Grundlagenuntersuchungen zum neuen Fügeverfahren matrizenloses Nietclinchen mit überlagerter Bewegung

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Das neue Fügeverfahren Matrizenloses Nietclinchen nutzt einen flachen Amboss als Gegenwerkzeug und ermöglicht das Fügen ohne Vorloch und Einrichtaufwand. Durch die Kombination einer linearen Stempelbewegung mit einer Taumelbewegung werden die Fügekräfte signifikant reduziert. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren in Bereichen, wo herkömmliche Umformfügeverfahren mit konturierten Matrizen auf Probleme stoßen, etwa bei C-Bügeln mit großen Ausladungen, die nur mit hohem Aufwand fügbar sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass beim Wechsel der Fügeaufgabe keine Werkzeugwechsel erforderlich sind, was erhebliche Einsparungen bei der Matrizenverwaltung und Maschineneinrichtung ermöglicht. Untersuchungen haben den Einfluss relevanter Prozessparameter auf die Verbindungsherausbildung analysiert. Umfangreiche Versuchsreihen und FEM-Simulationen haben die Fügestellenbildung untersucht und wichtige Parameter identifiziert. Die gewonnenen Erkenntnisse können helfen, Niete und Fügeprozesse für bisher unerforschte Fügepaarungen zu gestalten. Das Verfahren eignet sich besonders für das Fügen von Partnern gleicher Dicke sowie ungleicher Dicke, wobei der dünnere Partner stempelseitig angeordnet wird. Die Scherzugfestigkeiten der matrizenlos nietgeclinchten Verbindungen übertreffen die vergleichbarer Halbhohlstanznietverbindungen, während die Kopfzug- und Schälzugfestigkeiten leicht höher sind als bei Clinchverbindungen. Das Matrizenlose Nietclinch