DE10061635A1

DE10061635A1 - Umform- und Fügeverfahren von zumindest zwei Bauteilen und Vorrichtung

Info

Publication number: DE10061635A1
Application number: DE10061635A
Authority: DE
Inventors: Reinhart Mauermann; Rainer Franke
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2020-12-12
Also published as: EP1346159A1; WO2002048556A1; DE10061635B4

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen, die zumindest teilweise in Anlage zueinander in einem Fügebereich gebracht sind, wobei eine erste Kraft auf ein erstes der Bauteile in dem Fügebereich der Bauteile aufgebracht wird, eine zweite Kraft auf ein zweites dieser Bauteile aufgebracht wird, und diese Bauteile durch die erste und zweite Kraft in dem Fügebereich plastisch verformt werden, um die Bauteile miteinander zu verbinden, wobei die zweite Kraft durch ein Druckmedium auf das zweite Bauteil aufgebracht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bautei len und sowie ein Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen und zum Umfor men von zumindest einem der Bauteile, sowie eine Vorrichtung zum Fügen von zumin dest zwei Bauteilen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, in dem/der zumindest zwei Bauteile durch plastische Verformung der selben miteinander verbunden werden.

Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren und eine Vorrichtung von sich überlappen der, insbesondere plattenförmiger Bauteile bekannt, wobei eine Fügeverbindung zwi schen den Bauteilen durch das sogenannte Halbhohlstandsnieten mit einem Hilfsfügeteil oder durch das sogenannte Clinchen oder Durchsetzfügen ohne ein entsprechendes Hilfsfügeteil erreicht wird.

Bei beiden Verfahren wird ein Überlappungsbereich der Bauteile zwischen einem Stem pel und einer Matrize angeordnet. Dieser Stempel wird dann in den Fügebereich der bei den Bauteile mit hoher Kraft eingedrückt, wobei sich beide Bauteile plastisch verformen. Die Matrize ist dabei so ausgebildet, daß eine Verformung der beiden Bauteile im Füge bereich derart erfolgt, daß sich Hinterschneidungsbereiche zwischen den Bauteilen aus bilden. Diese Ausbildung dieser Hinterschneidungsbereiche wird durch eine Taumelbe wegung des Stempels um seine Längsachse begünstigt.

Bei der Verwendung eines Hilfsfügeteiles weist dieses bereits selbst Hinterschneidungs bereiche auf, und es wird durch die beiden Bauteile im Fügebereich umschlossen, wenn das Hilfsfügeteil durch den Stempel in die Bauteile gedrückt wird und diese sich plastisch verformen.

Bei den bekannten Verfahren wird durch den Stempel von einer Seite eine Fügekraft auf die beiden Bauteile aufgebracht und die Matrize auf der gegenüberliegenden Seite dient dazu, diese Fügekraft abzustützen. Diese Verfahren können verwendet werden, wenn beide Seiten der zu verbindenden Bauteile zugänglich sind, um sowohl Stempel als auch Matrize entsprechend anzuordnen. Da der Stempel auf die Matrize ausgerichtet sein muß, werden sogenannte C-Bügel verwendet, um Stempel und Matrize zu positionieren.

Weiterhin ist ans dem Stand der Technik das sogenannte Hydroforming bekannt. Beim Hydroforming werden Bauteile, insbesondere Rohre oder dergleichen, in einem Form werkzeug angeordnet und die Innenfläche dieser Bauteile mit einem relativ hohen Druck beaufschlagt. Dadurch verformt sich das Bauteil plastisch und kommt in Anlage mit einer Formfläche des Formwerkzeuges. Als Druckmedium wird dabei beispielsweise ein Hochdruckfluid verwendet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteiler, ein Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen und zum Um formen von zumindest einem der Bauteile, sowie eine Vorrichtung zum Fügen von zwei Bauteilen anzugeben, wobei der Fügevorgang in einfacher und kostengünstiger Weise durchgeführt werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3.

Weiterhin wird diese Aufgabe gemäß dem Vorrichtungsaspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 20.

Durch die Verwendung eines Druckmediums zum Aufbringen der zweiten Kraft ist es auf vorteilhafte Weise möglich, Bauteile zu fügen, wobei eine direkte mechanische Zugäng lichkeit nur von einer Seite notwendig ist. Dadurch kann die Anzahl der Teile der eigentli chen Fügevorrichtung verringert werden.

Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 3 ein Fügen der Bauteile und ein Umformen von zumindest einem der Bauteile in einem Verfahren er reicht werden, ohne daß ein zeitaufwendiger Wechsel der Bearbeitungsmaschinen not wendig ist.

Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Ver bindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei das Fügen mit einem Hilfsfügeteil durchgeführt wird,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei das Fügen ohne Hilfsfügeteil durchgeführt wird.

Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Ausführungsbeispiel erläutert. In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Formwerkzeuges gezeigt. Dieses Formwerkzeug weist ein erstes Formteil 7 und ein zweites Formteil 6 auf. Beide Formteile 6, 7 sind nur abschnittsweise, d. h. nicht voll ständig dargestellt.

In dem Formwerkzeug 6, 7 sind zwei Bauteile 3, 4 angeordnet. Diese Bauteile 3, 4 be stehen aus plastisch verformbarem Material, wie beispielsweise Stahl. In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befinden sich Teile oder Abschnitte der genannten Bauteile 3, 4 in Anlage zueinander. Der Fügebereich zum Fügen dieser beiden Bauteile 3, 4 ist Teil die ses Anlagebereiches. Das erste Bauteil 4 ist zwischen den ersten und zweiten Formtei len 7, 6 angeordnet und wird durch diese gehalten. Das zweite Bauteil 3 ist in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand in Anlage mit einer Formfläche des ersten Formteiles 7 und des ersten Bauteils 4.

Das zweite Formteil 6 weist eine Öffnung auf, die sich konisch zum Fügebereich hin er streckt. In dieser Öffnung ist ein Fügestempel 1 angeordnet. Diese Fügestempel 1 ist um seine Längsachse, d. h. um eine vertikale Mittelachse in der Öffnung bewegbar, um eine Taumelbewegung um diese Mittelachse auszuführen. Diese Taumelbewegung kann tan gential, zum Beispiel auf eine Kreisbewegung radial vom Mittelpunkt nach außen, z. B. auf einer Schwenkbewegung und in einer kombinierten Bewegung tangential/radial, z. B. in einer sogenannten Rosettenkinematik erfolgen. Der Winkel 6a der Öffnung ist gleich dem Taumelwinkel 1a des Fügestempels 1 gewählt.

Zum Fügen bzw. Verbinden der beiden Bauteile 3, 4 ist in Fig. 1 ein Hilfsfügeteil 5 ge zeigt, wobei die Verbindungsfestigkeit im wesentlichen durch die Hinterschneidung 8 am Fügepunkt erreicht wird.

Ein Druckmedium, wie beispielsweise ein Hochdruckfluid wird auf die eine Seite des zweiten Bauteiles 3, wie dies durch die Pfeile 2 in Fig. 1 angedeutet ist, zugeführt. Dieses Hochdruckfluid (Drucköl) wird durch eine Druckmediumzuführungseinrichtung der gesamten Innenfläche des zweiten Bauteils 3 zugeführt.

In Fig. 1 ist der Endzustand der gefügten bzw. umgeformten Bauteile gezeigt. Nachfol gend werden Verfahren erläutert, um die in Fig. 1 gezeigten Bauteile 3, 4 im gefügten Zustand zu erhalten.

Nachfolgend wird ein Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel (aktive Vari ante - mit axialer Stempelbewegung) erläutert. Bei diesem Verfahren befindet sich das erste Bauteil 4 zwischen dem ersten und zweiten Formteil 7, 6 des Formwerkzeugs. Das zweite Bauteil 3 ist in Anlage mit der Formfläche des ersten Formteils und in Anlage mit einem Abschnitt des ersten Bauteils 4. Die Innenseite des zweiten Bauteils 3 wird durch das Druckmedium mit einem hohen Druck beaufschlagt, der gleichmäßig auf die ge samte Innenfläche des zweiten Bauteils 3 wirkt. Beim Fügen von Bauteilen aus Stahl beträgt dieser Innendruck z. B. ca. 4000 bar.

