STANZNIETVORRICHTUNG UND FERTIGUNGSVORRICHTUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Stanznietvorrichtung (10') zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile (11, 12), mit einem Stempel (15), einem Gegenhalter (18), einem Niederhalter (16') und einem Schwingungserzeuger (30), wobei der Stempel (15) und der Gegenhalter (18) derart zueinander angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) zwischen dem Stempel (15) und dem Gegenhalter (18) anordenbar sind, wobei der Stempel (15) mittels des Schwingungserzeugers (30) in Schwingung versetzbar ist, wobei der Niederhalter (16') den Stempel (15) wenigstens teilweise umgibt und zum Andrücken der wenigstens zwei Bauteile (11, 12) an den Gegenhalter (18) eingerichtet ist, wobei einander zugewandte Oberflächen (42, 43) von Stempel (15) und Niederhalter (16') voneinander beabstandet sind, sodass die Oberflächen (42, 43) als eine Begrenzung eines Zwischenraums (45) ausgebildet, sowie eine Fertigungseinrichtung mit einer Stanznietvorrichtung (10)

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanznietvorrichtung zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile sowie eine Fertigungsvorrichtung mit einer solchen Stanznietvorrichtung.

Stand der Technik

[0002] Verfahren und Vorrichtungen 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 Niet 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 sich in einer bestimmten Art und Weise innerhalb der miteinander zu verbindenden Bauteile verformt, um eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen und gleichzeitig ein Durchdringen des dem Niet abgewandten Bauteils zu vermeiden.

[0003] Weiterhin sind bspw. aus der EP 2 318 161 B1 oder der DE 10 2014 203 357 A1 sog. Ultraschall-Stanznietverfahren bzw. -Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Schwingungserzeuger, wie bspw. ein Ultraschall-Generator verwendet wird, um ein oder mehrere Komponenten beim Verbinden der Bauteile in Schwingung zu versetzen. Durch diese Schwingung wird bspw. die aufzuwendende Kraft zum Eindrücken des Niets reduziert.

Offenbarung der Erfindung

[0004] Erfindungsgemäß werden eine Stanznietvorrichtung und eine Fertigungseinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vorteile der Erfindung

[0005] Eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung dient zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile und weist einen Stempel, einen Gegenhalter, einen Niederhalter und einen Schwingungserzeuger auf. Dabei sind der Stempel und der Gegenhalter derart zueinander angeordnet, dass die wenigstens zwei Bauteile zwischen dem Stempel und dem Gegenhalter anordenbar sind und der Stempel ist mittels des Schwingungserzeugers in Schwingung versetzbar. Der Niederhalter umgibt den Stempel wenigstens teilweise und ist zum Andrücken der wenigstens zwei Bauteile an den Gegenhalter eingerichtet. Dabei sind einander zugewandte Oberflächen von Stempel und Niederhalter voneinander beabstandet, sodass die Oberflächen als eine Begrenzung eines Zwischenraums ausgebildet sind. Als Niet kann hierbei sowohl ein sog. Halbhohlniet als auch ein sog. Vollniet verwendet werden.

[0006] Bei herkömmlichen Stanznietvorrichtungen ohne Schwingungserzeuger kann der Stempel mit seiner Außenseite mit der Innenseite des ihn umgebenen Niederhalters in Kontakt stehen. Bei einer Beaufschlagung des Stempels mit Kraft zum Einrücken eines Niets gleitet der Stempel dabei an der Innenseite des Niederhalters entlang. Auftretende Reibungskräfte sind hierbei vernachlässigbar oder zumindest hinnehmbar. Bei einer Stanznietvorrichtung mit Schwingungserzeuger hingegen wird der Stempel während des Eindrückens des Niets in Schwingung versetzt, was zu einer zusätzlichen, in der Regel hochfrequenten, Relativbewegung zwischen dem Stempel und dem Niederhalter führt. Die Reibung zwischen Stempel und Niederhalter kann dabei bspw. zu unerwünschten Verschleißerscheinungen und/oder Kaltverschweißungen führen. Daraus kann weiterhin eine verringerte Werkzeugstandzeit resultieren. Bei einer erfindungsgemäßen Stanznietvorrichtung mit einer Beabstandung zwischen den einander zugewandten Oberflächen von Stempel und Niederhalter hingegen wird eine Reibung deutlich verringert oder gar verhindert. Die erwähnten Nachteile wie Verschleißerscheinungen bzw. Kaltverschweißungen können damit verhindert werden, was somit zu einer erhöhten Werkzeugstandzeit, weniger Wartungsaufwand und geringeren Kosten führt. Ebenso wird damit ein sog. Stick-Slip-Effekt, d.h. ein Wechsel zwischen Haft- und Gleitreibung vermieden, was zu einer ungehinderten und somit effektiveren Oszillationsbewegung des Stempels führt.

