberen Fügepartners und eines unteren Fügepartners mit einem Stanzniet, wobei die Vorrichtung einen ersten Stempel, einen Niederhalter und eine zweite Matrize aufweist, gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dabei insbesondere im Fahrzeugbau eingesetzt werden. Der Stanzniet weist dabei insbesondere einen ersten Kopf und einen Schaft auf. Der erste Stempel ist ferner dazu ausgebildet, den Stanzniet durch die angelegten Fügepartner zu drücken. Der Niederhalter und die zweite Matrize sind derart ausgebildet, während des Stanzens die Fügepartner gegeneinander zu drücken. Insbesondere ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass eine erste Matrize zum Stauchen eines dem ersten Kopf des Stanzniets abgewandten Endes des Schaftes des Stanzniets, das nach dem Stanzen aus dem unteren Fügepartner hervorsteht, zur Ausbildung eines zweiten Kopfes des Stanznietes vorgesehen ist. Die erste Matrize kann dabei insbesondere als zweiter Stempel ausgebildet sein. Durch die Verwendung eines zur Bildung einer Fügeverbindung zwischen den Fügepartnern ist keine Vorarbeit bezüglich eines Loches zum Durchführen des Stanzniets durch die Fügepartner nötig. Der Stanzniet wird durch die Fügepartner gedrückt und stanzt somit das Loch selbst. Nach dem Stanzen des Stanzniets durch die Fügepartner steht das dem ersten Kopf des Stanzniets abgewandte Ende aus dem unteren Fügepartner hervor. Eine erste Matrize beziehungsweise ein zweiter Stempel, die insbesondere die zweite Matrize ersetzen können, werden verwendet, um dieses hervorstehende Ende zu einem zweiten Kopf zu stauchen. Dieser zweite Kopf bildet mit dem unteren Fügepartner insbesondere einen Formschluss, wodurch der Stanzniet sicher gehalten ist und die Fügeverbindung abgeschlossen wird. Dadurch, dass nur der Stanzniet veformt werden muss, bestehen keine Anforderungen bezüglich der Dicke und/oder der Duktilität an den unteren Fügepartner. Selbstverständlich kann auch der obere Fügepartner ohne derartige Anforderungen gewählt werden. Somit ist der Einsatz einer derartigen Vorrichtung zur Erzeugung einer Fügeverbindung zwischen zumindest zwei Fügepartnern für eine Vielzahl von Fügepartnern anwendbar.
  • In einer Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel zumindest eine zylinderförmige, eine kalottenförmige oder eine prismenförmige Vertiefung zur Ausbildung des zweiten Kopfes des Stanzniets aufweisen. Die Form der ersten Matrize beziehungsweise des zweiten Stempels, insbesondere die Form der Vertiefung, bestimmt die Form des zweiten Kopfes. Dabei sind beispielsweise auch andere Formen, wie zum Beispiel eine kegelförmige Form möglich. Als 1 kalottenförmig im Sinne der Erfindung ist dabei neben einer Kugelkalotte auch ein Schnitt eines Ellipsoids denkbar. Eine prismenförmige Vertiefung kann insbesondere eine quaderförmige Vertiefung sein. Selbstverständlich sind auch andere mehreckige Formen, wie zum Beispiel ein Sechseck, als Grundform des Prismas denkbar. Auch pyramiden- beziehungsweise pyramidenstumpfförmige Vertiefungen sind möglich. Durch die Anpassung der Vertiefung, die zur Ausbildung des zweiten Kopfes des Stanzniets in der ersten Matrize beziehungsweise im zweiten Stempel vorgesehen ist, kann somit eine Vielzahl von Kopfformen verwirklicht werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel und die zweite Matrize an einem gemeinsamen Halter angeordnet sind, wobei der Halter derart beweglich ausgebildet ist, dass wahlweise die zweite Matrize an dem unteren Fügepartner oder die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel an einem hervorstehenden Ende des Stanzniets angedrückt werden können. Die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel und die zweite Matrize können dabei insbesondere beispielsweise drehbar, schwenkbar oder verschiebbar an dem gemeinsamen Halter angeordnet sein.Sowohl die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel als auch die zweite Matrize sind dabei derart an dem gemeinsamen Halter angeordnet, dass sie einen Druck in Richtung des unteren Fügepartners beziehungsweise auf das hervorstehende Ende des Stanzniets ausüben können, Dadurch bewirkt die zweite Matrize ein Fixieren des unteren Fügepartners und die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel ein Stauchen des hervorstehenden Endes des Stanzniets, Durch die Anordnung der ersten Matrize beziehungsweise des zweiten Stempels und der zweiten Matrize an dem gemeinsamen Halter ist ein schneller Wechsel von zweiter Matrize und erster Matrize beziehungsweise zweitem Stempel möglich, bei dem die zweite Matrize und die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel insbesondere gegeneinander ausgetauscht werden. Ein manueller Wechsel, bei dem durch manuellen Eingriff von außen die zweite Matrize und die erste Matrize beziehungsweise der zweite Stempel gegeneinander ausgetauscht werden, ist nicht nötig, Dies stellt bei Fügeverbindungen, bei der insbesondere eine Vielzahl von Stanznieten zur Verbindung der Fügepartner verwendet wird, einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil dar.
