Stechnieten bei einseitiger und zweiseitiger Zugänglichkeit

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S12-IWU


Kernthesen

 

  • Infolge des lokalen Durchstoßens der Fügeteile mittels der drei Nietdorne sind die Fügekräfte im Vergleich zu Stanznietverfahren deutlich geringer, was den Vorteil einer Verringerung des anlagentechnischen Aufwands bietet. Bei ausreichender Bauteilsteifigkeit ist deshalb kein Gegenwerkzeug erforderlich.
  • Der Niet erzeugt durch eine spezielle Geometrie einen Formschluss, ohne dass auf der Gegenseite ein konturiertes Gegenwerkzeug zur Ausformung eines Schließkopfes angeordnet werden muss.
  • Eine Nietdornlänge kann flexibel für mehrere Fügeaufgaben (Fügeteilgüten und -stärken) eingesetzt werden.
  • Die Stechnietelementgeometrien sind beschichtungsgerecht ausgeführt.

Zusammenfassung

Das Stechnieten ist ein neues Verfahren, welches das Anwendungsspektrum der mechanischen Fügetechnik erweitert und flexibel einsetzbar ist. Es soll dem Anwender als elementares und hybrides Verfahren für den modernen Leichtbau zur Verfügung stehen.

Als Hybridverfahren in Kombination mit dem Kleben sichert das Stechnieten die Handlingfestigkeit einer Verbindung bis zur Klebstoffaushärtung. Das Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität (z. B. einseitiges Fügen, geringe Fügekräfte) und Einsatzmöglichkeiten für zahlreiche moderne Werkstoffe aus.

Der Beitrag stellt die Schritte und das methodische Vorgehen von der Entwicklung der Nietgeometrie bis zu den experimentellen Anwendungsuntersuchungen vor. Anhand von 3D-Simulationsmodellen des Fügeprozesses wurden geeignete Geometrieparameter des Nietelements ermittelt, bei denen das Durchstoßen der Fügeteile ohne Versagen des Nietfußes gelingt und durch anschließendes radiales Aufspreizen der Nietfüße ein Formschluss erreicht wird.

Aus der entwickelte Zielgeometrie leitet sich die Stadienfolge und der zugehörige Werkzeugsatz für das Fließpressen ab. Die für die Fügeexperimente eingesetzten Nietelemente werden an den Forschungstellen umformtechnisch hergestellt, nachbehandelt und anschließend mit einer Nietbeschichtung versehen.

Diese aufwändige Vorgehensweise stellt eine Übertragbarkeit der Anwendungsuntersuchungen in die industrielle Praxis sicher, in der derartige Nietelemente fast ausschließlich umformtechnisch hergestellt werden und unter Einsatzbedingungen ein entsprechendes Eigenschaftsprofil aufweisen.

Anhand experimenteller Untersuchungen wird das Einsatzspektrum des Stechnietens erforscht und Verbindungseigenschaften unter mechanischer sowie korrosiver Belastung charakterisiert.


Projekt

EFB 05/216, IGF 19763N

Referent: Christian Kraus

 


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