[0007] Vorzugsweise ist der Zwischenraum wenigstens teilweise mit einem Hydraulikfluid gefüllt. Insbesondere kann der Stempel in dem Niederhalter hydrostatisch gelagert sein, und weiter insbesondere kann ein Kreislauf für das Hydraulikfluid vorgesehen sein. Für den Kreislauf kann bspw. eine entsprechende Pumpe vorgesehen sein. Es versteht sich, dass hierzu der Zwischenraum insbesondere an den weiteren Begrenzungsflächen, die nicht von den Oberflächen von Stempel und Niederhalter umfasst sind, begrenzt werden sollte. Dies ist bspw. möglich, indem der Niederhalter einen entsprechenden Vorsprung in Richtung Stempel aufweist. Eine dadurch entstehende, mögliche Reibung zwischen dem Vorsprung an dem Niederhalter und dem Stempel ist dabei in der Regel vernachlässigbar. Insbesondere kann der Vorsprung dabei aus Material mit geringer Reibung auf dem Stempel ausgebildet sein. Durch eine solche hydrostatische Lagerung wird eine besonders reibungsarme Relativbewegung zwischen Stempel und Niederhalter ermöglicht. Zudem bietet eine solche hydrostatische Lagerung auch Stabilität für den Stempel, d.h. der Stempel kann in dem Niederhalter geführt werden. Im Falle eines Kreislaufs kann zudem die Hydraulikflüssigkeit ausgetauscht und damit Wärme abgeführt werden. Somit kann gleichzeitig eine Kühlung des Stempels und des Niederhalters bereitgestellt werden.

[0008] Vorteilhafterweise ist der Zwischenraum wenigstens teilweise mit einem festen Material, insbesondere mit geringer Adhäsionsneigung, weitere insbesondere aufweisend Kunststoff, Keramik und/oder Kohlenstoff, gefüllt. Als Kunststoff kann hier bspw. Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet werden. Der Kohlenstoff kann bspw. als synthetische und/oder natürliche Diamant- oder diamantähnliche Schicht vorliegen. Durch das Material kann eine stabile Führung für den Stempel in dem Niederhalter ermöglicht werden. Durch geeignete Wahl des Materials kann zudem die Reibung gering gehalten werden, insbesondere geringer als dies zwischen Stempel und Niederhalter, die in der Regel aus Stahl bestehen, der Fall wäre.

[0009] Vorzugsweise ist das feste Material an der dem Stempel zugewandten Oberfläche des Niederhalters oder an der dem Niederhalter zugewandten Oberfläche des Stempels befestigt und steht mit der jeweils anderen Oberfläche in Kontakt. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass das Material während eines Nietvorgangs in Position bleibt, während zwischen der Oberfläche, an der das Material nicht befestigt ist und dem Material ein gewünschter, reibungsarmer Kontakt besteht.

