DE102008024938A1

DE102008024938A1 - Stanznietwerkzeug

Info

Publication number: DE102008024938A1
Application number: DE102008024938A
Authority: DE
Inventors: Volker Peitz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-11-26
Also published as: GB0906695D0; GB2459557A; KR20090012097U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stanznietwerkzeug zum Herstellen einer Stanznietverbindung zwischen zwei Fügeteilen, mit einem Stempel zum Eindrücken eines Niets in das dem Stempel zugewandte Fügeteil und einer Matrize zum Abstützen des der Matrize zugewandten Fügeteils in einem dem Stempel gegenüberliegenden Bereich. Eine vereinfachte Qualitätssicherung ergibt sich, wenn die Matrize ein Negativ einer Markierung aufweist, die beim Eindrücken des Niets am matrizenseitigen Fügeteil ein Positiv der Markierung erzeugt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stanznietwerkzeug zum Herstellen einer Stanznietverbindung zwischen zwei oder mehr Fügeteilen. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit Hilfe eines derartigen Stanznietwerkzeugs hergestellte Stanznietverbindung zwischen zwei oder mehr Fügeteilen.
Beim Stanznieten können zwei Fügeteile miteinander fest verbunden werden, ohne dass vorher eine Öffnung in einem der Fügeteile angebracht werden muss. Beim Stanznieten wird ein Niet mit Hilfe eines Stempels in das dem Stempel zugewandte Fügeteil eingedrückt bzw. eingestanzt. In einem Bereich, in dem der Stempel den Niet in das stempelseitige Fügeteil eindrückt, unterstützt eine Matrize das der Matrize zugewandte Fügeteil. Der Stempel drückt somit den Niet gegen die Matrize. Dabei durchschneidet der Niet das stempelseitige Fügeteil und dringt in das matrizenseitige Fügeteil ein, wobei durch Aufspreizen des Niets der sogenannte Schließkopf gebildet wird. Hierbei kommt es zu einer plastischen Verformung der Fügeteile im Bereich der Nietverbindung, die innerhalb dieser Stanznietverbindung zu einem intensiven Formschluss der beiden Fügeteile führt.
Im Rahmen der Qualitätssicherung ist es von erhöhtem Interesse, möglichst viele Daten hergestellter Produkte zu kennen, insbesondere auch von Verbindungen innerhalb des Produkts. Es besteht daher ein Bedürfnis, auch bei Stanznietverbindungen Verbindungsdaten möglichst einfach überprüfen zu können.
Aus der DE 201 02 539 U1 ist es für das Herstellen von Blindnietverbindungen bekannt, beim Fügevorgang mit dem Fügewerkzeug am Kopf des Blindniets eine Markierung zu erzeugen. Ebenso kann mit dem Kopf des Nietwerkzeugs am werkzeugseitigen Fügeteil eine solche Markierung angebracht werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Stanznietwerkzeug sowie für eine Stanznietverbindung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch charakterisiert, dass sie eine vereinfachte Qualitätssicherung ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, mit Hilfe der Matrize des Stanznietwerkzeugs an dem der Matrize zugewandten Fügeteil eine Markierung durch Prägung zu erzeugen. Hierdurch kann besonders einfach das Stanznietwerkzeug, insbesondere die Matrize und ggf. zusätzliche fügetechnische Informationen, identifiziert werden, mit dem die jeweilige Stanznietverbindung hergestellt worden ist. Insbesondere können somit Verbindungsdaten, wie zum Beispiel Niettyp und Stanznietwerkzeug ohne Zerstörung der Stanznietverbindung und somit ohne Beschädigung des Produkts überprüft werden.
Erreicht wird dies bei der Erfindung dadurch, dass die Matrize mit einem Negativ einer Markierung ausgestattet wird, die beim Eindrücken des Niets am matrizenseitigen Fügeteil durch Prägung ein Positiv dieser Markierung erzeugt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Matrize eine Kavität aufweisen, in die beim Eindrücken des Niets Material des matrizenseitigen Fügeteils hinein fließt. Das Negativ der Markierung kann nun in dieser Kavität angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Markierungsnegativ an einem die Kavität einfassenden Rand der Matrize angeordnet sein, der sich beim Stanznietvorgang am matrizenseitigen Fügeteil abstützt. Bevorzugt wird dabei eine Ausführungsform, bei welcher die Negativmarkierung ausschließlich an dem die Kavität einfassenden Rand der Matrize an einer dem matrizenseitigen Fügeteil zugewandten Stirnseite angebracht ist. Dieser Rand kommt mit der gesamten Reaktionskraft am matrizenseitigen Fügeteil zur Anlage, die der vom Stempel beim Eindrücken des Niets aufgebrachten Kraft entgegenwirkt. Die Markierung befindet sich dadurch unmittelbar an der Stanznietverbindung und ermöglicht dadurch eine eindeutige Zuordnung. Die am Rand angebrachte Negativmarkierung vermeidet einen nachteiligen Einfluss auf das Fließverhalten des matrizenseitigen Fügeteils während des Stanznietvorgangs.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend 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.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt einen stark vereinfachten prinzipiellen Längsschnitt durch ein Stanznietwerkzeug im Bereich einer Stanznietverbindung.
