DE10213793A1

DE10213793A1 - Verfahren, Vorrichtung und Hilfsfügeteil zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen

Info

Publication number: DE10213793A1
Application number: DE10213793A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dietrich; Reinhardt Mauermann; Fred Jesche; Lutz Lachmann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-09
Also published as: EP1487598A1; US7377021B2; WO2003080270A1; US20050120532A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Fügen von zumindest teilweise übereinander angeordneten plattenförmigen Bauteilen, insbesondere von Blechen, sowie eine Vorrichtung zum Fügen von zumindest zwei plattenförmigen Bauteilen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, in dem/der zumindest zwei Bauteile durch plastische Verformung derselben mittels Hilfsfügeteilen, insbesondere Clinchnieten, miteinander verbunden werden.
In der blechverarbeitenden Industrie werden Einzelteile durch die Fertigungsverfahren der mechanischen Fügetechnik verbunden. Die Erfindung bezieht sich auf den Bereich der mechanischen Fügetechnik, bei denen kein Vorloch benötigt wird. Vor allem in der Automobilindustrie werden diese preiswerten Verfahren in der Massenfertigung eingesetzt.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Verbinden von sich überlappenden, insbesondere plattenförmigen, Bauteilen ohne Ausbilden eines Vorlochs als Prozessschritt bekannt, wobei die Fügeverbindung zwischen den Bauteilen entweder mit Hilfe eines Hilfsfügeteiles, insbesondere Stanznieten mit Halbhohlniet oder Vollniet oder durch das sogenannte Clinchen oder Durchsetzfügen ohne ein entsprechendes Hilfsfügeteil erreicht wird.
Bei diesen Verfahren wird ein Überlappungsbereich der Bauteile zwischen einem Stempel und einer Matrize angeordnet. Dieser Stempel wird dann entweder direkt in den Fügebereich der beiden Bauteile mit hoher Kraft eingedrückt, wobei sich beide Bauteile plastisch verformen oder es wird mit Hilfe des Stempels ein Hilfsfügeteil in die zu verbindenden Fügepartner eingedrückt. Die Matrize ist dabei so ausgebildet, dass sich bei der Verformung der beiden Bauteile im Fügebereich Hinterschneidungsbereiche zwischen den Bauteilen bzw. zwischen den Bauteilen und dem Hilfsfügeteil ausbilden.
Bei Verwendung eines Hilfsfügeteiles kann dieses bereits selbst Hinterschneidungsbereiche aufweisen, und es wird durch die beiden Bauteile im Fügebereich umschlossen, wenn die Bauteile plastisch verformt werden.
Bei diesen bekannten Verfahren wird durch den Stempel von einer Seite eine Fügekraft auf beide Bauteile aufgebracht und die Matrize auf der gegenüberliegenden Seite dient dazu, diese Fügekraft abzustützen. In ebenfalls bekannten Varianten dieser Verfahren wird der linearen Stempelbewegung eine Taumelbewegung überlagert, um die Fügekräfte zu senken und gegebenenfalls den Werkstofffluss zu verbessern.
Beim bekannten Stanznieten mit Vollniet wird das Hilfsfügeteil mit einer geradlinigen Bewegung ohne Vorloch in die zu verbindenden Bleche gefügt, wobei die Gegenseite von einer hohlen Matrize geformt wird und mehrere Lochbutzen als Abfall entstehen. Das Hilfsfügeteil ist gehärtet, übernimmt beim Schneiden die Funktion des Schneidstempels und wird im Fügeprozess nicht verformt.
Beim bekannten taumelnden Stanznieten mit Halbhohlniet (DE 199 27 103) wird das Hilfsfügeteil mit einer geradlinigen und taumelnden Bewegung ohne Vorloch in die zu verbindenden Bleche gefügt, wobei die Gegenseite von einer Matrize geformt wird und kein Abfall entsteht. Das Hilfsfügeteil wird während der Fügung verformt und bildet dabei die Hinterschneidung aus.
Beim bekannten taumelnden (DE 199 45 743) wird durch den Stempel mit einer geradlinigen und taumelnden Bewegung ohne Vorloch eine Hinterschneidung in die zu verbindenden Bleche geformt, wobei die Gegenseite von einer Matrize geformt wird und kein Abfall entsteht.
Beim bekannten Tox-Nietclinchen (DE 199 13 695) wird ein Hilfsfügeteil mit einer geradlinigen Bewegung ohne Vorloch in die zu verbindenden Bleche gefügt, wobei die Gegenseite von einer Matrize geformt wird und kein Abfall entsteht.
