DE69707099T2

DE69707099T2 - Nietartiges Befestigungselement

Info

Publication number: DE69707099T2
Application number: DE69707099T
Authority: DE
Inventors: Steven Patrick Donovan
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Acument Intellectual Properties LLC
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-11-24
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: EP0856670B1; MX9710018A; DE69707099D1; AU721145B2; CA2224421A1; ES2164994T3; JPH10220452A; EP0856670A1; KR19980070144A; US5743691A; AU4765997A; BR9800542A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstnietendes Befestigungselement und das Verfahren zum Zusammenbau des Befestigungselementes mit einem Paar Werkstücke, um eine Verbindung zu bilden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes nietartiges Befestigungselement, das einen Sperrvorgang ermöglicht und sicherstellt, so daß das Befestigungselement Vibrationskräften widersteht und mit einem von zwei Werkstücken, die eine mechanische Verbindung bilden, verriegelt ist, so wie die Befestigung eines Deckelementes, d. h., des ersten Werkstücks, an einem Gehäuse, d. h., dem zweiten Werkstück.
Wenn zwei oder mehr Werkstücke gemeinsam mit einem Befestigungselement in eine Durchgangs- oder Blindgewindeöffnung eingesetzt werden, ist es wünschenswert, eine Vibrationsfestigkeit zu schaffen, wenn das Befestigungselement in Betrieb gesetzt wird, um zu Verhindern, daß sich das Befestigungselement aufgrund von Vibrationskräften, die während des Betriebs auftreten, aus dem Eingriff mit den Werkstücken löst. Die Vibrationsfestigkeit steht in Beziehung zu den Betriebsbeanspruchungen auf die Verbindung, die Klemmkraft in der Verbindung, dem Reibungskoeffizienten an der Verbindungsschnittstelle und dem vorherrschenden Drehmoment des Befestigungselementes.
Bei Gewindeschneidschrauben und Befestigungselementen des bekannten Stands der Technik wurde ein Nylonflicken verwendet, um eine Klemmkraft zu erzeugen und ein vorherrschendes Drehmoment bereitzustellen, damit einem Lösen durch Vibration vorgebeugt wird. Klebeflicken wurden ebenfalls auf dem Außengewinde des Befestigungselementes verwendet, um das Befestigungselement auf dem Innengewinde der Gewindeöffnung zu befestigen. Diese Klebeflicken sind jedoch teuer und begrenzt temperaturbeständig.
Aus diesem Grund wurde nach einem verbesserten Design gesucht, wobei diese Suche zur Entwicklung des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung führte, welches eine mechanische Verriegelung zwischen den Werkstücken und dem Befestigungselement bereitstellt und einer Lockerung durch Vibrationen besser vorbeugt als bestehende Designs. Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch die Entfernung des Befestigungselementes von den Werkstücken in bestimmten Anwendungen. Außerdem kann das Befestigungselement der vorliegenden Erfindung mit einem der Werkstücke entfernt werden, während es vom anderen gelöst ist. Des weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Maschinenschraubengewindes oder eines Schneidgewindes auf dem Befestigungselement, wenn der Schaftabschnitt einen außen gewindeten Abschnitt aufweist und das Befestigungselement ein Standardbolzenelement oder Schraubenelement ist. Das Befestigungselement kann auch in Form eines Schraubenmutterelementes vorliegen, wobei eine Konfiguration mit Innengewinde zur Anwendung kommt. In diesem Fall weist der Schaftabschnitt des Befestigungselementes ein Innengewinde auf, das in einem Durchgangsbohrloch wie für ein standardmäßiges Schraubenmutterelement gebildet werden kann, oder das Innengewinde wird in einem Blindbohrloch gebildet.
Ein Befestigungselement, das durch axiale Bewegung angebracht wird, wird in WO-A-9527147 offenbart.

AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues nietartiges Befestigungselement bereitzustellen, das Werkstücke mechanisch miteinander verriegelt, um eine Verbindung zu bilden, und das sich nicht auf das vorherrschende Drehmoment stützt, um Vibrationskräften zu widerstehen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues nietartiges Befestigungselement bereitzustellen, das in die Werkstücke installiert werden kann, um eine Verbindung zu bilden, indem eine standardmäßige Drehausrüstung verwendet und das Befestigungselement in Position gedreht wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues nietartiges Befestigungselement bereitzustellen, das Werkstücke mechanisch miteinander verriegelt, jedoch in bestimmten Anwendungen von den Werkstücken entfernt werden kann, ohne daß dabei das Befestigungselement beschädigt wird, und in anderen Anwendungen von einem der Werkstücke entfernt werden kann, während es am anderen Werkstück befestigt bleibt.
