DE20309424U1

DE20309424U1 - Connection to join sheet or sheet component and connecting element has sheet consisting of material at least as hard as that of connecting element

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Publication number: DE20309424U1
Application number: DE20309424U
Authority: DE
Original assignee: MDS MASCHINEN und WERKZEUGBAU; MDS MASCHINEN- und WERKZEUGBAU GmbH
Current assignee: SCHMIDT, DIETER, DE
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2013-06-18

Abstract

The connection between the sheet or sheet component (1) and the connecting element (2) involves passing the connecting element through a hole (3) made from the outer surface (1.1) of the sheet.. The bolt has a widened part (2.2) fitting in this hole. The sheet consists of material at least as hard as that of the connecting element.

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Verbindung gemäß Oberbegriff Schutzanspruch 1.The innovation relates to one Connection according to the generic term Protection claim 1.

Verbindungen zwischen einem Blech oder einem aus Blech gefertigten Bauteil und einem Verbindungselement, beispielsweise in Form eines Bolzens oder einer Mutter sind bekannt und werden insbesondere auch unter Verwendung sogenannter Stanzköpfe durch Fügen und Verpressen dadurch realisiert, daß das entsprechende Verbindungselement in eine Vorlochung des Bleches eingesetzt und dann das Material des Bleches um diese Vorlochung herum derart verformt wird, daß das hierbei verdrängte Blechmaterial das Verbindungselement im Bereich einer am Verbindungselement ausgebildeten Hinterschneidung formschlüssig hintergreift. Diese Art der Verbindung ist in der Praxis bewährt, setzt allerdings voraus, daß die Materialhärte des Verbindungselementes größer ist als die entsprechende Materialhärte des Bleches bzw. des aus dem Blech hergestellten Bauteils.Connections between a sheet or a component made of sheet metal and a connecting element, for example in the form of a bolt or a nut are known and in particular also using so-called punching heads Add and Pressing realized that the corresponding connecting element inserted in a pre-perforation of the sheet and then the material the sheet around this pre-perforation is deformed in such a way that this displaced Sheet metal material the connecting element in the area of the connecting element trained undercut engages positively. This kind the connection is tried and tested in practice, but requires that the material hardness of the connecting element is larger than the corresponding material hardness the sheet or the component made from the sheet.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine Verbindung aufzuzeigen, die eine einwandfreie Verankerung von Verbindungselementen in Blechen oder in aus Blech gefertigten Bauteilen auch bei einer Materialhärte für das Blech ermöglicht, die gleich oder größer ist als die Materialhärte des Verbindungselementes. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Verbindung entsprechend dem Schutzanspruch 1 ausgebildet.The task of the innovation is one To demonstrate connection, the proper anchoring of fasteners in sheet metal or in components made of sheet metal, even with one material hardness for the Sheet metal allows which is the same or larger than the material hardness of the connecting element. To the solution this task is a connection according to the protection claim 1 trained.

Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Neuerung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:Further developments of the innovation are Subject of the subclaims. The innovation is described below with reference to the figures using an exemplary embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch ein aus Stahlblech hergestelltes Bauteil, zusammen mit einem in diesem Bauteil verankerten Verbindungselement in Form eines Gewindebolzens; 1 a simplified representation of a section through a component made of sheet steel, together with a connecting element anchored in this component in the form of a threaded bolt;

2 eine Ansicht der 1 von unten, d. h. in Blickrichtung des Pfeiles A der 1; 2 a view of the 1 from below, d. H. in the direction of arrow A 1 ;

3 eine Darstellung ähnlich 1, jedoch zusammen mit einem Verpreßwerkzeug; 3 a representation similar 1 , but together with a pressing tool;

4 eine Ansicht der 3 in Blickrichtung des Pfeiles B dieser Figur; 4 a view of the 3 looking in the direction of arrow B of this figure;

5 in einer vergrößerten Darstellung die Verbindung der 1–4; 5 in an enlarged view the connection of the 1 - 4 ;

6 eine Darstellung ähnlich 1, jedoch bei einem als Mutter ausgebildeten Verbindungselement. 6 a representation similar 1 , but with a connecting element designed as a nut.

