Forschungsprojekte

Vollstanznieten mit geteilter Matrize

Zielbranchen

Fahrzeug- und Verkehrstechnologien, Nutzfahrzeugbau, Schiffsbau, Sonstiger Fahrzeugbau, Stahlbau, Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen

Problemstellung

Das Vollstanznieten ist ein anerkanntes mechanisches Fügeverfahren, das mit starren, einteiligen Nietmatrizen arbeitet. Der Nachteil: Für jede Fügeaufgabe muss die Prägeringgröße der Matrize dimensioniert werden, um ein Einformen des Prägerings während der Stanzphase zu vermeiden.

Der Einsatzbereich des Vollstanznietens ist aufgrund der wirkenden Prozesskräfte, der werkstoffspezifischen Anforderungen an die zu verbindenden Bleche sowie prozessbedingter Deformationen der zu fügenden Bleche eingeschränkt. Durch eine veränderte Werkzeuggestaltung sollen diese beschränkenden Aspekte verbessert werden.

Lösung

Die geteilte Ausführung der Matrize in Prägering und Matrizenring ermöglicht eine ebene Auflagefläche der Bleche während des gesamten Stanzprozesses. Dadurch können geringere Prägeringbreiten zum Einsatz kommen, was für eine Vielzahl von Werkstoffpaarungen eine signifikante Verkleinerung der Fügekräfte zur Folge hat. Weitere Vorzüge der geteilten Matrizen sind ihr universeller Einsatz durch die Beibehaltung der Werkzeuggeometrie für verschiedene Verbindungsaufgaben sowie die Verringerung der globalen Bauteildeformationen. Hinsichtlich der Festigkeit unter quasistatischer und zyklischer Beanspruchung sind die Verbindungen starrer und geteilter Matrizen identisch. Durch den Einsatz geteilter Matrizen ergeben sich somit wesentlich günstigere technologische Bedingungen und erweiterte Anwendungsbereiche für das Vollstanznieten.