Das Hilfsfügeteil 5 ist in der Öffnung des zweiten Formteiles angeordnet und liegt auf der Außenfläche des ersten Bauteils 4 an, ohne zunächst in dieses einzudringen. Das Hilfs fügeteil 5 wird durch den Stempel 1 zunächst in das erste Bauteil 4 und dann in das zweite Bauteil 3 eingedrückt. Dabei führt der Fügestempel 1 eine taumelnde Bewegung aus, so daß die Fügekraft auf kontinuierlich aufeinanderfolgende partielle Bereiche des Fügebereiches aufgebracht wird. Neben der Taumelbewegung führt der Stempel 1 eine Vorschubbewegung aus, um das Hilfsfügeteil 5 einzudrücken. Durch diese Fügekraft und die durch das Druckmedium erzeugte Gegenkraft werden die Bauteile plastisch verformt, wobei diese das Hilfsfügeteil 5, wie in Fig. 1 gezeigt, umschließen. Die Druckkraft durch das Druckmedium wird dabei in Abhängigkeit der Fügekraft durch den Stempel 1 ge steuert.

Nachfolgend werden zwei weitere Ausführungsbeispiele (passive Variante - ohne axiale Stempelbewegung) des Verfahrens erläutert. Gemäß diesem weiteren Ausführungsbei spiel befindet sich das Hilfsfügeteil 5 in einer Position relativ zu dem Formwerkzeug, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Im Fügebereich der beiden Bauteile 3, 4 sind entsprechende Ausstülpungen (nicht gezeigt) an dem ersten und zweiten Bauteil 4, 3 vorgesehen, um das Hilfsfügeteil locker in der Ausstülpung des ersten Bauteils 4 aufzunehmen, wobei diese Ausstülpung des ersten Bauteils 4 in einer Ausstülpung des zweiten Bauteils 3 aufgenommen ist. In diesem Zustand bilden diese Ausstülpungen und das Hilfsfügeteil keine Hinterschneidungen, so daß keine feste Verbindung zwischen den Teil vorliegt.

Der Fügestempel ist in diesem Ausführungsbeispiel in Richtung der Längsachse fest und dient somit als Anschlag für das Hilfsfügeteil 5. Wie im vorgenannten Ausführungsbei spiel führt der Fügestempel 1 eine Taumelbewegung aus, um eine Abstützkraft auf kon tinuierlich aufeinanderfolgende partielle Bereiche des Fügebereichs aufzubringen. Wird nun ein hoher Druck, wie in dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, auf die Innenseite des zweiten Bauteils aufgebracht, so werden die genannten Ausstülpungen plastisch verformt und umschließen das Hilfsfügeteil 5, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

In den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist das zweite Bauteil 3 in seiner Aus gangslage bereits in Anlage mit der Innenfläche des Formteils 7 sowie des ersten Bau teils 4. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (passive Variante - ohne axiale Stem pelbewegung) ist das zweite Bauteil 3 zunächst nicht in Anlage mit dem Formteil 7 und/oder dem ersten Bauteil 4. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Druckfluid unter hohem Druck auf die Innenfläche des zweiten Bauteils 3 aufgebracht. Durch diesen ho hen Druck verformt sich das zweite Bauteil 3 plastisch und nimmt eine Form gemäß der Formfläche des Formwerkzeuges 6, 7 an. Dieser Verfahrensschritt entspricht in seinen Grundzügen dem bekannten Hydroforming von Bauteilen. Dadurch kann eine ge wünschte Form des zweiten Bauteiles 3 erreicht werden.

Durch diese Hydroforming des zweiten Bauteiles 3 kommt dieses Bauteil in Anlage mit dem Formwerkzeug und dem ersten Bauteil 4, so daß die jeweiligen Ausgangslagen für die Verfahren der vorgenannten Ausführungsbeispiele erreicht wird. Anschließend kann das Fügen durch eines der vorgenannten Verfahren durchgeführt werden.

Bei dem Fügeverfahren in Verbindung mit dem Hydroforming können diese Verfahrens schritte sowohl nacheinander als auch im wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden.