In den Figuren sind 1 ein Metallblech aus einem sehr harten Material, beispielsweise aus Edelstahl (zum Beispiel Chrom-Nickel-Stahl) und 2 ein Verbindungselement in Form eines Gewindebolzens, der in dem Blech 1 verankert ist. Der Gewindebolzen 2 besteht dabei aus einem Material, dessen Härte höchstens gleich oder aber kleiner ist als die Materialhärte des Bleches 1 oder des aus diesem Blech gefertigten Bauteils.In the figures are 1 a metal sheet made of a very hard material, for example stainless steel (for example chrome-nickel steel) and 2 a connecting element in the form of a threaded bolt, which in the sheet 1 is anchored. The threaded bolt 2 consists of a material whose hardness is at most equal to or less than the material hardness of the sheet 1 or the component made from this sheet.

Der Bolzen 2 besitzt einen Gewindeschaft 2.1, einen Bund 2.2, der sich an den Gewindeschaft 2.1 anschließt und über diesen radial vorsteht, sowie an dem Bund anschließend ein Bolzenkopf 2.3, der seinerseits radial über den Bund 2.2 vorsteht. Der Bund 2.2, aber auch der Bolzenkopf 2.3 besitzen bei der dargestellten Ausführungsform einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt, d. h. der Bund 2.2 und der Bolzenkopf 2.3 sind als Vierkant ausgeführt. Mit dem Bund 2.2 ist der Gewindebolzen 2 in einer an die Querschnittsform und Querschnittsgröße des Bundes 2.2 angepaßten Vorlochung 3 im Blech 1 passend und verdrehungssicher aufgenommen, und zwar derart, daß der Bolzenkopf 2.3 gegen eine Oberflächenseite 1.1 des Bleches 1 anliegt und der Bund 2.2 etwas über die andere Oberflächenseite 1.2 des Bleches 1 vorsteht. Der Bund 2.2 besitzt hierfür eine axiale Länge, die etwas größer ist als die Dicke des Bleches 1. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die axiale Länge des Bundes 2.2 etwa gleich dem 1,5-fachen der Dicke des Bleches 1. Der Bund 2.2 ist hinterschneidungslos ausgebildet, d. h. er besitzt bei der dargestellten Ausführungsform über seine gesamte axiale Länge einen gleichbleibenden Querschnitt.The bolt 2 has a threaded shaft 2.1 , a covenant 2.2 that attaches to the threaded shaft 2.1 connects and protrudes radially over this, and then a bolt head on the collar 2.3 , which in turn radially over the federal government 2.2 protrudes. The Bund 2.2 , but also the bolt head 2.3 have in the illustrated embodiment a cross-section deviating from the circular shape, ie the collar 2.2 and the bolt head 2.3 are designed as a square. With the federal government 2.2 is the threaded bolt 2 in a cross-sectional shape and cross-sectional size of the federal government 2.2 adapted prepunch 3 in the sheet 1 fit and secured against rotation, in such a way that the bolt head 2.3 against a surface side 1.1 of the sheet 1 applies and the federal government 2.2 something over the other surface side 1.2 of the sheet 1 protrudes. The Bund 2.2 has an axial length that is slightly larger than the thickness of the sheet 1 , In the illustrated embodiment, the axial length of the federal government 2.2 approximately equal to 1.5 times the thickness of the sheet 1 , The Bund 2.2 is designed without an undercut, d. H. in the embodiment shown, it has a constant cross section over its entire axial length.

