EP3156148A1 - Method for connecting at least two components by means of a self-piercing rivet device - Google Patents
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- EP3156148A1 EP3156148A1 EP16187734.5A EP16187734A EP3156148A1 EP 3156148 A1 EP3156148 A1 EP 3156148A1 EP 16187734 A EP16187734 A EP 16187734A EP 3156148 A1 EP3156148 A1 EP 3156148A1
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Definitions
- the present invention relates to a method and a punch riveting apparatus for connecting at least two components.
- Punching riveting methods are used to connect at least two components that are particularly flat in a connection region (joining partner).
- a punch riveting method is characterized in that a pre-punching of the components to be joined together is not required. Rather, a punch rivet is pressed by means of a punch or a punch tool in the at least two components, being ensured by a correspondingly shaped counter-holder, for example.
- a punch rivet is pressed by means of a punch or a punch tool in the at least two components, being ensured by a correspondingly shaped counter-holder, for example.
- a die which cooperates with the punch tool, that the rivet or the components in a certain Deforming manner to produce a positive and positive connection between the components.
- Ultrasonic punch riveting known, in which a vibration generator, such as.
- An ultrasonic generator is used to enable one or more components when connecting the components in vibration. By this vibration, for example, the expended force is reduced to push the rivet.
- a film is introduced in a punch riveting process between the counter-holder and a component facing the counter-holder in order to avoid direct contact between counter-holder and component.
- the film used acts in particular as a sliding or protective film and in particular is sufficiently ductile or elastically deformable in order to conform to the counter-holder during the punch riveting process.
- a counter-holder for a punch riveting device is usually milled or turned, hardened and possibly mechanically polished or ground.
- the counter-holder thus has a relatively rough surface, on which material can adhere from a component abutting the punch riveting process. This is especially the case, for example, when punching riveting soft materials such as aluminum.
- the introduced foil prevents direct contact between the component and the counterholder so that material can no longer adhere.
- the service life of the counter-holder is increased (thereby lengthening the counterholder change intervals) and the reproducibility of the rivet connections is improved by avoiding buildup in the counter-holder.
- a film for punch riveting with a vibrator, eg. An ultrasonic generator.
- a portion of the punch riveting apparatus is vibrated during the punch riveting operation so that the rivet can be more easily pressed into the components to be connected.
- a relative movement can arise between the counter-holder and the component adjacent thereto, through which not only adhesions of material, but, for example, also alloys can occur in conventional counter-holders. In the invention, this is no longer or at least hardly the case.
- Such punch riveting have special advantages in automotive lightweight body construction, since the vibration or ultrasonic punch riveting facilitates with the appropriately designed equipment many joining tasks in the field of material mixing and new material thickness combinations possible.
- a punch riveter with vibration support may also be used to advantage in other areas (such as in the aerospace industry or in cable car and gondola construction) and / or for joining other materials.
- punching riveting the process forces required for the riveting process, usually very high, are considerably reduced.
- process advantages such as the improvement of the cutting process or the material separation during punching, the change, the plastic deformation capacity of material (eg Al / Mg sheet metal or die-cast) and the avoidance of collapsing rivet elements
- the film is provided as sheets (ie, singulated pieces) or as rolls (ie, endless web).
- a preferred punch riveting apparatus has an associated foil insertion device in order to introduce the foil sheets or foil web between the component and the counterholder.
- the foil has metal.
- a metal foil is relatively robust and tear-resistant and can reliably prevent direct contact between component and counter-holder.
- the film may comprise plastic (e.g., PTFE (Teflon)). Plastic is usually less expensive than metal and easier to handle due to its low density.
- a release-containing film such as e.g. a ceramic or polymer based (e.g., PTFE) coated (metal) foil), which performs the function of a permanent separation of the original 'mating component' contact mating. Due to the isolation of the contact pairing between the counterholder and the component, adhesions in the counter holder are avoided.
- suitable lubricant films for example, (metal) film systems with graphite, wax or oil coating
- suitable lubricant films provide additional sliding assistance and thereby achieve a friction reduction coupled with a Fügekraftredulement.