In Fig. 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Formwerkzeug 6, 7 im wesentlichen gleich wie das Formwerkzeug gemäß Fig. 1 ausgebildet und es wird auf die entsprechenden Erläuterungen verwiesen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Bauteile 3, 4 miteinander verbunden (gefügt), ohne daß ein Hilfsfügeteil verwendet wird. Fig. 2 zeigt einen kombinierten Halbschnitt, wobei die rechte Seite die Endphase des Fügevorgangs zeigt und die linke Seite ein Ausfüh rungsbeispiel zeigt, bei dem vor dem Fügevorgang das zweite Bauteil 3 durch den In nenhochdruck plastisch verformt wird, bevor das Fügen erfolgt.

Nachfolgend wird ein Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (aktive Va riante - mit axialer Stempelbewegung) erläutert. Bei diesem Verfahren befindet sich das erste Bauteil 4 zwischen dem ersten und zweiten Formteil 7, 6 des Formwerkzeugs. Das zweite Bauteil 3 ist in Anlage mit der Formfläche des ersten Formteils und in Anlage mit einem Abschnitt des ersten Bauteils 4. Die Innenseite des zweiten Bauteils 3 wird durch das Druckmedium mit einem hohen Druck beaufschlagt, der gleichmäßig auf die ge samte Innenfläche des zweiten Bauteils 3 wirkt. Beim Fügen von Bauteilen aus Stahl beträgt dieser Innendruck z. B. ca. 4000 bar.

Der Fügestempel 1 wird in das erste Bauteil 4 und dann in das zweite Bauteil 3 einge drückt. Dabei führt der Fügestempel 1 eine taumelnde Bewegung aus, so daß die Fü gekraft auf kontinuierlich aufeinanderfolgende partielle Bereiche des Fügebereiches auf gebracht wird. Neben der Taumelbewegung führt der Stempel 1 eine Vorschubbewe gung aus. Durch diese Fügekraft und die durch das Druckmedium erzeugte Gegenkraft werden die Bauteile plastisch verformt, wobei sich die Hinterschneidung 8 zwischen den Bauteilen 3, 4, wie in Fig. 2 gezeigt, ausbildet. Die Druckkraft durch das Druckmedium wird dabei in Abhängigkeit der Fügekraft durch den Stempel 1 gesteuert.

In dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ist das zweite Bauteil 3 in seiner Ausgangsla ge bereits in Anlage mit der Innenfläche des Formteils 7 sowie des ersten Bauteils 4. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (passive Variante - ohne axiale Stempelbewe gung)ist das zweite Bauteil 3 zunächst nicht in Anlage mit dem Formteil 7 und/oder dem ersten Bauteil 4. Der Fügestempel führt dabei keinen axialen Vorschub aus. Er hat schon am Beginn des Vorganges die Stellung, wie in Fig. 2 auf der rechten Seite gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Druckfluid unter hohem Druck auf die Innenfläche des zweiten Bauteils 3 aufgebracht. Durch diesen hohen Druck verformt sich das zweite Bauteil 3 plastisch und nimmt eine Form gemäß der Formfläche des Formwerkzeuges an. Dieser Verfahrensschritt entspricht in seinen Grundzügen dem bekannten Hydrofor ming von Bauteilen. Dadurch kann eine gewünschte Form des zweiten Bauteiles 3 er reicht werden.

Durch dieses Hydroforming des zweiten Bauteiles 3 kommt dieses Bauteil in Anlage mit dem Formwerkzeug und dem ersten Bauteil 4. Während der Umformung mit dem Fluid wird durch den taumelnden Fügestempel 1 passiv die Verbindung der Bleche realisiert.

Bei dem Fügeverfahren in Verbindung mit dem Hydroforming, wie in Fig. 2 gezeigt, werden diese Verfahrensschritte nacheinander (aktive Variante) als auch im wesentli chen gleichzeitig (passive Variante) durchgeführt

Die Ausführungsbeispiele zeigen Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen 3, 4, die zumindest teilweise in Anlage zueinander in einem Fügebereich gebracht sind, wobei eine erste Kraft auf ein erstes 4 der Bauteile in dem Fügebereich der Bauteile 3, 4 aufgebracht wird, eine zweite Kraft auf ein zweites 3 dieser Bauteile aufgebracht wird, und diese Bauteile 3, 4 durch die erste und zweite Kraft in dem Fügebereich plastisch verformt werden um die Bauteile 3, 4 miteinander zu verbinden, wobei die zweite Kraft durch ein Druckmedium auf das zweite Bauteile 3 aufgebracht wird.