Kurz zusammengefaßt, und in Übereinstimmung mit dem vorhin Gesagten, offenbart die vorliegende Erfindung ein neues nietartiges Befestigungselement, das durch erste und zweite Werkstücke in Eingriff steht und eingeklemmt ist, um eine mechanisch verriegelte Verbindung zu bilden, die eine hohe Festigkeit gegenüber einer durch Vibrationen verursachten Lockerung aufweist.
In einem ersten Ausführungsbeispiel weist das Befestigungselement einen vergrößerten Kopfabschnitt und einen Schaftabschnitt auf, der sich vom Kopfabschnitt erstreckt. Auf dem Kopfabschnitt befindet sich eine Ausstülpung, die sich nach außen von einer Unterseite des Kopfabschnitts erstreckt. Der Schaftabschnitt weist einen gewindeten Endabschnitt und eine Struktur auf, die sich zwischen dem Kopfabschnitt und dem gewindeten Endabschnitt befindet und die eine Halterille definiert.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel weist das Befestigungselement einen Körperabschnitt und einen Schaftabschnitt auf, der sich vom Körperabschnitt erstreckt. Der Körperabschnitt weist eine Ausstülpung auf, die sich nach außen von einer Unterseite des Körperabschnitts erstreckt. Auf dem Schaftabschnitt befindet sich eine Struktur, die eine Halterille definiert.
Bei jedem Ausführungsbeispiel bildet die Ausstülpung einen Verformungsring um die Unterseite des Kopfabschnitts oder Körperabschnitts herum und ist vom Schaftabschnitt durch einen vorbestimmten Abstand beabstandet. Eine radial nach innen gerichtete Innenfläche des Verformungsrings ist verjüngt.
Die Halterille ist bei allen Ausführungsbeispielen ringförmig und wird durch einen ringförmigen Vorsprung gebildet, der sich vom Schaftabschnitt nach außen erstreckt und in einem vorbestimmten Abstand vom Kopfabschnitt oder Körperabschnitt beabstandet ist. Der Vorsprung bildet einen Ring um den Schaftabschnitt herum.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird, um zunächst die Verbindung zusammenzubauen oder zu bilden, das Befestigungselement mit dem ersten und dem zweiten Werkstück in Eingriff gebracht, indem der gewindete Endabschnitt des Befestigungselementes durch die Öffnung im ersten Werkstück hindurch geführt und der gewindete Endabschnitt in Eingriff mit der Öffnung im zweiten Werkstück gedreht wird. Diese Öffnung im zweiten Werkstück kann zuvor geschnitten worden sein, oder das Gewinde auf dem Befestigungselement kann so gebildet werden, daß es einem von einer Reihe selbstschneidender Gewindeformen entspricht, so daß das Innengewinde in der Öffnung gebildet wird, wenn das Befestigungselement eingreift. Sobald das Befestigungselement weit genug gedreht worden ist, greift als nächstes die Ausstülpung auf dem Kopfabschnitt in eine Oberseite des ersten Werkstückes ein. Danach erzeugt fortgesetztes Drehen des Befestigungselementes Dreh- und Kompressionskräfte auf dem Befestigungselement, wodurch die Ausstülpung das Material, aus dem das erste Werkstück gebildet ist, verformt und das Material, das nahe bei der Öffnung im ersten Werkstück liegt, dazu bringt, in die Halterille zu fließen, die auf dem Befestigungselement vorgesehen ist. Der gesamte Vorgang, bei dem der Verformungsring in das erste Werkstück eingreift, ist letztlich ein "Spinn"-Vorgang, bei dem die Drehkräfte, die durch den rotierenden Verformungsring ausgeübt werden, das Werkstückmaterial kalt formen. Die verjüngte Innenfläche der Ausstülpung dient dazu, den Fluß des Werkstückmaterials in die Halterille zu lenken. Der Vorsprung auf dem Schaftabschnitt kommt im allgemeinen mit der Innenwand des ersten Werkstücks in Berührung, so daß - wenn das verformte Material in die Halterille fließt - das verformte Material zwischen dem Vorsprung und dem Kopfabschnitt eingeschlossen wird. Dadurch wird eine mechanisch verriegelte Verbindung bereitgestellt, die einer Lockerung durch Vibration gegenüber hohe Festigkeit aufweist. Des weiteren verriegelt diese Verformung das Befestigungselement mit dem ersten Werkstück, ermöglicht jedoch dem Befestigungselement, zwecks weiterem Anziehen der Verbindung oder anschließendem Entfernen des Befestigungselementes, relativ dazu zu rotieren.