Diese Verfahren können verwendet werden, wenn beide Seiten der zu verbindenden Bauteile zugänglich sind, um sowohl Stempel als auch Matrize entsprechend anzuordnen. Da der Stempel auf die Matrize ausgerichtet sein muss, werden sogenannte C-Bügel als Werkzeuggestelle verwendet, um Stempel und Matrize gegenseitig zu positionieren. Nachteilig bei allen bisher erwähnten Verfahren ist die geringe Koaxialitätstoleranz. Matrize und Stempel bzw. Matrize und Hilfsfügeteil müssen mit hoher Genauigkeit zueinander positioniert werden, um eine qualitätsgerechte Verbindung zu erzeugen.
Beim beschriebenen Verfahren des Stanznietens mit Vollniet werden hohe Kräfte benötigt. Diese hohen Fügekräfte stellen große Anforderungen an die Führung der Werkzeuge. Aufgrund dieser hohen Werkzeug- und Werkzeuggestellbelastungen wird die Anwendung bei hochfesten Blechen eingeschränkt. Zudem wird für die überwiegend als Werkzeuggestell eingesetzten C-Bügel die Ausladung und damit die Anwendbarkeit des Verfahrens eingegrenzt.
Weiterhin ist beim Stanznieten mit Vollniet sehr nachteilig, dass erstens, Abfall in Form von mehreren Lochbutzen pro Verbindung entsteht, der die Prozesssicherheit der nachfolgenden Fertigungsschritte beeinträchtigt, sowie zweitens, die matrizenseitigen Bleche oft an der Matrize klemmen mit der Folge von Matrizenverschleiß und -bruch; und drittens, das Hilfsfügeteil kompliziert und teuer in der Herstellung ist.
Beim Tox-Nietclinchen müssen ebenfalls hohe Kräfte aufgewendet werden.
Es bestehen sowohl beim Stanznieten mit Vollniet oder Halbhohlniet als auch beim Tox- Nietclinchen weiterhin die Nachteile, dass sowohl weitreichende Koaxialitätsforderungen zwischen Stempel und Matrize erfüllt werden müssen, als auch die Notwendigkeit zum Sortieren der Hilfsfügeteile bezüglich Ober- und Unterseite besteht, und somit eine aufwendige Hilfsfügeteilzuführung realisiert werden muss.
Ein weiteres Verfahren wurde in DE 101 02 712.5 vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren werden die Fügepartner mit Nieten einer hohen Härte verbunden, die sich im Prozess nicht wesentlich verformen. Bei diesem Verfahren ist eine konturierte Matrize nicht erforderlich. Ein flacher Amboss als Gegenwerkzeug ist ausreichend, um Verbindungen hoher Qualität herstellen zu können.
Probleme bei diesem Verfahren können auftreten durch die Rissanfälligkeit der Niete aufgrund der hohen Härte und Hohlräume an der Mantelfläche des Nietes, die sich für die Festigkeit der Verbindung bei dem Kontakt mit korrosiven Medien negativ auswirken.
Weiterhin ist nachteilig, dass bei nicht wesentlich verformbaren Nieten die Restdicke der untersten Blechlage stark reduziert wird und einen kritischen Wert von 0.3 mm oft unterschreitet.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen ohne Vorloch mittels Hilfsfügeteil, insbesondere einem verformbaren Clinchniet, sowie eine Vorrichtung zum Fügen von zwei Bauteilen der eingangs genannten Art anzugeben, wodurch vor allem die beim Fügen aufzubringenden Kräfte gesenkt werden können und die notwendige Genauigkeit der Positionierung von Hilfsfügeteil zum Gegenwerkzeug (flacher Amboss) gesenkt werden kann.
Des Weiteren wird beim vorliegenden Verfahren Abfall aus dem Stanzvorgang vermieden.
Ferner werden komplizierte Gegenwerkzeuge vermieden, bei denen es zu Blechverklemmungen und damit verbundenem Matrizenverschleiß und -bruch kommen kann. Dadurch werden Anschaffungskosten und Betriebskosten wesentlich reduziert.
Weiterhin wird die Notwendigkeit der Ausrichtung der Hilfsfügeteile vor der Zuführung zur Bearbeitungsmaschine aufgrund der erfindungsgemäß vorgestellten Ausführungsform der Hilfsfügeteile, insbesondere Clinchniete, vermieden.
Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz sich verformender Niete eine qualitativ hochwertige Verbindung ohne Hohlräume an der Mantelfläche des Nietes und ohne Risse im Niet.