[0010] Alternativ ist bevorzugt, dass das feste Material als austauschbares Element, insbesondere als Hülse, ausgebildet ist, das den Stempel wenigstens teilweise umgibt und mit beiden Oberflächen in Kontakt steht. Es versteht sich, dass die Stanznietvorrichtung dann so ausgebildet sein sollte, dass das Element während eines Nietvorgangs in Position bleibt. Bspw. kann hier ein Vorsprung an dem Element ausgebildet sein, mit dem das Element an dem Niederhalter aufliegt. Ebenso kann auch an dem Niederhalter ein Vorsprung ausgebildet sein, an dem das Element aufliegt. Durch die Möglichkeit, das Element auszutauschen, kann ein teureres und aufwändigeres Austauschen des Stempels oder des Niederhalters vermieden werden, wenn das Material verschlissen sein sollte. Ein solches Element kann dabei als Ersatzteil bereitgestellt werden. Neben bspw. einer PTFE-Hülse kann bspw. auch eine Keramikhülse, bspw. aus Al₂O₃, ZrO₂, SiC oder TiN, verwendet werden. Ebenso ist es denkbar, ein anderes verschleißbeständiges, hartes Material zu verwenden, das auf geeignete Weise an der Oberfläche behandelt wurde, bspw. durch Schleifen und/oder mechanisches und/oder thermisches Polieren.

[0011] Es ist von Vorteil, wenn Einbringmittel vorgesehen sind, die dazu eingerichtet sind, ein Gleitmittel in den Zwischenraum einzubringen. Auf diese Weise kann bspw. ein Schmierfilm zwischen den einander zugewandten Oberflächen gebildet werden, was zu einer deutlichen Reduktion der Reibung führt. Es versteht sich, dass in diesem Falle der Abstand zwischen den einander zugewandten Oberflächen sehr gering sein sollte, jedoch größer als Null. Die Einbringmittel können dabei bspw. eine oder mehrere Einspritzdüsen an geeigneter Stelle aufweisen, die über eine entsprechende Zuführung für das Gleitmittel verfügen.

[0012] Zweckmäßigerweise weist das Gleitmittel einen Schmierstoff, insbesondere auf Graphit-, Wachs- und/oder Ölbasis, oder ein Trennmittel, insbesondere auf keramischer- und/oder polymerer Basis, auf. Hierbei handelt es sich um Gleitmittel zur effektiven Reibungsreduktion, die zudem auf einfache Weise einbringbar sind.

[0013] Vorzugsweise sind die Einbringmittel weiterhin dazu eingerichtet, das Gleitmittel kontinuierlich oder wiederholt, insbesondere in vorgegebenen zeitlichen Abständen, in den Zwischenraum einzubringen. Damit kann ein kontinuierlicher Gleit- bzw. Schmierfilm zwischen den einander zugewandten Oberflächen gebildet werden. Im Falle von bspw. zähflüssigen Gleitmitteln, wie bspw. solcher auf Wachsbasis, kann auch ein wiederholtes Einbringen ausreichend sein.

[0014] Es ist von Vorteil, wenn der Stempel auswechselbar unmittelbar oder mittelbar an dem Schwingungserzeuger angebracht ist. Damit kann ein Stempel, wenn dieser bspw. Verschleißerscheinungen zeigt und/oder wenn dessen Funktionsfähigkeit gemindert ist, auf einfache Weise durch einen neuen Stempel ersetzt werden. Ein Stempel kann dabei bspw. mittels Verschrauben oder Einstecken an dem Schwingungserzeuger oder eine daran angekoppelte Sonotrode angebracht werden.

[0015] Vorzugsweise ist an einer Innenseite des Niederhalters eine Positioniereinrichtung für einen mit der Stanznietvorrichtung verwendbaren Niet vorgesehen. Damit kann ein Niet für und während eines Nietvorgangs sehr einfach in Position gehalten werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Niederhalter von dem Stempel beabstandet ist, da der Niederhalter dann, je nach Durchmesser des Niets, oftmals keine Führung für den Niet bieten kann. Es versteht sich, dass eine solche Positioniereinrichtung dann auf geeigneter Höhe angebracht werden sollte, um den Niet während möglichst langer Zeit während des Eindrückens des Niets in die Bauteile stützen zu können.