  • Besonders bevorzugt kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgestattet ist. Sämtliche Vorteile, die zu einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, ergeben sich somit selbstverständlich auch für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die zur Ausführung eines derartigen Verfahrens ausgestaltet ist.
    • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und seine Weiterbildungen sowie deren Vorteile und die erfindungsgemäße Vorrichtung und ihre Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
    • Fig.1a bis 1d
    eine Durchführung eines erfindungsgemäßen Fügevorganges,
    Fig.2a bis 2c
    eine weitere, teilweise Durchführung eines erfindungsgemäßen Fügevorganges, wobei die zweite Matrize einen Dom aufweist,
    Fig.3a und 3b
    eine weitere, teilweise Durchführung eines dritten erfindungsgemäßen Fügevorganges, wobei der Stanzniet eine Aufnahme aufweist, und
    Fig.4a bis 4c
    verschiedene Ausführungsbeispiele einer ersten Matrize.
  • Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Fig. 1a bis 1d, 2a bis 2c, 3a und 3a und 3b sowie 4a bis 4c jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Fig. 1a bis 1d zeigen vier Schritte einer möglichen Durchführung einer Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In Fig. 1a ist die Ausgangssituation vor dem Fügeverfahren gezeigt. Die beiden Fügepartner 30, 31 sind bereits aneinander angelegt. Sie werden durch einen Niederhalter 10 und eine zweite Matrize 20 gegeneinander gedrückt und fixiert. Die zweite Matrize 20 weist dabei eine zentrale Bohrung auf, die der Größe des Schaftes 2 des Stanzniets 1 angepasst ist, insbesondere dieser entspricht. Der Stanzniet 1 ist im Inneren des Niederhalters 10 geführt. Oberhalb des ersten Kopfes 3 des Stanzniets 1 befindet sich ein erster Stempel 11. Diese erste Stempel 11 übt auf den Stanzniet 1 eine Kraft aus, die in Richtung der Fügepartner 30, 31 gerichtet ist. Dadurch wird der Stanzniet 1, beginnend mit dem dem ersten Kopf 3 abgewandten Ende 4 des Stanzniets 1, durch die Fügepartner 30, 31 gedrückt. Dadurch, dass der Stanzniet 1 selbst durch die Fügepartner 30, 31 gedrückt wird, ist eine Vorarbeitung, insbesondere die Bereitstellung eines Loches für den Stanzniet 1 in den Fügepartnern 30, 31 nicht nötig.
  • In Fig. 1b ist der Stanzvorgang bereits abgeschlossen. Der Stanzniet 1 ist, gedrückt durch den ersten Stempel 11 und geführt durch den Niederhalter 10, durch die Fügepartner 30, 31 gedrückt. Die Stanzreste 34 der Fügepartner 30, 31 fallen nach unten heraus. Dadurch, dass die zweite Matrize 20 eine zentrale Bohrung aufweist, die der Größe des Schaftes 2 des Stanzniets 1 angepasst ist, ist insbesondere der Rand des Loches im unteren Fügepartner 31 definiert, Ein Ausreißen der Ränder des Loches im unteren Fügepartner 31 kann somit vermieden werden. Der erste Kopf 3 des Stanzniets 1 liegt auf der Oberseite des oberen Fügepartners 30 an und bildet mit diesem einen Formschluss. Das dem ersten Kopf 3 abgewandte Ende 4 des Stanzniets 1 steht aus dem unteren Fügepartner 31 hervor.