In Verbindung mit Hydroforming werden diese Bauteile 3, 4 in einem Formwerkzeug 6, 7 angeordnet werden, wobei zumindest das zweite Bauteil 3 durch das Druckmedium plastisch in eine durch das Formwerkzeug 6, 7 vorgegebene Form verformt wird und die Bauteile 3, 4 in dem Fügebereich in Anlage zueinander gebracht werden, und diese Bauteile 3, 4 während des Fügens in dem Formwerkzeug 6, 7 sind.

Wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt umfaßt das Verfahren zum Fügen von zumin dest zwei Bauteilen 3, 4 und zum Umformen von zumindest einem der Bauteile mit einem Formwerkzeug 6, 7 zur Aufnahme dieser Bauteile 3, 4, wobei ein zweites 3 der Bauteile mit einem Druckmedium beaufschlagt wird, zumindest dieses zweite Bauteil 3 durch das Druckmedium zumindest teilweise plastisch in eine durch das Formwerkzeug 6, 7 vorge gebene Form verformt wird und die Bauteile 3, 4 zumindest in einem Fügebereich in An lage miteinander gebracht werden. Eine erste Kraft wird auf ein erstes 4 der Bauteile in dem Fügebereich der Bauteile 3, 4 aufgebracht, eine zweite Kraft wird auf ein zweites 3 dieser Bauteile aufgebracht, und diese Bauteile 3, 4 werden durch die erste und zweite Kraft in dem Fügebereich plastisch Verformt um die Bauteile 3, 4 miteinander zu verbin den, wobei die zweite Kraft durch das Druckmedium auf das zweite Bauteile 3 aufge bracht wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das zweite Bauteil 3 durch die plastische Ver formung in die vorgegebene Form in Anlage mit dem Formwerkzeug 6, 7 gebracht. Die plastische Verformung des zweiten Bauteiles 3 in die vorgegebene Form und das Fügen der Bauteile 3, 4 wird im wesentlichen gleichzeitig durchgeführt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Verformung des zweiten Bauteiles 3 in die vorgegebene Form vor dem Fügen der Bauteile 3, 4 durchgeführt.

Ein Druck des Druckmediums zur plastischen Verformung des zweiten Bauteils (3) in die vorgegebene Form wird steuerbar aufgebracht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Hilfsfügeteil 5 vorgesehen, wobei dieses Hilfsfügeteil 5 durch die erste Kraft beaufschlagt wird und durch die plastische Verfor mung der Bauteile 3, 4 während dem Fügen von diesen umschlossen wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Kraft, die auf das erste Bauteil 4 aufge bracht wird, eine Fügekraft, und die zweite Kraft, die durch das Druckmedium auf das zweite Bauteil (3) aufgebracht wird, eine Gegenkraft zu der Fügekraft. Die Gegenkraft wird durch das Druckmedium in Abhängigkeit von der Fügekraft gesteuert. Die Fügekraft wird durch einen Fügestempel 1 aufgebracht. Der Fügestempel 1 führt eine Taumelbewegung aus, um die Fügekraft kontinuierlich aufeinanderfolgend auf partielle Bereiche des Fügebereiches aufzubringen. Der Fügestempel 1 führt bezüglich seiner Längsachse eine Vorschubbewegung aus.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die zweite Kraft, die durch das Druck medium auf das zweite Bauteil 3 aufgebracht wird, eine Fügekraft, und die erste Kraft wird durch eine mechanische Abstützung aufgebracht. Die mechanische Abstützung er folgt durch einen Fügestempel 1. Der Fügestempel 1 führt eine Taumelbewegung aus, um die erste Kraft kontinuierlich aufeinanderfolgend auf partielle Bereiche des Fügebe reiches aufzubringen. Der Fügestempel 1 ist bezüglich einer Bewegung entlang seiner Längsachse fest.

Das Druckmedium ist ein Hochdruckfluid, und für Bauteile aus Stahl ist ein Druck des Hochduckfluids ca. 4000 bar.

