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Technisches Anwendungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von
plattenförmigen
Bauteilen gemäß Patentanspruch
1, die eine Matrize mit einer Ausnehmung, einen entlang einer Vorschubachse
gegen die Matrize bewegbaren Stempel, eine Führung für den Stempel, die einen Niederhalter
für die
Bauteile bildet und eine Zuführung
eines Niets ermöglicht,
und eine Antriebseinheit aufweist, die den Stempel auf oder parallel
zur Vorschubachse gegen die Matrize drücken kann.
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Mit
der Vorrichtung wird die Verbindung überlappt angeordneter, plattenförmiger Bauteile,
wie beispielsweise Bleche, mit einer mechanischen Fügetechnik
ermöglicht.
Verfahren zur Verbindung plattenförmiger Bauteile mittels Durchsetzfügen sind
in DIN 8593, Teil 5, insbesondere unter den Punkten 4.5.2 und 4.5.3 beschrieben.
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Aus
dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren, Werkzeuge und Vorrichtungen
zum Verbinden von plattenförmigen
Bauteilen bekannt, mit denen Clinch- oder Stanznietverbindungen
herstellbar sind. Die bekannten Vorrichtungen weisen bei beiden
Verbindungstechniken u.a. ein aktives Fügewerkzeug, den Stempel, auf.
Der Stempel wird zur Schaffung eines Verbindungselementes beim Clinchen
auf einer linearen Bahn oder mit einer zusätzlich überlagerten Bewegung in den
Bauteilwerkstoff geführt.
Auf der dem Stempel gegenüber liegenden
Seite wird der Bauteilwerkstoff zur Erzeugung der Reaktionskraft
durch eine Matrize gehalten. Die Stempelspitze dringt beim Clinchen
bis zu einem anwendungsabhängigen
Maß in
den Werkstoff ein. Hierbei wird der Werkstoff in die Ausnehmung
der Matrize gedrückt.
Durch die Fügebewegung
wird das Material unter der Stempelstirnfläche zum Teil nach außen verdrängt. Hierdurch
entsteht der für
die Verbindungsfestigkeit wichtige Hinterschnitt der stempelseitigen
Bauteillage gegenüber
der matrizenseitigen Bauteillage. Das Ergebnis einer Clinchverbindung
ist ein durch Tiefziehen und Verpressen erzeugtes Drückknopf-ähnliches,
nicht lösbares
Verbindungselement.
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Beispiele
für Verfahren
und Vorrichtungen zur Herstellung einer Clinchverbindung können der
DE 43 17 278 A1 ,
der
DE 36 13 324 A1 ,
der
DE 31 06 313 A1 oder
der
DE 37 13 083 A1 entnommen
werden, bei denen der Stempel auf einer linearen Bahn gegen die
Matrize bewegt wird. Zur Reduzierung der für die Erzeugung des Verbindungselementes
notwendigen axialen Fügekraft
sind beispielsweise aus der
DE
40 04 020 C2 , der
DE
198 40 780 A1 , der
DE 199 45 743 A1 oder der
DE 100 30 283 A1 Techniken
bekannt, bei denen der Stempel während
der Erzeugung der Clinchverbindung beispielsweise eine taumelnde
Bewegung ausführt und/oder
mit einer zusätzlichen
impulsartigen Kraft beaufschlagt wird.
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Bei
der Technik des Stanznietens wird ein Stanzniet als Verbindungselement
zwischen den Stempel und die zu verbindenden Bauteile gebracht.
Durch die Bewegung des Stempels wird der Niet mit einer Schneid- und Spreizbewegung
in den Bauteilwerkstoff eingebracht.
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Beispiele
für Verfahren
und Vorrichtungen zur Herstellung einer Stanznietverbindung sind
beispielsweise der
DE
197 01 150 A1 , der
DE 199 05 528 A1 oder der
DE 43 33 052 C2 zu entnehmen.
So beschreibt beispielsweise die
DE 43 33 052 C2 eine Vorrichtung mit einer
Führung
für den
Stempel, die einen Niederhalter für die Bauteile bildet und eine
Zuführung
eines Niets ermöglicht.
Der entlang einer Vorschubachse gegen die Matrize bewegbare Stempel
weist eine plane Stirnfläche
von der Größe des Nietkopfes
auf. Bei der Herstellung der Nietverbindung wird ein Niet in die
Führung
eingebracht und der Stempel auf oder parallel zur Vorschubachse
mit einer Kraft so gegen die Matrize gedrückt, so dass der Niet zur Herstellung
der Nietverbindung in die Bauteile eindringt und dort aufspreizt.