Entsprechend 1 weist ein Stanznietwerkzeug 1, mit dessen Hilfe eine Stanznietverbindung 2 zwischen zwei Fügeteilen 3 und 4 hergestellt wird, einen Stempel 5 und eine Matrize 6 auf. Der Stempel 5 dient dabei zum Eindrücken eines Niets 7 in das dem Stempel 5 zugewandte Fügeteil 3, dass im Folgenden auch als stempelseitiges Fügeteil 3 bezeichnet wird. Beim Niet 7 kann es sich um einen Hohlniet oder um einen Vollniet handeln. Die Matrize 6 bildet beim Stanznietvorgang ein Widerlager, das dem Stempel 5 gegenüberliegend die erzeugten Eindrückkräfte abstützt. Hierzu kommt die Matrize 6 in einem dem Stempel 5 gegenüberliegenden Bereich an dem der Matrize 6 zugewandten Fügeteil 4, das im Folgenden auch als matrizenseitiges Fügeteil 4 bezeichnet wird, zur Anlage. 1 zeigt das Stanznietwerkzeug 1 am Ende des Stanznietvorgangs, also bei vollständig hergestellter Stanznietverbindung 2.
Die Matrize 6 weist ein Negativ 8 einer Markierung auf. Beim Stanznietvorgang prägt dieses Markierungsnegativ 8 am matrizenseitigen Fügeteil 4 ein Positiv 9 der Markierung ein. Hierdurch entsteht am matrizenseitigen Fügeteil 4 das Markierungspositiv 9, das im Folgenden auch als Markierung 9 bezeichnet wird. Mit Hilfe des an der Matrize 6 angebrachten Markierungsnegativs 8 kann somit beim Eindrücken des Niets 7 am markierungsseitigen Fügeteil 4 in dem Bereich, in dem sich die Matrize 6 an diesem matrizenseitigen Fügeteil 4 abstützt, eine Markierung 9 erzeugt werden.
Die Matrize 6 weist eine dem Stempel 5 zugewandte Kavität 10 auf. In der Kavität der Matrize 6 wird der vom Niet verdrängte Werkstoff des matrizenseitigen Bauteils 4 aufgenommen. Durch die Geometrie der Kavität 10 wird der Materialfluss des Fügeteils innerhalb der Kavität 10 beeinflusst. Die Matrize 6 weist außerdem einen Rand 11 auf, der die Kavität 10 einfasst und der beim Stanznietprozess am matrizenseitigen Fügeteil anliegt. Das Markierungsnegativ 8 kann nun in der Kavität 10 und/oder an einer dem matrizenseitigen Fügeteil 4 zugewandten Stirnseite 12 des Rands 11 angeordnet sein. Im Beispiel sind rein exemplarisch und ohne Beschränkung der Allgemeinheit sowohl in der Kavität 10 als auch am Rand 11 Markierungsnegative 8 angeordnet. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei welcher ausschließlich am Rand 11, und zwar insbesondere an der Stirnseite 12 zumindest ein solches Markierungsnegativ 8 angeordnet ist. Am Rand 11 bzw. an dessen Stirnseite 12 treten beim Stanznietvorgang die Reaktionskräfte auf, die ein Prägen der Markierung 9 erleichtern. Gleichzeitig kann durch das Anordnen des Markierungsnegativs 8 ausschließlich am Rand 11 eine nachteilige Wechselwirkung für den Fließvorgang des matrizenseitigen Fügeteils 4 innerhalb der Kavität 10 vermieden werden.
Das jeweilige Markierungsnegativ 8 kann an der Matrize 6 durch wenigstens eine Erhebung bzw. durch wenigstens eine Vertiefung gebildet sein. In 1 sind innerhalb der Kavität 10 im linken Abschnitt bspw. zwei als Vertiefungen ausgestaltete Markierungsnegative 8 dargestellt, während rechts drei als Erhebungen ausgestaltete Markierungsnegative 8 dargestellt sind. Auch ist das am Rand 11 exemplarisch dargestellte Markierungsnegativ 8 hier als Erhebung wiedergegeben.
Die mit Hilfe der Matrize 6 hergestellte Markierung 9 kann als Code ausgestaltet sein, mit dessen Hilfe die Matrize 6 bzw. das Stanznietwerkzeug 1 und insbesondere der Niet 7 identifizierbar ist.
Im gezeigten Beispiel ist außerdem der Stempel 5 mit einem Negativ 13 einer Zusatzmarkierung ausgestattet. Beim Eindrücken des Niets 7 kann dieses Zusatzmarkierungsnegativ 13 am Niet 7 ein Positiv 14 der Zusatzmarkierung erzeugen, die im Folgenden ebenfalls mit 14 bezeichnet wird. Auch am Stempel 5 kann das Zusatzmarkierungsnegativ 13 durch wenigstens eine Erhebung und/oder durch wenigstens eine Vertiefung gebildet sein. Bevorzugt sind auch hier Erhebungen, die sich beim Eindrücken des Niets 7 leichter zum Realisieren der Zusatzmarkierung 14 verwenden lassen.
Auch die Zusatzmarkierung 14 kann einen Code zur Identifizierung des Stempels 5 bzw. des Stanznietwerkzeugs 1, sowie insbesondere des Niets 7, repräsentieren.
Mit Hilfe des hier vorgestellten Stanznietwerkzeugs 1 bzw. mit Hilfe der hier gezeigten Stanznietverbindung 2 kann die Qualitätssicherung beim Herstellen von Produkten, die derartige Stanznietverbindungen 2 aufweisen, erhöht werden bzw. vereinfacht werden, da insbesondere eine mechanische Bearbeitung oder sogar Beschädigung der Stanznietverbindung 2 nicht mehr erforderlich ist, um deren Herkunft zu identifizieren. Stanznietverbindungen 2 kommen z. B. bei der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen zum Einsatz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20102539 U1 [0004]