[0016] Vorteilhafterweise weist die Positioniereinrichtung eine, insbesondere mittels Federkraft arbeitende, Zentriereinrichtung auf. Auf diese Weise kann eine optimale Position des Niets erreicht werden, da bekannt ist, dass sich der Niet genau im Zentrum des Niederhalters befindet, während er von außen nicht zu sehen ist.

[0017] Es ist von Vorteil, wenn der Schwingungserzeuger als Schall-Generator, insbesondere als Ultraschall-Generator, ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich um eine einfache Methode zur Schwingungserzeugung.

[0018] Eine erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung weist eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung auf.

[0019] Zur Vermeidung von Wiederholungen sei bezüglich weiterer Vorteile einer erfindungsgemäßen Fertigungsvorrichtung auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Stanznietvorrichtung verwiesen.

[0020] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

[0021] 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.

[0022] Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

[0023] Figurenbeschreibung

Figur 1

zeigt vereinfacht und schematisch eine erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.

Figuren 2a bis 2d

zeigen eine Stanznietvorrichtung bei verschiedenen Phasen der Durchführung eines Stanznietverfahrens.

Figuren 3a bis 3d

zeigen schematisch erfindungsgemäße Stanznietvorrichtungen in verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

[0024] In Figur 1 ist vereinfacht und schematisch eine erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung 100 in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Bei der Fertigungseinrichtung 100 kann es sich bspw. um einen Industrieroboter in einer Fertigungshalle, bspw. für einen automobilen Karosseriebau, handeln.

[0025] Die Fertigungseinrichtung 100 weist dabei eine auf einem Boden angeordnete Trägerstruktur 3 und zwei daran angeordnete, miteinander verbundene und bewegliche Arme 4 und 5 auf. Am Ende des Armes 5 ist eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung 10' angeordnet, welche in den Figuren 3a bis 3d detaillierter beschrieben wird.

[0026] Weiterhin ist eine Recheneinheit 80 gezeigt, bei der es sich bspw. um eine Steuereinheit für die Stanznietvorrichtung 10' handelt. Die Recheneinheit 80 kann zudem auch als Steuereinheit für die gesamte Fertigungseinrichtung, d.h. neben der Stanznietvorrichtung insbesondere auch für die Ansteuerung der beweglichen Arme vorgesehen sein. Weiterhin sind Anzeigemittel 90, bspw. ein Display, vorgesehen, auf denen bspw. aktuelle Betriebsparameter der Stanznietvorrichtung angezeigt werden können.

[0027] In den Figuren 2a bis 2d ist eine nicht erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung 10 bei verschiedenen Phasen eines Stanznietverfahrens dargestellt. Die Stanznietvorrichtung 10 weist einen Stempel 15 auf, der beispielhaft einen runden Querschnitt aufweist.

[0028] 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.

[0029] 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.

[0030] Auf der dem Stempel 15 und dem Niederhalter 16 gegenüberliegenden Seite der beiden Bauteile 11, 12 ist eine als Gegenhalter wirkende Matrize 18 angeordnet. Die Matrize 18 ist ebenfalls in Richtung einer Längsachse 19, in deren Richtung auch der Stempel 15 und der Niederhalter 16 beweglich angeordnet sind, heb- und senkbar. 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 ebene Oberseite 21 auf, von der beispielhaft eine mulden- bzw. kuhlenförmige Ausnehmung 22 ausgeht.

[0031] Der Niet 20, hier beispielhaft ein Halbhohlniet, besteht bevorzugt aus einem gegenüber den Werkstoffen der beiden Bauteile 11, 12 härteren Material, zumindest im Bereich des Nietschafts 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. Somit stellt die Oberseite 26 des Niets eine Kontaktstelle 27 zwischen dem Niet und dem Stempel dar.

[0032] 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 15kHz und 35 kHz erzeugt.