  • Um dieses hervorstehende Ende 4 zu einem zweiten Kopf 5 zu stauchen, ist in Fig. 1c die zweite Matrize 20 entfernt und durch eine erste Matrize 22 ersetzt. Diese erste Matrize 22 liegt am abgewandten Ende 4 an. Abgebildet ist eine erste Matrize 22, die als ein zweiter Stempel 22 mit planer Oberfläche ausgebildet ist. Darüber hinaus ist in der Oberfläche der ersten Matrize 22 auch eine Vertiefung 23 denkbar (nicht abgebildet), durch die eine bestimmte Form des durch Stauchung erzeugten zweiten Kopfes 5 erzeugbar ist. Die Druckkraft der ersten Matrize 22 beziehungsweise des zweiten Stempels 22 ist der Druckkraft des ersten Stempels 11 entgegengesetzt. Durch diese Kraft wird das abgewandte Ende 4 zu einem zweiten Kopf 5 gestaucht.
  • Dieses Endergebnis ist in Fig. 1d gezeigt. Das Fügeverfahren ist damit abgeschlossen. Die beiden Fügepartner 30, 31 werden durch den Stanzniet 1 fest zusammengefügt. Der erste Kopf 3 und der zweite Kopf 5 bilden jeweils mit dem oberen Fügepartner 30 beziehungsweise dem unteren Fügepartner 31 einen Formschluss. Ein Herausfallen des Stanzniets 1 aus dem gestanzten Loch ist nicht möglich. Auch können die beiden Fügepartner 30, 31 nicht mehr voneinander entfernt werden. Die Fügeverbindung ist fest und sicher. Dadurch, dass nur der Stanzniet 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verformt, insbesondere das abgewandte Ende 4 des Stanzniets 1 zu einem zweiten Kopf 5 gestaucht wird, bestehen keine Anforderungen an die Dicke und/oder die Duktilität der einzelnen Fügepartner 30, 31. Das erfindungsgemäße Verfahren und selbstverständlich auch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fügen von einem oberen Fügepartner 30 und einem unteren Fügepartner 31 können somit für eine große Bandbreite an Fügepartnern 30, 31 angewandt werden.
  • In den Fig. 2a bis 2c ist eine weitere Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigt dabei jeweils einen Verfahrensschritt, der jeweils dem Verfahrensschritt, der in den Fig. 1b, 1c beziehungsweise 1d gezeigt ist, entspricht.
  • Der Unterschied zu den Fig. 1a bis 1d besteht darin, dass die zweite Matrize 20 in der gezeigten Ausgestaltungsform einen Dom 21 aufweist. Dieser Dom 21 drückt sich in das Material des unteren Fügepartners 31. Dies geschieht insbesondere beim Stanzen des Stanzniets 1 durch die Fügepartner 30, 31, da hier der erste Stempel 11 auf den Stanzniet 1 drückt, wobei die Fügepartner 30, 31 durch den Niederhalter 10 und die zweite Matrize 20 gegeneinander gedrückt werden. Die zweite Matrize 20 weist in der gezeigten Ausgestaltungsform wiederum eine zentrale Bohrung auf, die der Größe des Stanzniets 1 angepasst ist. Die aus den Fügepartnern 30, 31 ausgestanzten Stanzreste 34 können durch diese Bohrung entfernt werden.
  • In Fig. 2b, wird deutlich, dass sich der Dom 21 der zweiten Matrize 20, der insbesondere umlaufend um die zentrale Bohrung der zweiten Matrize 20 angeordnet sein kann, in den unteren Fügepartner 31 gedrückt hat. Im unteren Fügepartner 31 ist, angeordnet um den Schaft 2 des Stanzniets 1, eine Vertiefung 33 entstanden. Die als zweiter Stempel 22 ausgebildete erste Matrize 22 ist im dargestellten schritt bereits an das untere Ende 4 des Stanzniets 1 angeordnet.