- each film section (ie, during the joining of the at least two components with the counter-holder in contact portion of the film) is used only for a single punch riveting operation. In this way you can prevent a through a punch riveting operation, possibly damaged or contaminated film section is reused and leads to damage or contamination of the component and / or the counter-holder.
- the film can also be used as corrosion protection on the product, i. the portion of the film remains on the component.
- a thin stainless steel foil e.g., No. 1.4301 or 1.4303 or 1.4567
- another corrosion resistant foil could be used.
- FIGS. 1a to 1d a punch riveting apparatus 10 is shown at various stages of performing a punch riveting process.
- the punch riveting apparatus 10 has a punch 15, which for example has a round cross section.
- the punch 15 is radially surrounded by a sleeve-shaped hold-down 16 and arranged movable relative to this in the longitudinal direction.
- the punch 15 is coupled to a drive, not shown here, for example a hydraulic or pneumatic drive, which serves to apply a force F required to press a rivet 20 into the two components 11, 12.
- the hold-down 16 is adapted to press against the surface of the die 15 facing member 11 with a hold-down force.
- a separate drive can be provided.
- the hold-down can also be coupled to the drive of the punch 15, for example by means of a spring.
- an inventive counter-holder 18 which acts as a die here, arranged.
- the punch 15 and the die 18 are movable relative to each other in the direction of a longitudinal axis 19, in the direction of which also the hold-down 16 are arranged to be movable.
- the hold-down 16 and the die 18 serve to clamp or compress the two components 11, 12 between the hold-down 16 and the die 18 during processing by the punch 15.
- the die 18 has, on the side facing the component 12, a region 21 with a flat surface, from which a trough-shaped or recess 22 extends.
- the rivet 20 preferably consists of a material which is harder than the materials of the two components 11, 12, at least in the region of the rivet shank 24.
- the planar top side 26 facing away from the component 11 is arranged in operative connection with the ram 15, which is secured to the top side 26 of FIG Rivet 20 is flat.
- the punch 15 is operatively connected to a vibration generator 30 for generating vibrations.
- a vibration generator 30 for generating vibrations.
- ultrasonic vibrations with an amplitude (distance between maximum positive and negative amplitude of a vibration) between 10 .mu.m and 110 .mu.m (or an amplitude between 5 .mu.m and 55 .mu.m) and a frequency between 15 kHz and 35 kHz are generated.
- vibrations are coupled by the vibrator 30 via the punch 15 in the rivet 20.
- the coupling-in direction of the vibrations of the vibration generator 30 can take place, for example, parallel to the longitudinal axis 19, that is to say parallel to the joining direction of the rivet 20 into the components 11, 12
- FIG. 1a Phase shown represents a beginning of the Stanzniethabilits in which the rivet shank 24 comes into operative connection with the top of the component 11. In this case, the punch 15 is pressed with the force F against the stamp 15 facing member 11.
- the rivet shank 24 initially cuts or punches into the component 11.
- the two components 11, 12 are plastically deformed, wherein the recess 22 facing the component 12 is pressed in the corresponding areas in the recess 22.
- the rivet shank 24 is spread outwards in the region of the recess 22, whereby the two components 11, 12 are securely connected to each other in the axial direction in a positive and non-positive manner.
- FIG. 2 and 3 two preferred embodiments of a punch riveting device according to the invention are shown in fragmentary form in a schematic side view or sectional view and designated by 101 and 102, respectively.
- the elements corresponding to those of the punch riveting device 10 FIG. 1 correspond, are provided with the same reference numerals and will not be explained again at this point.
- the punch riveting devices 101 and 102 are shown in a state in which the die 18 is shown downwardly from each of the components 11 and 12 to be connected.
- the die is not movable relative to a frame (for example, pliers) of the punch riveting apparatus, but the punch and the downholder.
- a film 41 and 42 is introduced.
- the film 41 is provided as sheet goods
- the film 42 is provided as a roll product.