Ferner lassen sich einfach herstellbare Nietgeometrien ohne Hinterschneidungen in der Anfangsform realisieren.
Gemäß einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Weiterhin wird diese Aufgabe gemäß dem Vorrichtungsaspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 12.
Ferner wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Hilfsfügeteil mit den Merkmalen des Patentanspruches 19.
Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile vor der Herstellung der Verbindung,
Fig. 2 Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile in einem Zwischenstadium während der Herstellung der Verbindung,
Fig. 3 Vorrichtung sowie plattenförmige Bauteile nach der Herstellung der Verbindung,
Fig. 4 mögliche Ausgestaltungsformen des Hilfsfügeteils.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Ausführungsbeispiel erläutert. In Fig. 1 ist ein Ausschnitt der Fügevorrichtung gezeigt. Diese Fügevorrichtung weist ein Oberwerkzeug bestehend aus einem Stempel (6) und einem Niederhalter (5) sowie ein Unterwerkzeug (4) als Gegenwerkzeug zum Oberwerkzeug auf. Beide Werkzeuge sind nur abschnittsweise, d. h. nicht vollständig dargestellt.
Zum Fügen (Verbinden) der beiden Bauteile (2, 3) ist in Fig. 1 ein Hilfsfügeteil (1), insbesondere ein Clinchniet, gezeigt. Mögliche Ausführungsbeispiele dieses Clinchnietes sind in Fig. 4 vorgestellt. Der gezeigte Clinchniet zeichnet sich dadurch aus, dass erfindungsgemäß nicht nur einfache Rotationssymmetrie bezüglich der Längsachse (14) vorliegt, sondern auch eine Spiegelsymmetrie an der mittleren Orthogonalebene zur Längsachse (14), was eine Lageorientierung der Niete vor dem Fügevorgang erübrigt.
Die Übergänge (13) der Stirnseiten (11) zur Mantellinie des Nietes (12) werden durch eine Doppelfase, eine einfache Fase oder einen Radius beschrieben. In einer weiteren Ausgestaltungsform des Nietes wird dieser Übergang (13) durch eine Schleppkurve, auch Traktrix genannt, beschrieben. Diese Schleppkurve startet an der Mantellinie des Nietes und läuft dann asymptotisch an der Nietstirnseite bis zum Mittelpunkt aus. Die Kurvenparameter sind von der Anwendung abhängig.
In allen Ausgestaltungsformen wird das plastische Fließen des verdrängten Werkstoffes der plattenförmigen Bauteile durch die Gestaltung des Überganges von der Mantellinie zur Stirnfläche unterstützt.
In Fig. 1 ist die Ausgangsstellung dargestellt, bei der das Hilfsfügeteil (1) in der Zeichnung oberhalb von zwei übereinanderliegenden plattenförmigen Bauteilen, insbesondere Blechen (2, 3) positioniert ist, welche wiederum an dem erfindungsgemäß flachen Gegenwerkzeug (4) anliegen.
Diese plattenförmigen Bauteile (2, 3) werden durch einen Niederhalter (5) geklemmt. Dieser Niederhalter (5) weist nach oben hin einen Öffnungswinkel (5a) auf. In dieser Öffnung ist ein Fügestempel (6) angeordnet.
Dieser Fügestempel (6) ist um den Schnittpunkt zwischen Nietlängsachse 16 und Längsachse des Stempels 6 rotationsfrei in der Öffnung 5a schwenkbar, um die erfindungsgemäße Taumelbewegung des Stempels (6) zu ermöglichen.
Bei dem Verfahren kann der axialen Vorschubbewegung zum Fügen des Clinchnietes eine taumelnde Bewegung des Stempels (6) überlagert werden.
Diese Taumelbewegung selbst kann erfindungsgemäß entweder während des ganzen Fügeprozesses oder ausschließlich während eines Teiles des Fügeprozesses der axialen Vorschubbewegung überlagert sein.
Durch die Taumelbewegung wird der Werkstoff der plattenförmigen Bauteile (2, 3) partiell umgeformt, so dass wie beschrieben die Prozesskräfte deutlich sinken.
Während der Stempel (6) diese Taumelbewegung ausführt, kann der Prozesskraft eine variable, von der Taumelbewegung abhängige Zusatzkraft überlagert sein.
Während der Wanderung der zwischen der Stirnseite des Stempels (6b) und Stirnseite des Hilfsfügeteiles (11) gebildeten Kontaktfläche vom Mittelpunkt des Nietes nach außen, wird diese Zusatzkraft zur Prozesskraft addiert und während der Wanderung dieser Fläche von außen nach innen wird diese Zusatzkraft von der Prozesskraft subtrahiert.