Claims

Stanznietwerkzeug zum Herstellen einer Stanznietverbindung (2) zwischen zwei oder mehr Fügeteilen (3, 4), – mit einem Stempel (5) zum Eindrücken eines Niets (7) in das dem Stempel (5) zugewandte Fügeteil (3), – mit einer Matrize (6) zum Abstützen des der Matrize (6) zugewandten Fügeteils (4) in einem dem Stempel (5) gegenüberliegenden Bereich, – wobei die Matrize (6) ein Negativ (8) einer Markierung aufweist, die beim Eindrücken des Niets (7) am matrizenseitigen Fügeteil (4) ein Positiv (9) der Markierung erzeugt.
Stanznietwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (6) eine Kavität (10) aufweist, in die beim Eindrücken des Niets (7) Material des matrizenseitigen Fügeteils (4) eingedrückt wird, wobei das Negativ (8) an einem die Kavität (10) einfassenden Rand (11) und/oder in der Kavität (10) angeordnet ist.
Stanznietwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Negativ (8) an der Matrize (6) durch mindestens eine Erhebung und/oder durch mindestens eine Vertiefung gebildet ist.
Stanznietwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (9) ein Code zur Identifizierung der Matrize (6) und/oder des Stanznietwerkzeugs (1) und/oder des Niets (7) ist.
Stanznietwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (5) ein Negativ (13) einer Zusatzmarkierung (14) aufweist, die beim Eindrücken des Niets (7) am Niet (7) ein Positiv (14) der Zusatzmarkierung erzeugt.
Stanznietverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Negativ (13) am Stempel (5) durch mindestens eine Erhebung und/oder durch mindestens eine Vertiefung gebildet ist.
Stanznietwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmarkierung (14) ein Code zur Identifizierung des Stempels (5) und/oder des Stanznietwerkzeugs (1) und/oder des Niets (7) ist.
Stanznietverbindung zwischen zwei Fügeteilen (3, 4), gekennzeichnet durch eine beim Stanznieten am matrizenseitigen Fügeteil (4) durch Prägung erzeugte Markierung (9).