- separated film sheets 41 are accordingly introduced between component 12 and die 18, in order to avoid direct contact between component 12 and die 18 during the punch riveting process.
- a film insertion device 411 is provided, which introduces the separated film sheets, for example by means of rollers or gripping arms between the component 12 and the die 18.
- the punch riveting device 102 has a film insertion device 421 which, in the example shown, has a plurality of rollers over which the web-shaped film (film web) 42 is guided. Specifically, an unwind roll 422, two idler rolls 423, and a take-up roll 424 are shown.
- the illustrated embodiments have in common that a respective foil section, which comes into contact with the die 18 in a punch riveting operation, is used only for a single punch riveting operation and after this punch riveting operation the foil section between the component 12 and the die 18 is removed again.
- the portion A may each comprise an entire foil sheet 41, in the punch riveting apparatus 102, the portion each comprises a portion A on the foil web 42.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Stanznietvorrichtung (101) zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile (11, 12), wobei die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) zwischen einem Stempel (15) und einem Gegenhalter (18) der Stanznietvorrichtung (101) angeordnet werden, wobei zwischen den Gegenhalter (18) und ein dem Gegenhalter zugewandtes Bauteil (12) der wenigstens zwei Bauteile eine Folie (41) eingebracht wird, wobei ein zwischen dem Stempel (15) und einem dem Stempel zugewandten Bauteil (11) der wenigstens zwei Bauteile angeordneter Niet (20) mittels des Stempels (15) in die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) eingedrückt wird, indem der Stempel (15) mit einer Kraft (F) beaufschlagt wird.The invention relates to a method and a punch rivet device (101) for connecting at least two components (11, 12), wherein the at least two components (11, 12) are arranged between a punch (15) and a counter holder (18) of the punch rivet device (101) be introduced, wherein between the counter-holder (18) and a counter-holder facing member (12) of the at least two components, a film (41), wherein between the punch (15) and a punch facing the component (11) of the at least two Components arranged rivet (20) by means of the punch (15) in the at least two components (11, 12) is pressed by the punch (15) is acted upon by a force (F).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Stanznietvorrichtung zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile.The present invention relates to a method and a punch riveting apparatus for connecting at least two components.
Verfahren zum Stanznieten dienen zum Verbinden mindestens zweier in einem Verbindungsbereich insbesondere eben ausgebildeter Bauteile (Fügepartner). Ein Stanznietverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Vorlochen der miteinander zu verbindenden Bauteile nicht erforderlich ist. Vielmehr wird ein Stanzniet mittels eines Stempels oder eines Stempelwerkzeugs in die wenigstens zwei Bauteile eingedrückt, wobei durch einen entsprechend geformten Gegenhalter, bspw. in Form einer Matrize, der mit dem Stempelwerkzeug zusammenwirkt, sichergestellt ist, dass der Niet oder die Bauteile sich in einer bestimmten Art und Weise verformen, um eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen.Punching riveting methods are used to connect at least two components that are particularly flat in a connection region (joining partner). A punch riveting method is characterized in that a pre-punching of the components to be joined together is not required. Rather, a punch rivet is pressed by means of a punch or a punch tool in the at least two components, being ensured by a correspondingly shaped counter-holder, for example. In the form of a die, which cooperates with the punch tool, that the rivet or the components in a certain Deforming manner to produce a positive and positive connection between the components.
Weiterhin sind bspw. aus der
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Stanznietvorrichtung zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method and a punch riveting apparatus for connecting at least two components with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Im Rahmen der Erfindung wird bei einem Stanznietvorgang zwischen den Gegenhalter und ein dem Gegenhalter zugewandtes Bauteil zur Vermeidung eines direkten Kontaktes zwischen Gegenhalter und Bauteil eine Folie eingebracht. Die verwendete Folie wirkt insbesondere als Gleit- oder Schutzfolie und ist insbesondere ausreichend duktil oder elastisch verformbar, um sich bei dem Stanznietvorgang an den Gegenhalter anzuschmiegen.In the context of the invention, a film is introduced in a punch riveting process between the counter-holder and a component facing the counter-holder in order to avoid direct contact between counter-holder and component. The film used acts in particular as a sliding or protective film and in particular is sufficiently ductile or elastically deformable in order to conform to the counter-holder during the punch riveting process.