  • In Fig. 2c, ist der zweite Kopf 5 des Stanzniets 1 bereits ausgeformt. Die erste Matrize 22 beziehungsweise der zweite Stempel 22 hat dabei den zweiten Kopf 5 des Stanzniets 1 in die Vertiefung 33 des unteren Fügepartners 31 eingestaucht. Insbesondere wird hier deutlich, dass der zweite Kopf 5 bündig zur Oberfläche des unteren Fügepartners 31 ist. Somit ist es möglich, eine plane Oberfläche am unteren Fügepartner 31 zu erhalten. Aufwendige Nacharbeiten der Oberfläche des unteren Fügepartners 31 können somit entfallen oder werden zumindest deutlich erleichtert,
  • Die Fig. 3a und 3b gezeigten Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fügen von Fügepartnern entsprechen den Verfahrensschritten, die in Fig. 2b und 2c gezeigt sind. Im Unterschied zu den bis jetzt gezeigten Fügeverbindungen wird in den Fig. 3a und 3b eine Fügeverbindung von drei Fügepartnern 30, 31 und 32 gezeigt. Selbstverständlich sind auch bei den anderen, in Fig. 1a bis 1d und 2a bis 2c gezeigten, Fügeverbindungen mehrere, das heißt insbesondere mehr als zwei, Fügepartner möglich.
  • In der in Fig. 3a abgebildeten Ausgestaltungsform weist der Stanzniet 1 dabei nutartige Aufnahmen 6 auf, die insbesondere umlaufend am Stanzniet 1 angeordnet sein können. Durch den Dom 21 der zweiten Matrize 20 (nicht mit abgebildet) wurde der untere Fügepartner 31 verformt. Insbesondere wurden Vertiefungen 33 den Stanzniet 1 in die Oberfläche des unteren Fügepartners 31 eingedrückt. Im gleichen Verfahrensschritt wurde das Material des unteren Fügepartners 31 in die nutartigen Aufnahmen 6 des Stanzniets 1 gedrückt. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher Formschluss zwischen dem Stanzniet 1 und dem unteren Fügepartner 31, durch den die Fügeverbindung der Fügepartner 30, 31, 32 besonders fest und besonders sicher ausgestaltet ist.
  • In Fig. 3b wurde durch die als zweiter Stempel 22 ausgebildete erste Matrize 22 der zweite Kopf 5 des Stanzniets 1 gebildet. Er wurde analog zu Fig. 2c in den Vertiefungen 33 im unteren Fügepartner 31 ausgebildet. Es ergibt sich somit wiederum eine bündige Oberfläche des unteren Fügepartners 31 und des zweiten Kopfes 5. Durch die Formschlüsse des ersten Kopfes 3 und des oberen Fügepartners 30, des zweiten Kopfes 5 und des unteren Fügepartners 31 sowie des Materials des unteren Fügepartners 31 in den nutartigen Aufnahmen 6 und des Stanzniets 1 ergibt sich in dieser Ausgestaltungsform eine besonders stabile und sichere Fügeverbindung der, Fügepartner 30, 31, 32.
  • In den Fig. 4a, 4b und 4c sind mögliche Ausgestaltungsformen der ersten Matrize 22 gezeigt. Insbesondere variieren in den gezeigten drei Ausgestaltungsformen die Vertiefungen 23, durch die bei der Stauchung die Form des des zweiten Kopfes 5 des Stanzniets 1 (nicht abgebildet) gebildet wird. So ist in Fig. 4a die Vertiefung 23 als kalottenförmige Vertiefung 23.1, in Fig. 4b als torusschnittförmige Vertiefung 23.2 und in Fig. 4c als zylinderförmige Vertiefung 23.3 ausgestaltet. Die einzelnen Abbildungen zeigen jeweils eine Schnittansicht einer ersten Matrize 22. Die ersten Matrizen 22 sind jeweils um eine Mittelachse, die in der Zeichnungsebene verläuft, rotationssymmetrisch. Selbstverständlich ist auch eine nicht rotationssymmetrische Ausgestaltungen der Vertiefung 23, wie zum Beispiel eine prismenförmige Ausgestaltung oder eine Ausgestaltung in Form einer Pyramide beziehungsweise eines Pyramidenstumpfes, denkbar. Die verschiedenen Ausgestaltungsformen der Vertiefung 23 bewirken dabei jeweils eine verschiedenartige Ausgestaltung der Form des zweiten Kopfes des Stanzniets 1. Verschiedenste Anforderungen an die Kopfform des zweiten Kopfes 5 des Stanzniets 1 können realisiert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stanzniet
    2
    Schaft
    3
    erster Kopf
    4
    Ende des Stanzniets
    5
    zweiter Kopf
    6
    Aufnahme
    10
    Niederhalter
    11
    erster Stempel
    20
    zweite Matrize
    21
    Dom
    22
    erste Matrize/zweiter Stempel
    23
    Vertiefung für zweiten Kopf
    23.1
    kalottenförmige Vertiefung
    23.2
    torusschnittförmige Vertiefung
    23.3
    zylinderförmige Vertiefung
    30
    oberer Fügepartner