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Zur
Reduzierung der erforderlichen Fügekraft
ist es auch hier beispielsweise aus der
DE 199 27 103 A1 bekannt,
den Stempel mit einer taumelnden Zusatzbewegung zu beaufschlagen.
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Die
bisher bekannten Vorrichtungen sind dabei entweder für die Herstellung
einer Clinchverbindung oder für
die Herstellung einer Stanznietverbindung ausgestaltet. Für Anwendungen,
bei denen sowohl Stanzniet- als auch Clinchverbindungen hergestellt
werden sollen, werden daher zwei unterschiedliche Vorrichtungen
eingesetzt. Dies erfolgt beispielsweise in Fertigungslinien der
Automobilindustrie durch nebeneinander angeordnete Roboterzellen,
wobei zur Erzeugung eines Verbindungselementes jeweils ein Roboter
mit einem für die
jeweilige Verbindung ausgestalteten Fügewerkzeug erforderlich ist.
Der Einsatz mehrerer Vorrichtungen erfordert hohe Investitionen
und verhindert aufgrund einer damit verbundenen Taktzeit-Verlängerung
beispielsweise auch das Setzen einzelner Clinchpunkte in einer Reihe
von Stanznietpunkten. Die bisherigen Vorrichtungen führen daher
zu einer Inflexibilität
hinsichtlich der Gestaltung der Verbindungen plattenförmiger Bauteile.
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Aus
der WO 03/013759 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer formschlüssigen Kaltfügeverbindung
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 bekannt, mit der eine genaue und funktionssichere Steuerung
der Klemmkraft bei gleichzeitiger Material schonender Herstellung
der Kaltfügeverbindung
mit einer höheren
Festigkeit erreicht werden soll. Dies wird durch eine auf den Niederhalter
wirkende elektro-rheologische Arbeitsflüssigkeit erreicht, deren Viskosität während des
Fügevorgangs
beeinflusst wird. Der Druckschrift ist zu entnehmen, dass sich diese
Technik nicht nur für
den Kaltfügeprozess
des Stanznietens sondern auch bei dem Verbindungsverfahren des Durchsetzfügens einsetzen
lässt.
Hierfür
werden verschiedene Ausführungsbeispiele
der Vorrichtung angeführt,
die entweder eine Ausgestaltung zur Herstellung einer Stanznietverbindung
oder eine Ausgestaltung zur Herstellung einer Durchsetzfügeverbindung
zeigen. Bei einer Änderung der
Verbindungstechnik ist ein Werkzeugwechsel erforderlich.
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Die
DE 100 31 073 A1 beschreibt
ebenfalls ein Nietgerät,
mit dem in einer Betriebsweise ohne Verwendung eines Niets nur durch
Verformung mit dem Nietstempel eine Verfügung der Elemente durchgeführt wird.
Auch bei dieser Druckschrift wird für die Herstellung der Nietverbindung
eine andere Stempel-Matrizen-Kombination
eingesetzt als für
die Herstellung der Durchsetzfügeverbindung.
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Die
WO 02/081112 A2 befasst sich mit einem Werkzeug zum nietartigen
Verbinden von aufeinander liegenden Platten, bei dem eine besonders
ausgestaltete Matrize eingesetzt wird. Auf den jeweiligen Stempel für die unterschiedlichen
in dieser Druckschrift genannten Anwendungen wird allerdings nicht
eingegangen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Verbindung plattenförmiger Bauteile
mit einer mechanischen Fügetechnik
anzugeben, die für viele
Anwendungen geringere Investitionskosten verursacht und eine höhere Flexibilität bei der
Herstellung der Verbindungen bietet.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
vorliegende Vorrichtung zum Verbinden von plattenförmigen Bauteilen
weist in bekannter Weise eine Matrize mit einer Ausnehmung sowie
einen entlang einer Vorschubachse gegen die Matrize bewegbaren Stempel
auf. Die Stirnfläche
des Stempels ist dabei so ausgebildet, dass sie das Ansetzen eines
Niets und eine vorzugsweise gleichmäßige Kraftübertragung auf den Niet ermöglicht,
wie das bei bekannten Vorrichtungen zum Stanznieten der Fall ist.
Eine Führung
für den
Stempel bildet einen Niederhalter für die Bauteile und ermöglicht eine
Zuführung
eines Niets, um diesen vor dem Stempel zu positionieren. Weiterhin
umfasst die Vorrichtung eine Antriebseinheit, die den Stempel auf
oder parallel zur Vorschubachse gegen die Matrize drücken kann.