Die Ausführungsbeispiele zeigen eine Vorrichtung zum Fügen von zumindest zwei Bau teilen 3, 4, mit einem Formwerkzeug 6, 7 zum Aufnehmen der Bauteile 3, 4, einem Fü gestempel 1, der sich durch eine Öffnung in dem Formwerkzeug 6, 7 erstreckt, und einer Druckmedium-Zuführungseinrichtung zu zuführen eines Druckmediums in das Form werkzeug 6, 7, wobei der Fügestempel 1 zum Aufbringen einer erste Kraft auf ein erstes 4 der Bauteile in einem Fügebereich der Bauteile 3, 4 vorgesehen ist, wenn diese zumin dest teilweise in Anlage zueinander im Fügebereich sind, und das Druckmedium zum Aufbringen einer zweite Kraft auf ein zweites 3 dieser Bauteile vorgesehen ist, und die Bauteile 3, 4 durch die erste und zweite Kraft in dem Fügebereich plastisch verformbar und miteinander verbindbar sind.

Gemäß der Ausführungsbeispiele ist der Fügestempel 1 bewegbar um seine Längsach se vorgesehen, zum Durchführen einer Taumelbewegung um diese Längsachse. Die Öffnung in dem Formwerkzeug 6, 7 weist einen Öffnungswinkel auf, der einem Taumel winkel des Fügestempels 1 entspricht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Fügestempel 1 bezüglich seiner Längsachse in Vorschubrichtung bewegbar.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Fügestempel 1 bezüglich einer Be wegung entlang seiner Längsachse fest ist.

Das Formwerkzeug 6, 7 weist eine Formfläche auf, wobei zumindest das zweite Bauteil 3 durch das Druckmedium plastisch verformbar ist, in Abhängigkeit der Formfläche. Das Formwerkzeug 6, 7 weist zumindest zwei Formteile auf, ein erster Formteil 7 weist die Formfläche auf, und ein zweiter Formteil 6 weist die Öffnung auf, das zweite Formteil 6 ist zum Halten des ersten Bauteils 4 vorgesehen.

Weiterhin ist eine Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des Druckes Druckmediums vorgesehen, und das Druckmedium ist ein Hochdruckfluid.

Claims

1. Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen (3, 4), die zumindest teil weise in Anlage zueinander in einem Fügebereich gebracht sind, wobei eine erste Kraft auf ein erstes (4) der Bauteile in dem Fügebereich der Bauteile (3, 4) aufgebracht wird, eine zweite Kraft auf ein zweites (3) dieser Bauteile aufge bracht wird, und diese Bauteile (3, 4) durch die erste und zweite Kraft in dem Fügebereich plastisch verformt werden um die Bauteile (3, 4) miteinander zu verbünden, wobei die zweite Kraft durch ein Druckmedium auf das zweite Bau teil (3) aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bauteile (3, 4) in einem Formwerkzeug (6, 7) angeordnet werden, wobei zumindest das zweite Bauteil (3) durch das Druckmedium plastisch in eine durch das Form werkzeug (6, 7) vorgegebene Form verformt wird und die Bauteile (3, 4) in dem Fügebereich in Anlage zueinander gebracht werden, und diese Bauteile (3, 4) während des Fügens in dem Formwerkzeug (6, 7) sind.

3. Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen (3, 4) und zum Umformen von zumindest einem der Bauteile mit einem Formwerkzeug (6, 7) zur Aufnah me dieser Bauteile (3, 4), wobei
ein zweites (3) der Bauteile mit einem Druckmedium beaufschlagt wird, zumin dest dieses zweite Bauteil (3) durch das Druckmedium zumindest teilweise plastisch in eine durch das Formwerkzeug (6, 7) vorgegebene Form verformt wird und die Bauteile (3, 4) zumindest in einem Fügebereich in Anlage mitein ander gebracht werden, wobei
eine erste Kraft auf ein erstes (4) der Bauteile in dem Fügebereich der Bauteile (3, 4) aufgebracht wird, eine zweite Kraft auf ein zweites (3) dieser Bauteile aufgebracht wird, und diese Bauteile (3, 4) durch die erste und zweite Kraft in dem Fügebereich plastisch Verformt werden um die Bauteile (3, 4) miteinander zu verbinden, wobei die zweite Kraft durch das Druckmedium auf das zweite Bauteile (3) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (3) durch die plastische Verformung in die vorgegebene Form in Anlage mit dem Formwerkzeug (6, 7) gebracht wird.