[0033] Diese Schwingungen 15 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 (longitudinal) des Niets 20 in die Bauteile 11, 12 oder torsional (torsionales Schwingsystem) erfolgen. Der Schwingungserzeuger 30 ist an die Recheneinheit 80 angebunden, und kann von dieser angesteuert werden.

[0034] Die in Figur 2a gezeigte Phase stellt einen Beginn des Stanznietverfahrens dar, bei dem der Nietschaft 24 in Wirkverbindung mit der Oberseite des Bauteils 11 gelangen. Dabei wird der Stempel 15 mit der Kraft F gegen das dem Stempel 15 zugewandte Bauteil 11 gedrückt.

[0035] In einer in Figur 2b gezeigten weiteren Phase, d.h. während des weiteren Verlaufs des Nietvorgangs und unter Unterstützung der in die Bauteile 11, 12 eingekoppelten Schwingungen schneidet bzw. stanzt der Nietschaft 24 sich zunächst in das Bauteil 11 ein. Dabei werden die beiden Bauteile 11, 12 plastisch verformt, wobei das der Ausnehmung 22 zugewandte Bauteil 12 in den entsprechenden Bereichen in die Ausnehmung 22 eingedrückt wird.

[0036] Während des weiteren Bewegungswegs bzw. der weiteren Abwärtsbewegung des Niets 20 entsprechend der Figur 2c wird der Nietschaft 24 im Bereich der Ausnehmung 22 nach außen gespreizt, wodurch die beiden Bauteile 11, 12 in Axialrichtung sicher form- und kraftschlüssig miteinander verbunden werden.

[0037] Wesentlich dabei ist, dass entsprechend der Figur 2d, die die Endposition des Niets 20 zeigt, der Nietschaft 24 nicht aus dem Bauteil 12 herausragt bzw. dieses nicht vollständig durchdringt.

[0038] Nachdem der Niet 20 die in der Figur 2d dargestellte Endposition erreicht hat, bei der die Oberseite 26 des Niets 20 zumindest in etwa bündig mit der Oberseite des Bauteils 11 abschließt, wird anschließend der Stempel 15 wieder von den Bauteilen 11, 12 in entgegengesetzter Richtung nach oben bewegt.

[0039] In Figur 3a ist nun eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung 10' in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Die Stanznietvorrichtung 10' unterscheidet sich von der in den Figuren 2a bis 2d gezeigten Stanznietvorrichtung 10 darin, dass eine dem Stempel 15 zugewandte Oberfläche 42, hier die Innenseite, des Niederhalters 16' von einer dem Niederhalter 16' zugewandten Oberfläche 43, hier der Außenseite, des Stempels 15 beabstandet ist. Die beiden Oberflächen 42 und 43 bilden somit eine Begrenzung eines ein Volumen habenden Zwischenraums 45. Auf diese Weise wird eine Reibung zwischen dem Stempel 15 und dem Niederhalter 16' vermieden.

[0040] Weiterhin sind Federn 41 gezeigt, mittels welcher der Niederhalter 16' an einer Halterung 40 befestigt ist. Die Halterung 40 wiederum kann an dem Schwingungserzeuger 30 oder einer mit dem Schwingungserzeuger 30 verbundenen (und hier nicht dargestellten) Sonotrode befestigt sein. Über eine solche Sonotrode kann der Stempel 15 an den Schwingungserzeuger 30 gekoppelt sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Halterung 40 direkt mit einer Halterung der gesamten Stanznietvorrichtung 10' verbunden ist. Durch die Federn 41 wird der Niederhalter 16' während eines Eindrückens des Niets 20 in die Bauteile 11, 12 gegen die Bauteile gedrückt, wodurch die Bauteile in Position gehalten werden.

[0041] Weiterhin ist eine Positioniereinrichtung 55 gezeigt, die an der Innenseite des Niederhalters 16' in etwa in Höhe der Mitte des Niets 20 angeordnet ist. Bei der Positioniereinrichtung 55 kann es sich bspw. um mehrere Federn handeln, die in gleichmäßigem Abstand kreisförmig an der Innenseite des Niederhalters 16' angeordnet sind. Insofern kann es sich bspw. um eine Zentriereinrichtung handeln. Die Federn können hierzu bspw. auch in Sacklöcher in dem Niederhalter eingebracht sein.

