Beim bekannten Stanznieten mit Halbhohlnieten wird das Hilfsfügeteil (der Niet) mit einer geradlinigen Bewegung ohne Vorloch in die zu verbindenden Bleche gefügt.

Beim bekannten Clinchen, auch Durchsetzfiigen genannt, dringt ein Stempel beim Arbeitshub in einer geradlinigen Bewegung in die zu verbindenden Bleche ein, wobei auf der Gegenseite eine feste oder geteilte Matrize die Form der sogenannten Matrizenseite des Clinchpunktes mit ausbildet. In der geteilten Matrize wird ein Gegenstempel positioniert.

Die bekannte Bewegung des Taumelns wird eingesetzt, wenn mit partieller Druckumformung auf der Stirnseite ein Nietkopf angeformt werden soll.

Auch beim Clinchen, dem Fugen ohne Hilfsfugeteit (DE 198 43 874.5), wird diese Bewegung genutzt.

Beim bekannten Stanznieten werden mit der geradlinigen Stempelbewegung hohe Krafte benötigt. Deshalb sind die Werkzeugbelastungen hoch und schränken die Anwendung bei hochfesten Blechen ein.

Fur die uberwiegend als Werkzeuggestell eingesetzten C-Bugel wird mit hohen Kräften die Ausladung und damit die Anwendbarkeit des Verfahrens eingegrenzt.

Durch den Werkstofffluß von Blechmaterial und die zusatzlichen Verformung des Hilfsfügeteils ergibt sich bei der geradlinigen Stempelbewegung eine spezifische Ausformung der Verbindung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die beim Stanznieten auftretenden Krafte zu senken.

Damit sollen die Anwendungsgebiete bezuglich hochfester Werkstoffe und die Zuganglichkeit bei groBen Bauteilen mit C-Bugeln wesentlich erweiterbar sein. Aul3erdem sollen die Schwachstellen Kopfeinzug und geringe Aufspreizung beseitigt und damit bei der gleichen Fiigeaufgabe bessere optische Eigenschaften und eine hohere Verbindungsfestigkeit erzielt werden.

ErfindungsgemaB wird die Aufgabe durch ein Verfahren in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen dadurch gelbst, daB wiihrend der axialen Vorschubbewegung des Halbhohlnietes Oberwerkzeug oder/und ein Teil des Unterwerkzeuges mit einer taumelnden Zusatzbewegung in radialer und/oder tangentialer Richtung beaufschlagt wird/werden.

Diese Zusatzbewegung wird wahrend des ganzen Fugeprozesses oder wahrend eines Teiles des Fugeprozesses der axialen Vorschubbewegung uberlagert. Das Taumeln kann tangential, z. B. auf einer Kreisbewegung, radial vom Mittelpunkt nach außen, z. B. auf einer Schwenkbewegung und in einer kombinierten Bewegung tangential/radial, z. B. in einer Rosettenkinematik erfolgen. Durch die Taumelbewegung wird der Werkstoffpartiell umgeformt, so dal3 die Prozel3krafte deutlich sinken.

Vorteilhaft wird beim Stanznieten mit Halbhohlniet ein Niet mit MaterialanhäuEungen in kritischen Gebieten verwendet.

Vorteilhaft ist es auch, bei gleichzeitiger aktiver Zusatzbewegung von Ober-und einem Teil des Unterwerkzeuges, diese eine synchronisierte Bewegung so ausführen zu lassen, dass sich die eingeleiteten axialen Krafte der Stempel direkt gegenuber liegen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiterhin durch eine Vorrichtung in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 5 genannten Merkmalen dadurch gelöst, dal3 das Oberwerkzeug oder/und ein Teil des Unterwerkzeuges als Gegenstempel in radialer und/oder tangentialer Richtung taumelbar gelagert ist/sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird wenigstens eines der Werkzeuge (Oberwerkzeug, ein Teil des Unterwerkzeuges als Gegenstempel) zusatzlich zur bekannten axialen Vorschubbewegung taumelnd ausgelenkt. Beide gegenuberliegenden Werkzeuge konnen gleichzeitig und in einer besonderen Ausführung synchronisiert diese Taumelbewegung durchführen.

Vorteilhaft ist die Matrize der Vorrichtung eine geteilte Matrize. Damit laf3t sich ein spezieller WerkstoHHuB auf der Matrizenseite der Fiigeverbindung realisieren.

Bei einer Ausführung der Vorrichtung mit nur einem taumelnden Oberwerkzeug werden die sonst einzelnen Teile des Unterwerkzeuges als ein Teil ausgeführt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auberdem durch ein Hilfsftigeteil in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 8 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daB der Halbhohlniet in kritischen Gebieten jeweils eine Materialanhaufung aufweist.