Die vorliegende Vorrichtung zeichnet sich gegenüber bekannten Vorrichtungen
zum Stanznieten dadurch aus, dass der Querschnitt der Stirnfläche des
Stempels kleiner als der Öffnungsquerschnitt
der Ausnehmung der Matrize ist, so dass ohne Zuführung eines Niets das Herstellen
einer Clinchverbindung der Bauteile ermöglicht wird. Zu diesem Zweck
umfasst die vorliegende Vorrichtung auch eine Steuereinheit zur
Ansteuerung der Antriebseinheit in zwei Betriebsweisen, von denen
eine für
die Herstellung einer Nietverbindung der Bauteile und die andere
für die
Herstellung einer Clinchverbindung der Bauteile ausgelegt ist. Die
beiden Betriebsweisen unterscheiden sich in der Lage des Endpunktes
des Vorschubweges des Stempels in Richtung der Matrize, da der Stempel
zu Herstellung einer Clinchverbindung im Gegensatz zur Stanznietverbindung
in die Ausnehmung der Matrize gedrückt werden muss.
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Mit
der vorliegenden Vorrichtung lässt
sich sowohl eine Clinch- als auch eine Stanznietverbindung ohne
einen Wechsel der Fügewerkzeuge,
d.h. des Stempels und der Matrize, erzeugen. Dies wird durch die geeignete
Abstimmung von Stempel und Matrize, die integrierte Stanznietzuführung und
die Steuereinheit für die
Ansteuerung des Stempels in den beiden Betriebsweisen erreicht.
Der Stempeldurchmesser oder Stempelquerschnitt der Stirnfläche des
Stempels muss dabei einerseits für
die Herstellung einer Clinchverbindung kleiner als der Öffnungsdurchmesser
bzw. Öffnungsquer schnitt
der Matrize und andererseits für
die Herstellung einer Stanznietverbindung auf die Stanznietanforderungen
abgestimmt sein. Die Stirnfläche
des Stempels ist plan ausgebildet und geht mit einem Stempelradius
zwischen R = 0,2 mm und R = 0,8 mm in die Stempelschulter des Stempels über. Der
Verfahrensablauf entspricht dem des herkömmlichen Clinchens bzw. Stanznietens,
so dass die erzeugte Verbindung auch ähnliche Verbindungseigenschaften
aufweist. Es können
somit auch mit der vorliegenden Vorrichtung mehr als zwei überlappende
plattenförmige
Bauteile miteinander verbunden werden.
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Durch
die mit der vorliegenden Vorrichtung erhaltene Möglichkeit, bei Zuführung eines
Niets und geeigneter Ansteuerung über die Steuereinheit eine
Stanznietverbindung und ohne Zuführung
eines Niets eine Clinchverbindung herzustellen, wird der Investitionsaufwand
bei Anwendungen, die beide Verbindungsarten erfordern, reduziert.
Es ist somit nur noch die Anschaffung einer einzigen Vorrichtung
erforderlich, die beide Verbindungsarten ohne Werkzeugwechsel durchführen kann.
Weiterhin ist es mit der vorliegenden Vorrichtung möglich, auch
einzelne Clinchpunkte in einer Reihe von Stanznietpunkten zu setzen,
ohne dass dies den Einsatz weiterer Vorrichtungen erfordert oder
eine Taktzeitverlängerung
in der Serienfertigung nach sich zieht. Insbesondere bei Mehrfachverbindungen
im Bereich der Automobilindustrie kann durch eine Kombination von Verbindungselementen
eine kostengünstigere
Herstellung erreicht werden, indem beispielsweise in einer Setzreihe
von Nietpunkten einzelne preiswertere Clinchpunkte gesetzt werden.
Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht
hierbei die Herstellung beanspruchungsoptimierter Verbindungen ohne
zusätzlichen
Aufwand.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung weist
die Führung
in ihrem Führungskanal
eine Halteeinrichtung für
den Niet auf. Diese Halteeinrichtung ist vorzugsweise über mehrere
in den Führungskanal
ragende Elemente gebildet, die über
Druckfedern gegen einen in den Führungskanal
eingeführten
Niet gedrückt
werden. Diese Elemente werden bei der Herstellung der Stanzniet-
oder Clinchverbindung durch den Stempel gegen die Federkraft der
Druckfedern aus dem Führungskanal
gedrückt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Führung einen
seitlichen Zuführungskanal
für das
Einbringen des Niets in den Führungskanal
auf. Das Einbringen des Niets erfolgt dabei über eine entsprechende Einrichtung,
die von der Steuereinheit zum richtigen Zeitpunkt angesteuert wird.