Ein Gegenhalter für eine Stanznietvorrichtung wird in der Regel gefräst oder gedreht, gehärtet und ggf. mechanisch poliert oder geschliffen. Der Gegenhalter weist somit eine relativ raue Oberfläche auf, an welcher Material von einem beim Stanznietvorgang anliegenden Bauteil anhaften kann. Dies ist insbesondere bspw. beim Stanznieten von weichen Materialien wie bspw. Aluminium der Fall. Durch die eingebrachte Folie wird nun ein direkter Kontakt zwischen Bauteil und Gegenhalter verhindert, so dass Material nicht mehr anhaften kann. Die Standzeit des Gegenhalters wird erhöht (dadurch Verlängerung der Gegenhalterwechselintervalle) und die Reproduzierbarkeit der Nietverbindungen wird durch die Vermeidung von Anhaftungen im Gegenhalter verbessert.A counter-holder for a punch riveting device is usually milled or turned, hardened and possibly mechanically polished or ground. The counter-holder thus has a relatively rough surface, on which material can adhere from a component abutting the punch riveting process. This is especially the case, for example, when punching riveting soft materials such as aluminum. The introduced foil prevents direct contact between the component and the counterholder so that material can no longer adhere. The service life of the counter-holder is increased (thereby lengthening the counterholder change intervals) and the reproducibility of the rivet connections is improved by avoiding buildup in the counter-holder.
Besonders vorteilhaft ist das Einbringen einer Folie für Stanznietvorrichtungen mit einem Schwingungserzeuger, bspw. einem Ultraschallgenerator. Bei solchen Stanznietvorrichtungen wird während des Stanznietvorgangs ein Bereich der Stanznietvorrichtung in Schwingung versetzt, so dass sich der Niet leichter in die zu verbindenden Bauteile eindrücken lässt. Gerade durch die Schwingungen bzw. den Ultraschall kann zwischen dem Gegenhalter und dem daran anliegenden Bauteil eine Relativbewegung entstehen, durch welche bei herkömmlichen Gegenhaltern nicht nur Anhaftungen von Material, sondern bspw. auch Anlegierungen entstehen können. Bei der Erfindung ist dies nicht mehr oder zumindest kaum mehr der Fall. Solche Stanznietvorrichtungen haben besondere Vorteile im automobilen Karosserieleichtbau, da das Vibrations- bzw. Ultraschallstanznieten mit der entsprechend ausgelegten Anlagentechnik viele Fügeaufgaben im Bereich Materialmischbau erleichtert und neue Materialdickenkombinationen ermöglicht. Jedoch kann eine Stanznietvorrichtung mit Vibrationsunterstützung auch in anderen Bereichen (wie beispielsweise in der Luftfahrtindustrie oder im Seilbahn- und Gondelbau) und/oder zum Fügen anderer Materialein vorteilhaft verwendet werden. Mittels Vibrationen beim Stanznieten werden die für den Nietprozess erforderlichen, i.d.R. sehr hohen, Prozesskräfte erheblich reduziert. Daraus resultieren vor allem Prozessvorteile (wie beispielsweise die Verbesserung des Schnittprozess bzw. der Materialtrennung beim Stanzen, die Veränderung, des plastischen Formänderungsvermögens von Werkstoff (z.B. Al/Mg-Blech oder -Druckguss) und die Vermeidung kollabierender Nietelemente), wodurch das nietbare Materialspektrum erweitert werden kann. Vorzugsweise wird die Folie als Bogenware (d.h. vereinzelte Stücke) oder als Rollenware (d.h. endlose Bahn) bereitgestellt. Eine bevorzugte Stanznietvorrichtung weist eine zugehörige Folieneinbringeinrichtung auf, um die Folienbögen bzw. Folienbahn zwischen Bauteil und Gegenhalter einzubringen.Particularly advantageous is the introduction of a film for punch riveting with a vibrator, eg. An ultrasonic generator. In such punch riveting devices, a portion of the punch riveting apparatus is vibrated during the punch riveting