Vorteilhaft weist der Niet eine konvexe Erhebung am Nietkopf auf.

Weiterhin vorteilhaft ist die Innen-und AuBenkontur des Halbhohlnietes durch jeweils zwei Schleppkurven beschreibbar, wobei die Startpunkte der Kurven jeweils Richtung NietfuB und Nietkopf liegen und der Ubergang der Kurven in der Mitte tangential ausgeformt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausftihrungsbeispielen an Hand schematischer Zeichnungen naher erlautert. Es zeigen: Fig. 1 eine Darstellung zum Stanznieten nach dem Stand der Technik Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Halbhohlniet Fig. 3 eine Darstellung zum Stanznieten mit uberlagerter Taumelbewegung In Fig. 1 ist das bekannte Stanznieten mit Stempel 1 und fester Matrize 2 dargestellt. Der Standardhalbhohlniet 3 dringt in einer axialen Bewegung in die zu verbindenden Bleche 4 und 5 ein. Dieser Niet besitzt iiblicherweise eine flache Kopfform 3a, einen Radius 3b und eine Fase 3c.

In Fig. 2 ist ein der Taumelbewegung angepaBter Halbhohlniet 6 dargestellt. Er besitzt eine Materialanhaufung in Form einer konvexen Erhebung am Nietkopf 6a. Die Krafteinleitung wird dadurch im ersten Teil des Prozesses mehr auf den Bereich der Nietkopfmitte konzentriert, von wo die Schneidkrafte zum Trennen des oberen Bleches auf den Nietful3 geleitet werden. Der Randbereich des Nietkopfes wird erst am Ende des Fugevorganges, wenn der gesamte Nietkopf flachgeformt wird, plastiziert. Das zusatzliche Nietmaterial aus der konvexen Erhebung wird beim Flachformen radial nach auben verdrangt. Mit der sich ergebenden Durchmesservergro6erung des Nietkopfes wird der Einzugsbereich 12 im oberen Blech verkleinert.

Weiter werden die Konturen des Halhohlnietes 6 durch jeweils zwei Schleppkurven beschrieben.

Die Startpunkte der Schleppkurvenaul3enkontur liegen am NietfuB (Kurve 6c) und am Nietkopf (Kurve 6b). Die Startpunkte der Innenkontur liegen ebenfalls am NietfuB (Kurve 6e) und am oberen Punkt der Innenkontur (Kurve 6b).

Die innenliegenden Kurven 6d und 6e und die aubenliegenden Kurven 6b und 6c sind jeweils durch einen tangentialen Ubergang miteinander verbunden. Ziel ist es, die Querschnittsfläche des Nietes, die im unteren Teil eine Ringflache und im oberen eine Kreisfläche darstellt, stetig vom NietfuB aus zu steigern. Dadurch kann in jedem Querschnitt dem vom NietfuB aus zunehmenden Biegemoment beim Fugen Rechnung getragen werden und es entsteht keine Schwachstelle an Fasen-bzw Radienubergangen. Durch diese Gestaltung des Hilfsfiigeteiles können die Belastungen wahrend der partiellen Umformung besser aufgenommen und das unerwunschte Stauchen des Nietfußes verringert werden. Es ergibt sich eine bessere Aufspreizung und damit eine höhere Verbindungsfestigkeit.

In Fig. 3 ist der Nietvorgang mit uberlagerter Taumelbewegung 11 in seiner Endstellung dargestellt. Als Taumelbewegung 11 ist eine Bewegung uberlagert, welche die Form einer Rosette oder eines Kreises beschreibt. Die synchronisiert taumelnden Werkzeuge Oberwerkzeug 7-Stempel-und Unterwerkzeug 8-hier der Gegenstempel als Teil des Unterwerkzeuges- schwenken unter einem maximale Taumelwinkel 10, wobei dieser Winkel zwischen 1° und 10° liegen kann und vorzugsweise 3° betragt.

Bezugszeichenliste 1-Stempel 2-feste Matrize 3-Standardhalbhohlniet 3 a-flacher Kopf 3b-Radius 3c-Fase 4-stempelseitiges Blech 5-matrizenseitiges Blech 6-Halbhohlniet 6a-konvexe Erhebung am Nietkopf 6b-obere kleinere Schleppkurve an der Auf3enkontur 6c-untere groBere Schleppkurve an der Aul3enkontur 6d-obere kleinere Schleppkurve an der Innenkontur 6e-untere größere Schleppkurve an der Innenkontur 7-Oberwerkzeug 8-Teil des Unterwerkzeuges 9-geteilte Matrize mit Innenkonus 10-Taumelwinkel 11-Taumelbewegung 12-Einzug