Zusätzlich wird durch diese variable Zusatzkraft der gewünschte Werkstofffluss radial von innen nach außen unterstützt, wodurch der Nietdurchmesser an der Oberfläche zusätzlich vergrößert wird und der Spalt zwischen Niet und Plattenwerkstoff besser eingeebnet werden kann.
Wenn für die Anwendung ein kleinerer sichtbarer Nietdurchmesser gewünscht ist, dann kann die variable Zusatzkraft 180° phasenverschoben überlagert werden und der radial nach außen gerichtete Werkstofffluss im Niet wird zum großen Teil unterdrückt.
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise am Gegenwerkzeug (4) eine in Abhängigkeit von der Taumellage des Stempels (6) steuerbare Vorrichtung zur Beaufschlagung des Prozesses mit dieser variablen Zusatzkraft vorgesehen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung zur Beaufschlagung des Prozesses mit dieser variablen Zusatzkraft auf der Seite des Oberwerkzeuges angebracht.
Bei allen genannten Ausführungsbeispielen eignen sich mechanische, elektromagnetische oder piezo-elektrische Vorrichtungen, die bezüglich der Erzeugung der zyklischen Zusatzkraft exakt steuerbar sind.
Das Gegenwerkzeug (4) ist an der Anlagefläche der plattenförmigen Bauteile vorzugsweise eben ausgebildet.
Bei Verwendung eines flachen Gegenwerkzeuges (4) kommt es in Abhängigkeit von der Größe der auf den Niederhalter (5) ausgeübten Kraft zur Herausbildung einer Wölbung mit dem unteren Wölbmaß (8) im unteren Blech. Soll die Werkstoffanhäufung auf der Stempelseite der Bleche (2) erfolgen, wird zwischen Niederhalter (5) und Stempel (6) ein Zwischenraum vorgesehen und der Niederhalter (5) mit einer höheren Kraft beaufschlagt.
Fig. 2 zeigt einen Zwischenzustand des Fügeprozesses, bei dem der Niet (1) bereits ein Stück weit in die Bleche (2, 3) eingedrungen ist. Der Niet (1) wird durch die beschriebene axiale Vorschubbewegung des Stempels (6), dem eine ebenfalls beschriebene Taumelbewegung mit dem konstanten oder variablen Taumelwinkel (6a) überlagert ist, in die Bleche eingedrückt. Dabei findet ein Verdrängen des Werkstoffes durch den Niet (1) statt. Eine Hinterschneidung (7) ist aber noch nicht herausgebildet worden.
In Fig. 3 ist der Endzustand des Fügevorganges abgebildet. Das Material in den Blechen (2, 3) wird durch den Niet (1) derart verdrängt, dass sich eine Hinterschneidung (7) zwischen dem oberen und unteren Blech (2, 3) herausbildet. Durch diese Hinterschneidung entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen den plattenförmigen Bauteilen (2, 3). Die Herausbildung der Hinterschneidung (7) wird durch die plastische Verformung des Nietes (1) unterstützt. Hohlräume zwischen der Mantelfläche des Nietes (1) und dem Werkstoff des oberen Bleches (2) werden durch die Nietverformung zugedrückt.
Der Niet (1) verformt sich im Fügeprozess erheblich. Der Niet (1) weist im eingeformten Zustand eine Taillierung auf, die im ursprünglichen Zustand nicht vorhanden ist. Diese unterstützt die Herausbildung des Hinterschnittes und verhindert ein späteres Herausfallen des Nietes aus der Fügestelle.
Aufgrund des beschriebenen Prozesses kann es in Abhängigkeit von den eingesetzten Materialien und der aufgewendeten Prozesskräfte und -temperaturen zusätzlich zur Ausbildung der beschriebenen formschlüssigen auch zu einer stoffschlüssigen Verbindung kommen.
Das Hilfsfügeteil durchdringt die in der Zeichnung oben angeordnete Platte (2) in der Regel nicht. Es verbleibt eine Restschicht zwischen dem Hilfsfügeteil (1) und der in der Zeichnung unten angeordnete Platte (3). Das Hilfsfügeteil (1) steht daher meist zumindest im Verbindungsbereich auch nach Abschluss des Fügevorganges ausschließlich mit einer der beiden plattenförmigen Bauteile (2) in Kontakt.
Die durch diesen Fügeprozess eingeformte Hinterschneidung (7) beeinflusst gemeinsam mit der Restbodendicke (9) und der Halsdicke (10) die Festigkeit des Fügepunktes. Durch das Zusammenspiel der beschriebenen Prozessparamenter, insbesondere Fügekraft, Niederhalterkraft, Art und Dauer der Taumelbewegung und den Geometrien von plattenförmigen Bauteilen (2, 3), Clinchniet (1), Niederhalter (5) und Stempel (6), können diese Größen gezielt beeinflusst werden.