Die 1 zeigt den Gewindebolzen 2 in seinem in die Vorlochung 3 eingesetzten Zustand, allerdings vor dem Verankern bzw. Verpressen in dem Blech 1. Dieses Verankern bzw. Verpressen erfolgt mit dem in den 3 und 4 sehr vereinfacht dargestellten Einpresswerkzeug. Dieses besteht im wesentlichen aus dem Stempel 4 und der Matritze 5. Wie die 3 zeigt, liegt der Stempel 4 beim Einpressen mit seinem Stempelende bzw. mit der von diesem Stempelende gebildeten Stirn- oder Stempelfläche 4.1 gegen die dem Schaft 2.1 abgewandte Seite des Bolzenkopfes 2.3 an. Die hülsenartige Matritze 5 umschließt den Schaft 2.1 und liegt mit Matritzenflächen 5.1, die an der in der 3 oberen Stirnfläche der Matritze 5 gebildet sind, gegen die dem Schaft 2.1 zugewandte Fläche des Bundes 2.2 an, so daß bei ausreichend hoher, in Achsrichtung des Gewindebolzens 2 wirkender Stempelkraft und entsprechender Gegenkraft der Matritze 5 der Bund 2.2 insbesondere an seinem über die untere Oberflächenseite des Bleches 1 vorstehenden Bereich durch Verdrängen des Materials derart verformt wird, daß sich hierbei aus dem Material des Bundes 2.3 den Rand der Vorlochung 3 an der Unterseite 1.2 des Bleches 1 übergreifende Verankerungsabschnitte 6 ergeben (5).The 1 shows the threaded bolt 2 in his in the prepunch 3 used state, but before anchoring or pressing in the sheet 1 , This anchoring or pressing takes place with the in the 3 and 4 press tool shown in a very simplified form. This essentially consists of the stamp 4 and the die 5 , As the 3 shows, the stamp lies 4 when pressed in with its stamp end or with the end face or stamp surface formed by this stamp end 4.1 against the shaft 2.1 opposite side of the bolt head 2.3 on. The sleeve-like matrix 5 encloses the shaft 2.1 and lies with matrix surfaces 5.1 that at the in the 3 upper face of the die 5 are formed against the shaft 2.1 facing area of the federal government 2.2 on, so that at a sufficiently high, in the axial direction of the threaded bolt 2 effective punch force and corresponding counterforce of the die 5 the Bund 2.2 especially on its over the lower surface side of the sheet 1 protruding area is deformed by displacing the material so that this is from the material of the federal government 2.3 the edge of the prepunch 3 on the bottom 1.2 of the sheet 1 overarching anchoring sections 6 result ( 5 ).

Bei der dargestellten Ausführungsform sind insgesamt vier Matritzenflächen 5.1 um die Achse der Matritze 5 verteilt an der oberen Matritzenöffnung derart vorgesehen, daß sich beim Verpressen vier Verankerungsabschnitte 6 ergeben, und zwar jeweils ein Verankerungsabschnitt an jeder Ecke des im Querschnitt quadratischen Bundes 2.2.In the embodiment shown, there are a total of four die surfaces 5.1 around the axis of the die 5 distributed at the upper die opening provided in such a way that four anchoring sections during the pressing 6 result, namely an anchoring section at each corner of the cross-sectionally square collar 2.2 ,

Die 6 zeigt in einer Darstellung wie 1 das Blech 1 zusammen mit einem als Mutter 7 ausgebildeten Verbindungselement. Die Mutter 7 besteht aus einem Mutterkörper 7.1 und einem über eine Stirnseite des Mutterkörpers 7.1 wegstehenden und achsgleich mit dem Mutterkörper angeordneten Bund 7.2 mit gegenüber dem Mutterkörper 7.1 verkleinertem Durchmesser. Zumindest der Bund 7.2 besitzt wiederum einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt, beispielsweise in Form eines Vierkants. Mit dem Bund 7.2 wird die Mutter 7 zum Verankern im Blech 1 zunächst in die im Querschnitt an den Bund 7.2 angepaßte Vorlochung 3 eingesetzt. Anschließend erfolgt mit Hilfe eines Einpresswerkzeuges durch Verformen des Bundes 7.2 die Verankerung der Mutter 1 im Blech, wie dies vorstehend für den Gewindebolzen 2 beschrieben wurde.The 6 shows how 1 the sheet 1 together with one as a mother 7 trained connecting element. The mother 7 be stands out of a mother body 7.1 and one over an end face of the mother body 7.1 protruding and axially aligned collar with the mother body 7.2 with opposite to the mother body 7.1 reduced diameter. At least the federal government 7.2 again has a cross-section deviating from the circular shape, for example in the form of a square. With the federal government 7.2 becomes the mother 7 for anchoring in sheet metal 1 first in the cross section to the federal government 7.2 adapted pre-punching 3 used. This is then done using a press-in tool by deforming the federal government 7.2 the anchoring of the mother 1 in the sheet, as above for the threaded bolt 2 has been described.

Die Mutter 7 besitzt ein Mutter- oder Innengewinde 8, welches im Mutterkörper 7, aber auch in dem Bund 7.2 ausgebildet ist.The mother 7 has a female or female thread 8th which is in the mother's body 7 , but also in the federal government 7.2 is trained.