[0042] In Figur 3b ist eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung 10' in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Gegenüber der in Figur 3a gezeigten Ausführungsform ist der Zwischenraum 45 zwischen den Oberflächen 42 und 43 mit einem Hydraulikfluid 50 gefüllt. An der Oberseite und der Unterseite können hier geeignete Begrenzungen für das Hydraulikfluid 50 wie bspw. Vorsprünge an der Innenseite des Niederhalters 16' vorgesehen sein. Weiterhin sind Öffnungen 60, bspw. Bohrungen, in dem Niederhalter 16' vorgesehen, über welche der Zwischenraum 45 an einen Hydraulikkreislauf, bspw. mit einer entsprechenden Pumpe, angebunden sein kann und über welche somit das Hydraulikfluid 50 durch den Zwischenraum 45 gepumpt werden kann.

[0043] In Figur 3c ist eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung 10' in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Gegenüber der in Figur 3a gezeigten Ausführungsform ist in den Zwischenraum 45 zwischen den Oberflächen 42 und 43 ein festes Material 51 eingebracht. Bei diesem Material kann es sich bspw. um Kunststoff, bspw. PTFE handeln. Weiterhin kann das feste Material 51 als austauschbares Element, bspw. eine Hülse, ausgebildet sein, das, wie in Figur 3c gezeigt, mittels eines Vorsprungs an der Oberseite an dem Niederhalter 16' aufliegt.

[0044] Es ist jedoch auch möglich, dass das feste Material nicht als austauschbares Element, sondern als Beschichtung auf der Oberfläche 42 des Niederhalters 16' oder auf der Oberfläche 43 des Stempels 15 ausgebildet ist. Ein Vorsprung, wie in Figur 3c gezeigt, ist dann nicht nötig. Das Material kann dabei bspw. an die betreffende Oberfläche aufgeklebt, kraft- und/oder formschlüssig eingepresst oder mittels versenkter Schrauben angeschraubt sein.

[0045] In Figur 3d ist eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung 10' in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Gegenüber der in Figur 3a gezeigten Ausführungsform sind Einbringmittel 61 am oberen Ende des Niederhalters 16' vorgesehen. Bei diesen Einbringmitteln 61 kann es sich bspw. um Düsen oder dergleichen handeln, die bspw. in eine Bohrung in den Niederhalter 16' eingebracht sind. Es ist jedoch auch denkbar, dass solche Düsen bspw. an der Oberseite des Niederhalters 16' angebracht sind.

[0046] Mittels der Einbringmittel 61 kann ein Gleitmittel in den Zwischenraum 45 zwischen den Oberflächen 42 und 43 eingebracht werden. Es versteht sich, dass die Einbringmittel 61 hierzu an eine geeignete Versorgung mit Gleitmittel, bspw. über entsprechende Schläuche, angebunden sind. Bei geeigneter Ausgestaltung kann so bspw. kontinuierlich oder in bestimmten zeitlichen Abständen Gleitmittel zwischen den Stempel 15 und den Niederhalter 16' eingebracht werden, wodurch ein Gleitmittelfilm in dem Zwischenraum 45 entsteht.

[0047] Der Vollständigkeit halber sei noch angemerkt, dass die in Figur 3a gezeigte Positioniervorrichtung 55 auch in den Ausführungsformen gemäß den Figuren 3b bis 3d verwendet werden bzw. vorhanden sein kann. Im Übrigen kann ein Nietvorgang mittels einer erfindungsgemäßen Stanznietvorrichtung 10' wie bspw. in verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren 3a bis 3d gezeigt, so ablaufen, wie dies in den Figuren 2a bis 2d anhand einer herkömmlichen Stanznietvorrichtung 10 gezeigt und beschrieben ist.