Der Zuführungskanal kann
sowohl im matrizennahen Bereich der Führung als auch weiter oberhalb
angeordnet sein. Eine Anordnung weiter oberhalb hat den Vorteil,
dass sich die Nietzuführung
dann nicht im Bereich der Störkante
befindet. Unter Störkante
sind hierbei die äußeren Abmaße des Fügewerkzeuges
in dem Bereich zu verstehen, in dem sich diese Abmaße auf die
Bauteilzugänglichkeit
störend
auswirken und die Zugänglichkeit
zur Fügestelle durch
das Werkzeug eingeschränkt
werden kann.
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Die
Antriebseinheit für
die Bewegung des Stempels ist in einer bevorzugten Ausgestaltung
der vorliegenden Vorrichtung ein Industrieroboter, an dem der Stempel
mit der Führung
befestigt ist. Derartige Industrieroboter werden insbesondere in
der industriellen Blechverbindungstechnik eingesetzt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
vorliegende Vorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals erläutert. Hierbei zeigen:
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1 schematisch
einen Ausschnitt der vorliegenden Vorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
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2 eine
Darstellung der Vorrichtung gemäß 1 mit
eingesetztem Niet;
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3 die
Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß 1 in
einer ersten Phase bei der Herstellung einer Stanznietverbindung;
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4 die
Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß 1 in
einer zweiten Phase bei der Herstellung einer Stanznietverbindung;
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5 die
Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß 1 in
einer ersten Phase bei der Herstellung einer Clinchverbindung;
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6 die
Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß 1 in
einer zweiten Phase bei der Herstellung einer Clinchverbindung;
und
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7 eine
Querschnittsdarstellung der Halteeinrichtung für den Niet gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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Anhand
der 1 bis 6 wird im Folgenden die Betriebsweise
der vorliegenden Vorrichtung in den beiden Betriebsweisen zur Herstellung
einer Stanznietverbindung sowie einer Clinchverbindung genauer erläutert.
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1 zeigt
hierbei schematisch einen Ausschnitt aus der vorliegenden Vorrichtung,
bei dem die Fügewerkzeuge
detailliert dargestellt sind. Das Gesamtsystem der vorliegenden
Vorrichtung besteht aus diesen Fügewerkzeugen,
d.h. dem Stempel 1, dem Niederhalter 2 sowie der
Matrize 11, zusammen mit der nur angedeuteten Antriebseinheit 18 für die Vorschubbewegung
des Stempels 1 sowie die Beaufschlagung des Stempels 1 mit
der erforderlichen Kraft F sowie der Steuereinheit 19 zur
Ansteuerung der Antriebseinheit 18 in den beiden Betriebsweisen.
Die Antriebsenergie kann grundsätzlich
elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder pneumo-hydraulisch erzeugt werden. Geeignete
Antriebseinheiten sind dem Fachmann bekannt.
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Die 1 zeigt
einen Teil des Stempels 1 mit der im unteren Teil der Abbildung
nochmals herausgestellten Stempelstirnfläche 14, dem Stempelradius 13 sowie
der Stempelschulter 12. Der Niederhalter 2 für die zu
verbindenden Bauteile 6, 7 weist einen Führungskanal 20 zur
Führung
des Stempels 1 sowie eine integrierte Halteeinrichtung 3, 4, 5 für eine zeitweise
Fixierung eines Niets auf. Der Niederhalter presst bei der Herstellung
der Verbindung die zu fügenden
Bauteile aufeinander. Damit wird zum einen eine Spaltbildung zwischen den
Fügepartnern
sowie zwischen stempelseitigem Bauteil und Niet verhindert bzw.
vermindert, zum anderen reguliert der Niederhalter den Einzug des
Werkstoffs der Bauteile in den Fügepunkt.
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Die
Matrize 11 weist im vorliegenden Beispiel radial nachgebiebige
Abstützungselemente 8 auf
dem Matrizenamboss 9 auf, die über die elastischen Elemente 10 gehalten
werden.
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Mit
der hier beispielhaft dargestellten Vorrichtung kann bei der Erstellung
eines Fügeelements
durch Stanznieten ein im unteren Teil der Figur dargestellter Stanzniet
15 in
den Führungskanal
20 gebracht
und mit dem Stempel
1 gegen die Matrize
11 gedrückt werden.
