Clinchen zeigt sich auch bei großen Blechdicken als sehr effizient

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Hans Schröder Maschinenbau GmbH

KOHLER Maschinenbau GmbH

VdLB Verband deutscher Laseranwender - Blechbearbeitung e.V.

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Dabei ist insbesondere auf die Aufbiegung des Bügels bei maximaler Last sowie auf die Begrenzung der maximalen C-Bügel-Zugspannungen zu achten. Für robotergestütztes Clinchen muss die bei höheren Fügekräften notwendige größere Masse der Bügel schon bei der Prozessplanung berücksichtigt werden.

Fügetechnik nutzt FEM-Simulationen von Clinchprozessen

Um die Punktausprägungen sowie die Prozesskräfte auch ohne Experimente genau bestimmen zu können, wird in der Fügetechnik die FEM-Simulation von Clinchprozessen genutzt. Der Vergleich der Simulationsergebnisse für verschiedene Punktdimensionen zeigt die Grenzen der Werkzeugauslegung auf: Der Einsatz von geringen Matrizen- und Stempeldurchmessern führt vor allem zu einer stärkeren Abstreckung des oberen Bleches, was deutlich geringere Halsdicken und somit geringere Verbindungsfestigkeiten bedingt. Bei größeren Werkzeugdurchmessern steigt hingegen die Fügekraft sehr stark an.

Die Korrelation zwischen der Punktdimension und der Verbindungsfestigkeit wird durch quasistatische Zugversuche eindrucksvoll bestätigt. Im Ergebnis dieser Testreihe kann für die meisten der untersuchten Werkstoffpaarungen und Punktdimensionen ein Verhältnis aus Fügekraft und einer maximal ertragbarer Scherzugkraft von 10:1 bis 15:1 festgestellt werden. Die für das Clinchen günstige Fügerichtung, stempelseitig das dickere und matrizenseitig das dünnere Blech anzuordnen, führt zu einer deutlichen Steigerung der Scherzugfestigkeit einer Verbindung. Die Erkenntnisse hinsichtlich des Fügekraft-Festigkeits-Verhältnisses als auch die zu bevorzugende Fügerichtung beim Clinchen auch dicker Bleche entsprechen den bisher bekannten Erkenntnissen aus dem Feinblechbereich.

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