5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die plastische Verformung des zweiten Bauteiles (3) in die vor gegebene Farm und das Fügen der Bauteile (3, 4) im wesentlichen gleichzeitig durchgeführt wird.

6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verformung des zweiten Bauteiles (3) in die vorgegebene Form vor dem Fügen der Bauteile (3, 4) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Druck des Druckmediums zur plastischen Verformung des zweiten Bauteils (3) in die vorgegebene Form steuerbar aufgebracht wird.

8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Hilfsfügeteil (5) vorgesehen ist, wobei dieses Hilfsfügeteil (5) durch die erste Kraft beaufschlagt wird und durch die plastische Verformung der Bauteile (3, 4) während dem Fügen von diesen umschlossen wird.

9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Kraft, die auf das erste Bauteil (4) aufgebracht wird, eine Fügekraft ist, und die zweite Kraft, die durch das Druckmedium auf das zweite Bauteil (3) aufgebracht wird, eine Gegenkraft zu der Fügekraft ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraft durch das Druckmedium in Abhängigkeit von der Fügekraft gesteuert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fü gekraft durch einen Fügestempel (1) aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fügestempel (1) eine Taumelbewegung ausführt, um die Fügekraft kontinuierlich aufeinan derfolgend auf partielle Bereiche des Fügebereiches aufzubringen.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fü gestempel (1) bezüglich seiner Längsachse eine Vorschubbewegung ausführt.

14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Kraft, die durch das Druckmedium auf das zweite Bauteil (3) aufgebracht wird, eine Fügekraft ist, und die erste Kraft durch eine mechanische Abstützung aufgebracht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Abstützung durch einen Fügestempel (1) erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Fügestempel (1) eine Taumelbewegung ausführt, um die erste Kraft kontinuierlich aufeinan derfolgend auf partielle Bereiche des Fügebereiches aufzubringen.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Fü gestempel (1) bezüglich einer Bewegung entlang seiner Längsachse fest ist.

18. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß das Druckmedium ein Hochdruckfluid ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für Bauteile aus Stahl ein Druck des Hochduckfluids ca. 4000 bar ist.

20. Vorrichtung zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen (3, 4), mit einem Form werkzeug (6, 7) zum Aufnehmen der Bauteile (3, 4), einem Fügestempel (1), der sich durch eine Öffnung in dem Formwerkzeug (6, 7) erstreckt, und einer Druckmedium-Zuführungseinrichtung zum Zuführen eines Druckmediums in das Formwerkzeug (6, 7), wobei der Fügestempel (1) zum Aufbringen einer ersten Kraft auf ein erstes (4) der Bauteile in einem Fügebereich der Bauteile (3, 4) vorgesehen ist, wenn diese zumindest teilweise in Anlage zueinander im Fügebereich sind, und das Druckmedium zum Aufbringen einer zweiten Kraft auf ein zweites (3) dieser Bauteile vorgesehen ist, und die Bauteile (3, 4) durch die erste und zweite Kraft in dem Fügebereich plastisch verformbar und mit einander verbindbar sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Fügestem pel (1) bewegbar um seine Längsachse vorgesehen ist, zum Durchführen einer Taumelbewegung um diese Längsachse.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in dem Formwerkzeug (6, 7) einen Öffnungswinkel aufweist, der einem Taumel winkel des Fügestempels (1) entspricht.

23. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fügestempel (1) bezüglich seiner Längsachse in Vor schubrichtung bewegbar ist.

24. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fügestempel (1) bezüglich einer Bewegung entlang seiner Längsachse fest ist.

25. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch ge kennzeichnet, daß das Formwerkzeug (6, 7) eine Formfläche aufweist, wobei zumindest das zweite Bauteil (3) durch das Druckmedium plastisch verformbar ist, in Abhängigkeit der Formfläche.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerk zeug (6, 7) zumindest zwei Formteile aufweist, ein erster Formteil (7) die Form fläche aufweist, und ein zweiter Formteil (6) die Öffnung aufweist, das zweite Formteil (6) zum Halten des ersten Bauteils (4) vorgesehen ist.

27. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des Druckes des Druckmediums vorgesehen ist.

28. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch ge kennzeichnet, daß das Druckmedium ein Hochdruckfluid ist.