operation so that the rivet can be more easily pressed into the components to be connected. Just by the vibrations or the ultrasound, a relative movement can arise between the counter-holder and the component adjacent thereto, through which not only adhesions of material, but, for example, also alloys can occur in conventional counter-holders. In the invention, this is no longer or at least hardly the case. Such punch riveting have special advantages in automotive lightweight body construction, since the vibration or ultrasonic punch riveting facilitates with the appropriately designed equipment many joining tasks in the field of material mixing and new material thickness combinations possible. However, a punch riveter with vibration support may also be used to advantage in other areas (such as in the aerospace industry or in cable car and gondola construction) and / or for joining other materials. By means of punching riveting, the process forces required for the riveting process, usually very high, are considerably reduced. This results in particular process advantages (such as the improvement of the cutting process or the material separation during punching, the change, the plastic deformation capacity of material (eg Al / Mg sheet metal or die-cast) and the avoidance of collapsing rivet elements), which extends the rivetable material spectrum can be. Preferably, the film is provided as sheets (ie, singulated pieces) or as rolls (ie, endless web). A preferred punch riveting apparatus has an associated foil insertion device in order to introduce the foil sheets or foil web between the component and the counterholder.
Vorzugsweise weist die Folie Metall auf. Eine Metallfolie ist relativ robust und reißfest und kann einen direkten Kontakt zwischen Bauteil und Gegenhalter sicher verhindern. Alternativ oder zusätzlich kann die Folie Kunststoff (z.B. PTFE (Teflon))) aufweisen. Kunststoff ist üblicherweise kostengünstiger als Metall und aufgrund seiner geringen Dichte leichter in der Handhabung.Preferably, the foil has metal. A metal foil is relatively robust and tear-resistant and can reliably prevent direct contact between component and counter-holder. Alternatively or additionally, the film may comprise plastic (e.g., PTFE (Teflon)). Plastic is usually less expensive than metal and easier to handle due to its low density.
Besonders geeignet ist die Verwendung einer trennmittelbehafteten Folie, wie z.B. eine auf keramischer oder polymerer Basis (z.B. PTFE) beschichtete (Metall-)Folie), welche die Funktion einer beständigen Trennung der ursprünglichen Kontaktpaarung 'Gegenhalter-Bauteil' übernimmt. Durch die Isolation der Kontaktpaarung zwischen Gegenhalter und Bauteil werden Anhaftungen in dem Gegenhalter vermieden.Particularly suitable is the use of a release-containing film, such as e.g. a ceramic or polymer based (e.g., PTFE) coated (metal) foil), which performs the function of a permanent separation of the original 'mating component' contact mating. Due to the isolation of the contact pairing between the counterholder and the component, adhesions in the counter holder are avoided.
Weiterhin können geeignete Schmierstofffolien (beispielsweise (Metall-)Foliensysteme mit Graphit-, Wachs- oder Öl-Beschichtung) an der Kontaktpaarung zwischen Gegenhalter und Bauteil eine zusätzliche Gleithilfe schaffen und dadurch eine Reibungsreduktion, gekoppelt mit einer Fügekraftreduktion, erreichen.Furthermore, suitable lubricant films (for example, (metal) film systems with graphite, wax or oil coating) on the contact pair between counter-holder and component provide additional sliding assistance and thereby achieve a friction reduction coupled with a Fügekraftreduktion.