    31
    unterer Fügepartner
    32
    mittlerer Fügepartner
    33
    Vertiefung
    34
    Stanzrest

Claims (13)

  1. Verfahren zum Fügen von einem oberen Fügepartner (30) und einem unteren Fügepartner (31), wobei die Fügepartner (30, 31) durch einen Stanzniet (1), aufweisend einen ersten Kopf (3) und einen Schaft (2), verbunden werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Anlegen der Fügepartner (30, 31) aneinander,
    b) Stanzen zumindest des Schaftes (2) des Stanzniets (1) durch die Fügepartner (30, 31), wobei der Stanzniet (1) durch einen ersten Stempel (11) durch die Fügepartner (30, 31) gedrückt wird und wobei der Stanzniet (1) derart ausgebildet ist, dass nach Abschluss des Stanzens ein dem ersten Kopf (3) des Stanzniets abgewandtes Ende (4) des Schaftes (2) des Stanzniets (1) aus dem unteren Fügepartner (31) hervorsteht,
    c) Stauchung des hervorstehenden Endes (4) des Stanzniets (1) durch eine erste Matrize (22) zur Ausbildung eines zweiten Kopfes (5).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Stanzens die Fügepartner (30, 31) durch einen Niederhalter (10) am oberen Fügepartner (30) und durch eine zweite Matrize (20) am unteren Fügepartner (31) gegeneinander gedrückt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Stanzen des Stanzniets (1) durch die Fügepartner (30, 31) und vor der Stauchung des Stanzniets (1) die zweite Matrize (20) entfernt wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Stanzniet (1) ein Vollstanzniet oder ein Halbhohlstanzniet verwendet wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Matrize (20) einen Dom (21) aufweist und dass im unteren FügepaAner (31) beim Andrücken der zweiten Matrize (20) an den unteren Fügepartner (31) durch den Dom (21) der zweiten Matrize (20) benachbart zum Stanzniet (1) eine Vertiefung (33) durch Verformung des unteren Fügepartners (31) erzeugt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Stauchen gebildete zweite Kopf (5) teilweise oder vollständig in der Vertiefung (33) im unteren Fügepartner (31) ausgebildet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (2) des Stanzniets (1) zumindest eine, insbesondere nutartige, Aufnahme (6) aufweist und dass der untere Fügepartner (31) durch den Dom (21) der zweiten Matrize (20) derart verformt wird, dass beim Erzeugen der Verformung verformtes Material formschlüssig in die Aufnahme (6) des Stanzniets (1) hineingedrückt wird.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Stanzen zumindest ein mittlerer Fügepartner (32) zwischen den oberen (30) und den unteren Fügepartner (31) angelegt wird.
  9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügepartner (30, 31, 32) beim Anlegen aneinander miteinander verklebt werden.
  10. Vorrichtung zum Fügen wenigstens eines oberen Fügepartners (30) und eines unteren Fügepartners (31) mit einem Stanzniet (1), aufweisend einen ersten Kopf (3) und einen Schaft (2), wobei die Vorrichtung einen ersten Stempel (11), einen Niederhalter (10) und eine zweiten Matrize (20) aufweist, wobei der erste Stempel (11) ausgebildet ist, den Stanzniet (1) durch die angelegten Fügepartner (30, 31) zu drücken und der Niederhalter (10) und die zweite Matrize (20) ausgebildet sind, während des Stanzens die Fügepartner (30, 31) gegeneinander zu drücken, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Matrize (22) zum Stauchen eines dem ersten Kopf (3) des Stanzniets (1) abgewandten Endes (4) des Schaftes (2) des Stanzniets (1), das nach dem Stanzen aus dem unteren Fügepartner (31) hervorsteht, zur Ausbildung eines zweiten Kopfes (5) des Stanzniets (1) vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Matrize (22) zumindest eine zylinderförmige (23.3), eine kalottenförmige (23.1) oder eine prismenförmige Vertiefung zur Ausbildung des zweiten Kopfes (5) des Stanzniets (1) aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Matrize (22) und die zweite Matrize (20) an einem gemeinsamen Halter angeordnet sind, wobei der Halter derart beweglich ausgebildet ist, dass wahlweise die zweite Matrize (20) an dem unteren Fügepartner (31) oder die erste Matrize (22) an einem hervorstehenden Ende (4) des Stanzniets (1) angedrückt werden kann.