Bei der Erstellung eines Fügeelements
durch Clinchen wird der Fügevorgang
ohne Einbringung eines Nietes durchgeführt. Der Stempel ist in beiden
Fällen
mit der Antriebseinheit
18 verbunden. Vor Beginn des Fügevorgangs
werden die zu verbindenden Bauteile
6,
7 so über der
Matrize
11 positioniert, dass sie ausreichend überlappen.
Beispiele für
derartige Matrizen
11, die je nach Anwendung unterschiedlich
ausgestaltet sein können,
lassen sich beispielsweise der
DE 40 09 813 C1 entnehmen.
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Beim
Einsatz der vorliegenden Vorrichtung zur Herstellung einer Stanznietverbindung
wird der Niet 15 in den Führungskanal 20 eingebracht
und durch die Niethalter 3 positioniert, die über eine
Druckfeder 4 an den Niet gedrückt werden. Der Niet 15 wird
auf diese Weise zusätzlich
zentriert. Eine Federsicherung 5 nimmt die Reaktionskraft
auf. Diese Federsicherung 5 kann in einer vorteilhaften
Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung einstellbar ausgebildet
werden, so dass mit dieser Federsicherung 5 die Andruckkraft
zur Niethaltung eingestellt werden kann.
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Vor
dem Aufsetzen des Niets 15 fixiert der Niederhalter 2 die
Bauteile und beeinflusst deren Verhalten während des Fügevorganges vorteilhaft, bei
dem der Stempel 1 als Werkzeugaktivelement über die
Antriebseinheit 18 mit einer translatorischen Bewegung
senkrecht auf die zu fügenden
Bauteile 6, 7 geführt wird und dadurch den Niet 15 in
die Bauteile drückt.
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2 zeigt
ein Beispiel, bei dem ein Niet in den Zuführungskanal 20 des
Niederhalters 2 eingeführt
ist und durch die Niethalter 3 gehalten wird. Bei der Bewegung
des Stempels in Richtung der Bauteile 6, 7 wird der
Niet 15 aus der Niethaltung gedrückt, setzt aber im selben Moment
auf den Bauteilen 6, 7 auf (vgl. 3). Die
Bauteile 6, 7 liegen jetzt auf den Abstützungselementen 8 der
Matrize 11 auf. Durch die über den Stempel 1 aufgebrachte
Fügekraft
schneidet der Niet 15 die stempelseitige Blechlage 6 ein.
Im weiteren Verlauf werden die Bauteile 6, 7 im
Fügebereich
tiefgezogen und die matrizenseitige Blechlage 7 ebenfalls
teilweise angeschnitten. Mit dem Aufsetzen der matrizenseitigen
Werkstofflage auf den Amboss 9 der Matrize 11 weitet
sich der Niet 15 in Umfangsrichtung auf. Hierdurch entsteht
die Hinterschneidung der stempel- und matrizenseitigen Bauteillage
und somit die Festigkeit der Verbindung, wie dies aus der 4 ersichtlich
ist. Nach Ausformung des Fügelementes
erfolgt der Rückhub
des Fügestempels 1 in
die Ausgangsposition. Die Steuereinheit 19 steuert hierbei
die Antriebseinrichtung 18 derart an, dass der Fügestempel 1 nur
maximal bis zur Oberfläche des
stempelseitigen Bauteils 7 bewegt wird.
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Soll
ein Fügeelement
durch Clinchen erzeugt werden, so werden die zu fügenden Bauteile 6, 7 in
gleicher Weise über
der Matrize 11 positioniert. In diesem Falle wird kein
Niet in den Führungskanal 20 eingebracht.
Der Stempel bewegt sich hierbei senkrecht auf die Bauteile 6, 7,
wie dies in der 5 angedeutet ist. Durch diese
Bewegung des Stempels werden die Niethalter 3, ebenso wie
bei der Herstellung einer Stanznietverbindung, gegen die Federkraft
zurück
in ihre Führungen
gedrückt.
Vor dem Aufsetzen des Stempels 1 fixiert der Niederhalter 2 die
Bauteile 6, 7. Mit dem Kontakt des Stempels 1 liegen
die Bauteile 6, 7 auf den Abstützungselementen 8 der
Matrize 11 auf (vgl. 5). Durch
die Stempelbewegung werden die Bauteile streckgezogen, tiefgezogen
und mit dem Aufsetzen der matrizenseitigen Blechlage 7 auf
den Amboss 9 der Matrize 11 verpresst. Hierbei
fließt
der Werkstoff radial nach außen.