Vorzugsweise wird jeder Folienabschnitt (d.h. während des Verbindens der wenigstens zwei Bauteile mit dem Gegenhalter in Kontakt stehender Abschnitt der Folie) nur für einen einzigen Stanznietvorgang verwendet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein durch einen Stanznietvorgang möglicherweise beschädigter bzw. verunreinigter Folienabschnitt erneut verwendet wird und zu einer Schädigung oder Verunreinigung des Bauteils und/oder des Gegenhalters führt.Preferably, each film section (ie, during the joining of the at least two components with the counter-holder in contact portion of the film) is used only for a single punch riveting operation. In this way you can prevent a through a punch riveting operation, possibly damaged or contaminated film section is reused and leads to damage or contamination of the component and / or the counter-holder.
In einer weiteren Ausführung ist die Folie auch als Korrosionsschutz am Produkt einsetzbar, d.h. der Abschnitt der Folie verbleibt an dem Bauteil. Als Beispiel könnte eine dünne Edelstahlfolie (z.B. WNr. 1.4301 oder 1.4303 oder 1.4567), mit ca. 25µm Foliendicke) oder eine andere korrosionsbeständige Folie verwendet werden.In a further embodiment, the film can also be used as corrosion protection on the product, i. the portion of the film remains on the component. As an example, a thin stainless steel foil (e.g., No. 1.4301 or 1.4303 or 1.4567), with about 25 μm film thickness) or another corrosion resistant foil could be used.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
- Figuren 1a bis 1dFIGS. 1a to 1d
- zeigen eine Stanznietvorrichtung bei verschiedenen Phasen eines Stanznietvorgangs.show a punch riveting apparatus at various stages of a punch riveting operation.
- Figur 2FIG. 2
- zeigt schematisch in einer Seitenansicht einen Ausschnitt einer Stanznietvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem Folienbogen.shows schematically in a side view a section of a punch riveting device according to a first embodiment of the invention with a foil sheet.
- Figur 3FIG. 3
- zeigt schematisch in einer Seitenansicht einen Ausschnitt einer Stanznietvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einer Folienrolle.shows schematically in a side view a section of a punch riveting device according to a second embodiment of the invention with a film roll.
In den
Der Stempel 15 ist von einem hülsenförmigen Niederhalter 16 radial umgeben und relativ zu diesem in Längsrichtung beweglich angeordnet. Insbesondere ist der Stempel 15 mit einem hier nicht dargestellten Antrieb, bspw. einem hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, gekoppelt, der dazu dient, eine zum Eindrücken eines Niets 20 in die beiden Bauteile 11, 12 benötigte Kraft F aufzubringen.The
Ebenfalls ist der Niederhalter 16 dazu eingerichtet, gegen die Oberfläche des dem Stempel 15 zugewandten Bauteils 11 mit einer Niederhaltekraft zu drücken. Hierzu kann bspw. ein eigener Antrieb vorgesehen sein. Jedoch kann der Niederhalter auch an den Antrieb des Stempels 15 gekoppelt sein, bspw. mittels einer Feder.Also, the hold-
Auf der dem Stempel 15 und dem Niederhalter 16 gegenüberliegenden Seite der beiden Bauteile 11, 12 ist ein erfindungsgemäßer Gegenhalter 18, der hier als Matrize wirkt, angeordnet. Der Stempel 15 und die Matrize 18 sind in Richtung einer Längsachse 19, in deren Richtung auch der Niederhalter 16 beweglich angeordnet sind, relativ zueinander bewegbar. Der Niederhalter 16 und die Matrize 18 dienen dazu, die beiden Bauteile 11, 12 zwischen dem Niederhalter 16 und der Matrize 18 während der Bearbeitung durch den Stempel 15 einzuspannen bzw. zusammenzudrücken. Die Matrize 18 weist auf der dem Bauteil 12 zugewandten Seite eine einen Bereich 21 mit einer ebenen Oberfläche auf, von der eine mulden- bzw. kuhlenförmige Ausnehmung 22 ausgeht.On the