In den vorangestellten Ausführungen ist ein Verfahren zum Verbinden von sich zumindest teilweise überlappenden plattenförmigen Bauteilen, insbesondere Blechen, in einem mechanischen Fügeprozess ohne Vorloch mit Hilfe eines einfach herstellbaren Hilfsfügeteiles, vorgestellt. Das Hilfsfügeteil wird durch ein Ober- und Unterwerkzeug in einer axialen Vorschubbewegung, welcher eine Taumelbewegung des Oberwerkzeuges überlagert sein kann, so in die zu verbindenden Teile eingeformt, dass im Verbindungsbereich dieser plattenförmigen Bauteile unter plastischer Verformung eine form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung ausgebildet wird. Der Verbindungsbereich der form- und/oder stoffschlüssige Verbindung weist zumindest eine Hinterschneidung aus dem Werkstoff dieser plattenförmigen Bauteilen auf.
Das Hilfsfügeteil steht meist zumindest im Verbindungsbereich auch nach Abschluss des Fügevorganges ausschließlich mit einer der beiden plattenförmigen Bauteile in Kontakt. Das Hilfsfügeteil verändert während des Fügeprozesses seine Form und trägt dadurch zur Herausbildung des Hinterschnittes bei. Das Verbleiben von Hohlräumen an der Mantelfläche des Nietes wird vermieden.
Die Taumelbewegung des beschriebenen Stempels im Oberwerkzeug kann entweder während des ganzen Fügeprozesses oder ausschließlich während eines Teiles des Fügeprozesses der Vorschubbewegung überlagert werden.
Eine variable, von der Taumelbewegung des Stempels im Oberwerkzeug abhängige Zusatzkraft kann der Prozesskraft überlagert sein, wobei diese variable Zusatzkraft bei steigendem Taumelwinkel einen größeren Wert annehmen kann und bei abnehmendem Winkel auf einen kleineren Wert reduziert werden kann.
Diese Zusatzkraft kann entweder über das Oberwerkzeug oder durch das Unterwerkzeug aufgebracht werden.
Die vom Niederhalter, der die zu verbindenden Bauteile während des Fügevorganges fixiert, aufgebrachte Niederhaltekraft ist frei wählbar, wodurch eine Beeinflussung des Werkstoffflusses in Richtung des Ober- oder Unterwerkzeuges ermöglicht wird und die Herausbildung des Hinterschnittes beeinflusst werden kann.
In den vorangestellten Ausführungen ist eine Vorrichtung vorgestellt, die insbesondere zur Durchführung der oben vorgestellten Verfahren gemäß Anspruch 1 und den entsprechenden Unteransprüchen dient, bestehend aus einem Oberwerkzeug, einem Unterwerkzeug und einem Hilfsfügeteil. Gekennzeichnet ist diese Vorrichtung durch einen eine Taumel- sowie axiale Vorschubbewegung ausführenden Stempel als Bestandteil des Oberwerkzeuges im Eingriff mit einem verformbaren Hilfsfügeteil und dem auf der gegenüberliegenden Seite der zu verbindenden Bleche angeordneten Unterwerkzeug.
Die Stirnfläche des Stempels weist einen größeren oder gleich großen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser der entsprechenden stirnseitigen Fläche des Hilfsfügeteils auf.
Der Niederhalter, als Bestandteil des Oberwerkzeuges, kann eine Aussparung auf der den plattenförmigen Bauteilen zugewandten Stirnfläche aufweisen, die zur Aufnahme von prozessbedingt verdrängtem Werkstoff vorgesehen ist.
Das Hilfsfügeteil ist vorzugsweise als ein Clinchniet ausgeführt.
Dieser Clinchniet ist aus gehärtetem Stahl oder hochfesten Aluminiumlegierungen gebildet. Der Niet ist bezüglich einer mittigen Orthogonalebene zur Längsachse symmetrisch gestaltet und weist somit eine weitere, zweite Symmetrie neben der Rotationssymmetrie auf.
Das Gegenwerkzeug zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft ist entweder im Wesentlichen starr mit einem Werkzeuggestell verbunden oder beweglich gelagert. Das Gegenwerkzeug zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft ist im Wesentlichen eben.
Die variable, von der Taumelbewegung abhängige Zusatzkraft in Abhängigkeit von der Taumellage kann durch eine mechanisch, elektromagnetisch oder piezoelektrisch angetriebene Vorrichtung gebildet werden.

