Erweiterung der Verfahrensgrenzen des Clinchens durch Voreinprägen

Gegenstand des Projektes ist die Entwicklung und Auslegung eines neuartigen Stempels, der das Voreinprägen eines Stempelabsatzes ermöglicht. Diese Umformung soll den weiteren Fügeprozess und die Zielgrößen am Ende des Fügevorgangs positiv beeinflussen, beispielsweise durch die gezielte Einstellung einer Halsdicke oder eines Hinterschnittwertes.
In der vorliegenden Studie wurden 100 Variationen je Matrizendurchmesser simuliert, wobei der Matrizendurchmesser konstant gehalten und die Parameter Stempeldurchmesser, Stempelkantenradius, Stempelstirnwinkel, Matrizentiefe und Matrizenwinkel variiert wurden. Zur Bewertung der einzelnen Designs (Parameterkonfigurationen) wurden die Ergebnisgrößen Halsfläche (Atn) und Hinterschnittfläche (Af) herangezogen, da diese direkt mit der Festigkeit der Verbindung korrelieren. Weitere ermittelte Ergebnisgrößen umfassten die Bodendicken der Einzelbleche, die Werkzeugkräfte aller Einzelkomponenten sowie deren Vorschubwege. Die Studie zeigt, dass der Lösungsraum mittels Voreinprägen zwar nicht signifikant vergrößert werden kann. Jedoch kann durch das Voreinprägen der gesamte Lösungsraum mit einem Werkzeugdesign abgedeckt werden. Erste Werkzeugkonzepte zeigen mögliche Wirkprinzipien zur Integration des Voreinprägens in Fügeanlagen.