In den
Der Niet 20 besteht bevorzugt aus einem gegenüber den Werkstoffen der beiden Bauteile 11, 12 härteren Material, zumindest im Bereich des Nietschaftes 24. Die dem Bauteil 11 abgewandte, ebene Oberseite 26 ist in Wirkverbindung mit dem Stempel 15 angeordnet, der an der Oberseite 26 des Niets 20 flächig anliegt.The
Der Stempel 15 ist mit einem Schwingungserzeuger 30 zur Erzeugung von Schwingungen bzw. Vibrationen wirkverbunden. Insbesondere werden mittels des Schwingungserzeugers 30 Ultraschallschwingungen mit einer Schwingweite (Abstand zwischen maximaler positiver und negativer Amplitude einer Schwingung) zwischen 10 µm und 110 µm (bzw. einer Amplitude zwischen 5 µm und 55 µm) und einer Frequenz zwischen 15 kHz und 35 kHz erzeugt.The
Diese Schwingungen werden von dem Schwingungserzeuger 30 über den Stempel 15 in den Niet 20 eingekoppelt. Die Einkopplungsrichtung der Vibrationen des Schwingungserzeugers 30 kann dabei bspw. parallel zur Längsachse 19, das heißt parallel zur Fügerichtung des Niets 20 in die Bauteile 11, 12 erfolgenThese vibrations are coupled by the
Die in
In einer in
Während des weiteren Bewegungswegs bzw. der weiteren Abwärtsbewegung des Niets 20 entsprechend der
Dabei ist zu erkennen, dass entsprechend der
Nachdem der Niet 20 die in der
In den
Die Stanznietvorrichtungen 101 und 102 sind in einem Zustand dargestellt, in welchem die Matrize 18 jeweils von den zu verbindenden Bauteilen 11 und 12 nach unten abgerückt dargestellt ist. Üblicherweise jedoch ist die Matrize relativ zu einem Gestell (z.B. Zange) der Stanznietvorrichtung nicht beweglich, sondern der Stempel und der Niederhalter.The punch
Jeweils zwischen dem der Matrize 18 zugewandten Bauteil 12 und der Matrize 18 ist eine Folie 41 bzw. 42 eingebracht. Bei der Stanznietvorrichtung 101 ist die Folie 41 als Bogenware bereitgestellt, wohingegen bei der Stanznietvorrichtung 102 die Folie 42 als Rollenware bereitgestellt ist.In each case between the die 18 facing the
Bei der Stanznietvorrichtung 101 werden demnach vereinzelte Folienbögen 41 zwischen Bauteil 12 und Matrize 18 eingebracht, um einen direkten Kontakt zwischen Bauteil 12 und Matrize 18 beim Stanznietvorgang zu vermeiden. Für die Folienbögen 41 ist eine Folieneinbringeinrichtung 411 vorgesehen, die die vereinzelten Folienbögen beispielsweise mittels Rollen oder Greifarmen zwischen das Bauteil 12 und die Matrize 18 einbringt.In the punch
Im Unterschied hierzu weist die Stanznietvorrichtung 102 eine Folieneinbringeinrichtung 421 auf, die im gezeigten Beispiel mehrere Walzen aufweist, über die die bahnförmige Folie (Folienbahn) 42 geführt wird. Im Einzelnen sind eine Abwickelwalze 422, zwei Umlenkwalzen 423 und eine Aufwickelwalze 424 gezeigt.In contrast to this, the punch
Den dargestellten Ausführungsformen ist gemein, dass ein jeweiliger Folienabschnitt, der bei einem Stanznietvorgang mit der Matrize 18 in Kontakt kommt, nur für einen einzigen Stanznietvorgang verwendet und nach diesem Stanznietvorgang der Folienabschnitt zwischen dem Bauteil 12 und der Matrize 18 wieder entfernt wird. Bei der Stanznietvorrichtung 101 kann der Abschnitt A jeweils einen gesamten Folienbogen 41 umfassen, bei der Stanznietvorrichtung 102 umfasst der Abschnitt jeweils einen Abschnitt A auf der Folienbahn 42.The illustrated embodiments have in common that a respective foil section, which comes into contact with the die 18 in a punch riveting operation, is used only for a single punch riveting operation and after this punch riveting operation the foil section between the
Claims (11)
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