Durch eine Teilung und die Nachgiebigkeit der Abstützungselemente 8 werden
diese auf einer Ebene nach außen
verschoben. Der Festigkeitbestimmende Hinterschnitt entsteht, wie
dies aus der 6 ersichtlich ist. Die Steuereinheit 19 steuert
hierbei die Antriebseinheit 18 derart an, dass sich die
Stempelspitze bzw. die Stirnfläche
des Stempels 1 bis in die Matrizenöffnung hinein bewegt, um das
Tiefziehen der Bauteile zu ermöglichen.
Nach Ausformung des Fügeelementes
erfolgt der Rückhub
des Stempels 1 in die Ausgangsposition. Die Abstützungselemente 8 werden
nach dem Fügevorgang
durch das elastische Element 10 in die Ausgangsposition
verschoben.
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Der
in der 1 angedeutete Stempelradius 13 am Übergang
der Stempelstirnfläche 14 zur
Stempelschulter 12 des Stempels 1 wird so gewählt, dass
der Werkstoff der Bauteile beim Clinchen gleichmäßig und ohne Rissbildung über den
Rand der Stempelstirnfläche 14 fließen kann.
Hierbei wird ein Stempelspitzenradius zwischen R = 0,2 mm und R
= 0,8 mm gewählt.
Die Wahl dieses Radius ist abhängig
von der Fügeaufgabe und
der Stempelkinematik.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Stempelschulter 12 eine
Neigung gegenüber der
Längsachse
des Stempels auf, um den Rückhub
aus einem Clinchpunkt zu erleichtern. Für das Clinchen ist hierbei
eine Neigung nach außen,
weg von der Längsachse
des Stempels vorteilhaft.
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In
einer Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung sind die Niethalter 3 nicht
in einer gleichmäßigen Teilung
um den Führungskanal 20 angebracht,
wie dies im Querschnitt durch den Niederhalter 2 in der 7 dargestellt
ist. Der Winkel zwischen den, dem Nietzuführungskanal 21 gegenüberliegenden
Niethalter 3 und den beiden weiteren Niethaltern kann dabei
100° bis
110° betragen.
Bei weniger als 90° kann
der Niet nicht mehr gehalten werden, bei mehr als 110° ist nicht
gewährleistet,
dass der Niet in den Führungskanal 20 eingebracht
werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Spitzen der
Niethalter 3 Formen auf, die dem Niettyp angepasst sind.
Dadurch kann der Niet besser gehalten und positioniert werden.
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Der
Niet wird vorzugsweise automatisch über den Nietzuführungskanal
zugeführt,
wobei eine entsprechende Zuführungseinheit
durch die Steuereinheit 19 dann zugeführt wird, wenn die Betriebsweise
Stanznieten eingestellt ist. Selbstverständlich lässt sich der Niet auch über alternative
Techniken, beispielsweise über einen
Gurt, zuführen,
wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung können die
Niete auch nicht wie in den Figuren dargestellt, im Bereich der
Niethalter 3 in den Zuführungskanal 20 eingebracht
werden, sondern in einem weiter von der Matrize 11 beabstandeten
Bereich. Sie werden dann durch geeignete Vorrichtungen oder den
Stempel 1 bis zum Kontakt mit den Bauteilen positioniert.
Dabei befindet sich die Nietzuführung
somit nicht im Bereich der Störkante.
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Die
ebene Stempelstirnfläche
ist für
das herkömmliche,
auf einer rein translatorischen Fügebewegung des Stempels beruhende
Fügeverfahren
vorteilhaft.
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Selbstverständlich können anstelle
der in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigten Matrizen mit radial nachgiebigen Abstützungselementen auch starre
Matrizen eingesetzt werden.
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Die
vorliegende Vorrichtung ermöglicht
somit die Erzeugung sowohl von Clinch- als auch von Stanznietverbindungen
bei plattenförmigen
Bauteilen. Im Gegensatz zu konventionellen Vorrichtungen können diese
Verbindungen mit einer einzigen Vorrichtung und einem einzigen Werkzeugsatz
erzeugt werden. Diese multifunktionale Nutzung der vorliegenden
Vorrichtung führt
zu geringeren Investitionskosten durch eine verbesserte Ausnutzung
der Fügeeinrichtungskapazitäten, zu
einer Reduzierung der Werkzeugkosten sowie der Anzahl von Fügewerkzeugsätzen und
ermöglicht
Beanspruchungsoptimierte Bauteilverbindungen.
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