Die Neuerung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Neuerung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, den jeweiligen Bund 2.2 bzw. 7.2 mit einem anderen, von der Kreisform abweichenden Querschnitt auszubilden, beispielsweise entsprechend einem Vieleck mit mehr als vier Ecken. Weiterhin ist es beispielsweise auch möglich, den jeweiligen Bund 2.2 bzw. 7.2 derart zu verpressen, daß die Anzahl der Verankerungsabschnitte 6 von Vier abweicht oder aber ein im wesentlichen umlaufender Verankerungsabschnitt gebildet ist.The innovation was described above using exemplary embodiments. It goes without saying that numerous changes and modifications are possible without departing from the inventive idea on which the innovation is based. So it is possible, for example, the respective federal government 2.2 respectively. 7.2 with a different cross-section deviating from the circular shape, for example corresponding to a polygon with more than four corners. Furthermore, it is also possible, for example, the respective federal government 2.2 respectively. 7.2 to be pressed in such a way that the number of anchoring sections 6 deviates from four or an essentially circumferential anchoring section is formed.

11: Blech oder Bauteil aus Blechsheet or sheet metal component
22: Gewindebolzenthreaded bolt
2.12.1: Gewindeschaft des Gewindebolzensthreaded shaft of the threaded bolt
2.22.2: Bund des GewindebolzensFederation of the threaded bolt
2.32.3: Bolzenkopfbolt head
33: Vorlochungpreliminary hole
44: Stempel des Verpresswerkzeugsstamp of the pressing tool
4.14.1: Stempelflächestamp surface
55: Matritze des Verpresswerkzeugsfemale mold of the pressing tool
5.15.1: MatritzenflächeMatritzenfläche
66: Verankerungsabschnittanchoring section
77: Muttermother
7.17.1: Mutterkörpernut body
7.27.2: Bund des MutterkörpersFederation of the mother's body
88th: Gewindebohrungthreaded hole
A, BA, B: Blickrichtung der Darstellung der Figuren 2 bzw. 4line of sight the representation of FIGS. 2 and 4

Claims

Connection between a sheet ( 1 ) or a component made of sheet metal and a connecting element, in which (connection) the connecting element with a collar ( 2.2 . 7.2 ) a perforation ( 3 ) of the sheet ( 1 ) reaches through and with one over the waistband ( 2.2 . 7.2 ) radially protruding surface against a first surface side ( 1.1 ) of the sheet ( 1 ) and by deforming the material with the collar ( 2.2 . 7.2 ) form-fitting in the sheet ( 1 ) is anchored, characterized in that the sheet ( 1 ) consists of a material whose hardness is at least equal to the material hardness of the connecting element ( 2 . 7 ) and that for the form-fitting anchoring the federal government ( 2.2 . 7.2 ) at least in partial areas to form at least one sheet ( 1 ) on its second surface side ( 1.2 ) in the area of the pre-perforation ( 3 ) comprehensive anchoring section ( 6 ) is deformed.

Connection according to claim 1, characterized in that the sheet ( 1 ) has a hardness that is greater than the hardness of the material of the connecting element ( 2 . 7 ).

Connection according to claim 1 or 2, characterized in that the collar ( 2.2 . 7.2 ) to form a plurality of spaced-apart anchoring sections ( 6 ) is deformed.

Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the collar ( 2.2 . 7.2 ) has a cross-section deviating from the circular shape.

Connection according to claim 4, characterized in that the collar ( 2.2 . 7.2 ) has a cross section in the form of a square or a polygon.

Connection according to claim 5, characterized in that the anchoring sections by Deform the federal government at its corners.

Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element is a bolt, for example a threaded bolt, with a shaft ( 2.1 ), with a bolt head formed at one end of the shaft ( 2.3 ) and with one between the shaft and the bolt head ( 2.3 ) provided covenant ( 2.2 ), the diameter or cross section of the collar ( 2.2 ) is larger than the cross section of the shaft ( 2.1 ), but is smaller than the diameter of the head ( 2.3 ).

Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element is a nut ( 7 ) with a mother body ( 7.1 ) and with a collar formed on one end face of the nut body ( 7.2 ), the outer cross section of the nut body ( 7.1 ) is larger than the outer cross section of the federal government ( 7.2 ).

Connection according to one of the preceding Claims, characterized in that the sheet ( 1 ) Stainless steel, for example chrome-nickel steel.

Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element ( 2 . 7 ) is made of steel.