  13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestaltet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021532989A (ja) * 2018-08-03 2021-12-02 アトラス コプコ アイエーエス ユーケー リミテッドAtlas Copco Ias Uk Limited リベット挿入方法および装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1275576A (en) * 1917-05-09 1918-08-13 Hyatt Roller Bearing Division United Motors Corp Mortise-riveting.
DE716430C (de) * 1936-02-04 1942-01-19 Ernst Heinkel Flugzeugwerke G Verfahren zum Senknieten duenner Bleche, insbesondere im Flugzeugbau
DE1958058A1 (de) * 1969-11-19 1971-06-16 Erich Doering Nietvorrichtung
US3672553A (en) * 1966-06-15 1972-06-27 Doering Erich Apparatus to produce a riveted connection
DE2225966A1 (de) * 1972-05-27 1973-12-13 Dunkes Maschinenbau Kg Nietvorrichtung und verfahren zur herstellung von nietverbindungen
GB2362935A (en) * 2000-05-31 2001-12-05 Fukui Byora Co Ltd Aluminium rivet
DE102009044888A1 (de) * 2009-12-14 2011-06-16 Ortwin Prof. Dr.-Ing. Hahn Verfahren zum Stanznieten von Formteilen
WO2012063022A2 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Henrob Limited Riveting method and apparatus
WO2012113463A1 (de) * 2011-02-22 2012-08-30 Kerb-Konus-Vertriebs-Gmbh Stanzstauchniet
WO2012117737A1 (ja) * 2011-03-02 2012-09-07 学校法人日本大学 リベットによる板材の接合方法，接合構造

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19847980A1 (de) * 1998-10-17 2000-04-20 Talbot Gmbh & Co Kg Werkzeug zum Setzen von Stanznieten
DE19912460C2 (de) * 1999-03-19 2001-04-26 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Werkstücken mit Nietelementen
US20100287752A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Stanley Wojciechowski Rivet system
DE102010000500B4 (de) * 2010-02-22 2012-02-16 Ortwin Hahn Verfahren und zugehöriger Schließring zum mechanischen Fügen von mindestens einem unteren und einem oberen Formteil mittels eines Stanzniets

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1275576A (en) * 1917-05-09 1918-08-13 Hyatt Roller Bearing Division United Motors Corp Mortise-riveting.
DE716430C (de) * 1936-02-04 1942-01-19 Ernst Heinkel Flugzeugwerke G Verfahren zum Senknieten duenner Bleche, insbesondere im Flugzeugbau
US3672553A (en) * 1966-06-15 1972-06-27 Doering Erich Apparatus to produce a riveted connection
DE1958058A1 (de) * 1969-11-19 1971-06-16 Erich Doering Nietvorrichtung
DE2225966A1 (de) * 1972-05-27 1973-12-13 Dunkes Maschinenbau Kg Nietvorrichtung und verfahren zur herstellung von nietverbindungen
GB2362935A (en) * 2000-05-31 2001-12-05 Fukui Byora Co Ltd Aluminium rivet
DE102009044888A1 (de) * 2009-12-14 2011-06-16 Ortwin Prof. Dr.-Ing. Hahn Verfahren zum Stanznieten von Formteilen
WO2012063022A2 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Henrob Limited Riveting method and apparatus
WO2012113463A1 (de) * 2011-02-22 2012-08-30 Kerb-Konus-Vertriebs-Gmbh Stanzstauchniet
WO2012117737A1 (ja) * 2011-03-02 2012-09-07 学校法人日本大学 リベットによる板材の接合方法，接合構造

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021532989A (ja) * 2018-08-03 2021-12-02 アトラス コプコ アイエーエス ユーケー リミテッドAtlas Copco Ias Uk Limited リベット挿入方法および装置
US11583919B2 (en) 2018-08-03 2023-02-21 Atlas Copco Ias Uk Limited Rivet insertion method and apparatus

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