Ansprüche

1. Stanznietvorrichtung (10') zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile (11, 12), mit einem Stempel (15), einem Gegenhalter (18), einem Niederhalter (16') und einem Schwingungserzeuger (30), wobei der Stempel (15) und der Gegenhalter (18) derart zueinander angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Bauteile (11, 12) zwischen dem Stempel (15) und dem Gegenhalter (18) anordenbar sind, wobei der Stempel (15) mittels des Schwingungserzeugers (30) in Schwingung versetzbar ist, wobei der Niederhalter (16') den Stempel (15) wenigstens teilweise umgibt und zum Andrücken der wenigstens zwei Bauteile (11, 12) an den Gegenhalter (18) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass einander zugewandte Oberflächen (42, 43) von Stempel (15) und Niederhalter (16') voneinander beabstandet sind, sodass die Oberflächen (42, 43) als eine Begrenzung eines Zwischenraums (45) ausgebildet sind.

2. Stanznietvorrichtung (10') nach Anspruch 1, wobei der Zwischenraum (45) wenigstens teilweise mit einem Hydraulikfluid (50) gefüllt ist.

3. Stanznietvorrichtung (10') nach Anspruch 2, wobei der Stempel (15) in dem Niederhalter (16') hydrostatisch gelagert ist, und wobei insbesondere ein Kreislauf für das Hydraulikfluid (50) vorgesehen ist.

4. Stanznietvorrichtung (10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Zwischenraum (45) wenigstens teilweise mit einem festen Material (51), insbesondere mit geringer Adhäsionsneigung, weitere insbesondere aufweisend Kunststoff, Keramik und/oder Kohlenstoff, gefüllt ist.

5. Stanznietvorrichtung (10') nach Anspruch 4, wobei das feste Material (51) an der dem Stempel (15) zugewandten Oberfläche (52) des Niederhalters (16') oder an der dem Niederhalter (16') zugewandten Oberfläche (43) des Stempels (15) befestigt ist und mit der jeweils anderen Oberfläche in Kontakt steht.

6. Stanznietvorrichtung (10') nach Anspruch 4, wobei das feste Material (51) als austauschbares Element, insbesondere als Hülse, ausgebildet ist, das den Stempel wenigstens teilweise umgibt und mit beiden Oberflächen in Kontakt steht.

7. Stanznietvorrichtung (10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Einbringmittel (61) vorgesehen sind, die dazu eingerichtet sind, ein Gleitmittel in den Zwischenraum (45) einzubringen.

8. Stanznietvorrichtung (10') nach Anspruch 7, wobei das Gleitmittel einen Schmierstoff, insbesondere auf Graphit-, Wachs- und/oder Ölbasis, oder ein Trennmittel, insbesondere auf keramischer- und/oder polymerer Basis, aufweist.

9. Stanznietvorrichtung (10') nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Einbringmittel (61) weiterhin dazu eingerichtet sind, das Gleitmittel kontinuierlich oder wiederholt, insbesondere in vorgegebenen zeitlichen Abständen, in den Zwischenraum (45) einzubringen.

10. Stanznietvorrichtung (10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stempel (15) auswechselbar unmittelbar oder mittelbar an dem Schwingungserzeuger (30) angebracht ist.

11. Stanznietvorrichtung (10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an einer Innenseite des Niederhalters (16') eine Positioniereinrichtung (55) für einen mit der Stanznietvorrichtung (10) verwendbaren Niet (20) vorgesehen ist.

12. Stanznietvorrichtung (10') nach Anspruch 12, wobei die Positioniereinrichtung (55) eine, insbesondere mittels Federkraft arbeitende, Zentriereinrichtung aufweist.

13. Stanznietvorrichtung (10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schwingungserzeuger (30) als Schall-Generator, insbesondere als Ultraschall-Generator, ausgebildet ist.

14. Fertigungseinrichtung (100) mit einer Stanznietvorrichtung (10') nach einem der vorstehenden Ansprüche.

Zeichnung