Zeichnungen

Bezeichnungen in Fig. 1 bis Fig. 4

1 Hilfsfügeteil (Clinchniet)
2 Stempelseitiges Blech
3 Gegenwerkzeugseitiges Blech
4 Gegenwerkzeug
5 Niederhalter
5a Niederhalterschräge
6 Stempel
6a Stempelschwenkwinkel
6b Stirnseite des Stempels
7 Hinterschneidung
8 Unteres Wölbmaß
9 Restbodendicke
10 Halsdicke
11 Stirnseite des Nietes
12 Mantellinie des Nietes
13 Übergang von der Stirnseite zur Mantellinie des Nietes
14 Längsachse des Nietes

Claims

1. Verfahren zum Verbinden von sich zumindest teilweise überlappenden plattenförmigen Bauteilen (2, 3), insbesondere Blechen, in einem mechanischen Fügeprozess ohne Vorloch mit Hilfe eines verformbaren Hilfsfügeteiles (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfügeteil (1) durch ein Oberwerkzeug (5, 6) gegen ein im Wesentlichen ebenes Unterwerkzeug (4) mit einer axialen Vorschubbewegung, welcher eine Taumelbewegung des Oberwerkzeuges (6) überlagert sein kann, so in die zu verbindenden Teile (2, 3) eingeformt wird, dass im Verbindungsbereich dieser Bauteile (2, 3) eine unter plastischer Verformung der Bauteile und des Hilfsfügeteiles gebildete form- und/oder stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird, ohne dass eine Materialdurchtrennung der Bauteile (2, 3) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich der form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung zumindest eine Hinterschneidung (7) aus Werkstoff dieser Bauteile (2, 3) aufweist.

3. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsfügeteil (1) zumindest im Verbindungsbereich auch nach Abschluss des Fügevorganges ausschließlich mit einer der beiden Bauteile in Kontakt steht.

4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsfügeteil (1) während des Fügeprozesses seine Form deutlich verändert.

5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelbewegung eines Stempels im Oberwerkzeug (6) während des ganzen Fügeprozesses der Vorschubbewegung überlagert wird.

6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelbewegung des Stempels im Oberwerkzeug (6) nur während eines Teiles des Fügeprozesses der Vorschubbewegung überlagert wird.

7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel im Oberwerkzeug (6) das Hilfsfügeteil ohne überlagerte Taumelbewegung in die Bauteile (2, 3) einformt.

8. Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer Prozesskraft eine variable von der Taumelbewegung des Stempels im Oberwerkzeug (6) abhängige Zusatzkraft überlagert wird, wobei die variable Zusatzkraft bei steigendem Taumelwinkel (6a) einen größeren Wert annehmen kann und bei abnehmenden Winkel (6a) auf einen kleineren Wert reduziert werden kann.

9. Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die variable von der Taumelbewegung abhängige Kraft über das Oberwerkzeug (5, 6) aufgebracht wird.

10. Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die variable von der Taumelbewegung abhängige Kraft über das Unterwerkzeug (4) aufgebracht wird.

11. Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Niederhaltekraft eines Niederhalters (5), der die zu verbindenden Bauteile während des Fügevorganges fixiert, frei wählbar ist, wodurch eine Beeinflussung des Werkstoffflusses in Richtung des Ober- oder Unterwerkzeuges (4, 5) ermöglicht wird.

12. Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einem Oberwerkzeug (5, 6), einem Unterwerkzeug (4) und einem Hilfsfügeteil (1), gekennzeichnet durch einen eine Taumel- sowie axiale Vorschubbewegung ausführenden Stempel (6) als Bestandteil des Oberwerkzeuges im Eingriff mit einem deutlich verformbaren Hilfsfügeteil (1) und dem auf der gegenüberliegenden Seite der zu verbindenden Bleche (2, 3) angeordneten Unterwerkzeug.

13. Vorrichtung gemäß dem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des Stempels (6b) einen größeren Durchmesser oder den gleichen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser der entsprechenden stirnseitige Fläche des Hilfsfügeteils (13) aufweist.

14. Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Niederhalter (5) und Stempel (6) auf der den Bauteilen (2, 3) zugewandten Stirnfläche ein Zwischenraum frei bleibt, der zur Aufnahme von prozessbedingt verdrängtem Werkstoff vorgesehen ist.

15. Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenwerkzeug (4) zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft im Wesentlichen starr mit einem Werkzeuggestell verbunden ist.

16. Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenwerkzeug (4) zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft beweglich gelagert ist.

17. Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenwerkzeug (4) zur Erzeugung der notwendigen Gegenkraft im Wesentlichen eben ist.

18. Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die variable von der Taumelbewegung abhängige Zusatzkraft in Abhängigkeit von der Taumellage durch eine mechanisch, elektromagnetisch oder piezoelektrisch angetriebene Vorrichtung gebildet ist.

19. Hilfsfügeteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Clinchniet (vgl. Fig. 4) ausgeführt ist, der sich im Fügeprozess deutlich veformt.

20. Hilfsfügeteil (1) gemäß dem Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es aus gehärtetem Stahl gebildet ist.

21. Hilfsfügeteil (1) gemäß dem Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer hochfesten Alumiumlegierung gebildet ist.

22. Hilfsfügeteil (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es an zumindest einer der Stirnflächen (11) eine ballige Vertiefung aufweist.

23. Hilfsfügeteil (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es an zumindest einer der Stirnflächen (11) eine kegelförmige Vertiefung aufweist.

24. Hilfsfügeteil (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es an zumindest einer der Stirnseiten (11) einen Übergang zum Mantel (12) aufweist, der durch eine Schleppkurve beschrieben werden kann.

25. Hilfsfügeteil (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es an zumindest einer der Stirnseiten (11) einen Übergang zum Mantel (12) aufweist, der durch mindestens zwei Fasen beschrieben werden kann.

26. Hilfsfügeteil (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es an zumindest einer der Stirnseiten (11) einen Übergang zum Mantel (12) aufweist, der durch eine einfache Fase beschrieben werden kann.

27. Hilfsfügeteil (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es an zumindest einer der Stirnseiten (11) einen Übergang zum Mantel (12) aufweist, der durch einen Radius beschrieben werden kann.

28. Hilfsfügeteil (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass es bezüglich einer mittigen Orthogonalebene zur Längsachse (14) symmetrisch gestaltet ist und somit eine weitere, zweite Symmetrie neben der Rotationssymmetrie aufweist.