In dem zweiten dargestellten Ausführungsbeispiel wird für den Zusammenbau oder die Bildung der Verbindung anfangs ein Bolzenelement durch die Werkstücke geführt, bis der Kopf des Bolzenelementes in die Unterseite des zweiten Werkstücks eingreift und sich ein Endabschnitt des gewindeten Schafts des Bolzenelementes über die Oberseite des ersten Werkstücks erstreckt. Das Befestigungselement greift in den gewindeten Endabschnitt des Bolzenelementes ein, indem es in den Eingriff gedreht wird. Sobald das Befestigungselement ausreichend weit gedreht worden ist, greift als nächstes die Ausstülpung auf dem Körperabschnitt in eine Oberseite des ersten Werkstücks ein. Danach erzeugt fortgesetztes Drehen des Befestigungselementes Dreh- und Kompressionskräfte auf das Befestigungselement, wodurch die Ausstülpung das Material verformt, aus dem das erste Werkstück gebildet ist, und wobei das Material in der Nähe der Öffnung im ersten Werkstück dazu gebracht wird, in die Halterille zu fließen, die auf dem Befestigungselement bereitgestellt wird. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel dient die verjüngte Innenfläche der Ausstülpung dazu, den Fluß des Werkstückmaterials in die Halterille zu lenken. Der Vorsprung auf dem Schaftabschnitt kommt im allgemeinen mit der Innenwand des ersten Werkstücks in Berührung, so daß - wenn das verformte Material in die Halterille fließt - das verformte Material zwischen dem Vorsprung und dem Kopfabschnitt eingeschlossen ist. Dadurch wird eine mechanisch verriegelte Verbindung bereitgestellt, die einer Lockerung durch Vibration gegenüber hohe Festigkeit aufweist. Des weiteren verriegelt diese Verformung das Befestigungselement mit dem ersten Werkstück, ermöglicht jedoch dem Befestigungselement, zwecks weiterem Anziehen der Verbindung oder anschließendem Entfernen des Befestigungselementes, relativ dazu zu rotieren.
Offensichtlich muß bei jedem Ausführungsbeispiel der Verformungsring und vorzugsweise das gesamte Befestigungselement härter als das erste Werkstück sein. Dies kann durch Wärmebehandlung, Materialauswahl oder andere, den Fachleuten bekannte Verfahren erreicht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Der Aufbau und die Art der Struktur sowie die Funktionsweise der Erfindung, gemeinsam mit weiteren Aufgaben und Vorteilen derselben, können am besten durch Bezugnahme auf folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigelegten Zeichnungen verstanden werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, wobei:
Fig. 1 eine Seitenhöhenansicht, in teilweise abgesetzter Form dargestellt, eines nietartigen Befestigungselementes ist, das die Merkmale eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilquerschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten nietartigen Befestigungselementes ist, während das Befestigungselement anfänglich in ein Paar Werkstücke eingreift, um eine Verbindung zu bilden;
Fig. 3 eine vergrößerte Teilquerschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten nietartigen Befestigungselementes ist, wobei das Befestigungselement teilweise in ein Paar Werkstücke eingreift, um eine Verbindung zu bilden;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilquerschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten nietartigen Befestigungselementes ist, wobei das Befestigungselement vollständig in ein Paar Werkstücke eingreift, um eine Verbindung zu bilden;
Fig. 5 eine Querschnittansicht eines nietartigen Befestigungselementes ist, das die Merkmale eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweist, während das Befestigungselement anfänglich in ein Paar Werkstücke und ein Bolzenelement eingreift, um eine Verbindung zu bilden; und
Fig. 6 eine Querschnittansicht des in Fig. 5 dargestellten nietartigen Befestigungselementes ist, wobei das Befestigungselement vollständig in ein Paar Werkstücke und ein Bolzenelement eingreift, um eine Verbindung zu bilden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Während die Erfindung auch für andere Ausführungsbeispiele gelten kann, werden in den Zeichnungen spezielle Ausführungsbeispiele dargestellt und hierin im Detail beschrieben, wobei gilt, daß die vorliegende Offenbarung als beispielhafte Umsetzung der Prinzipien der Erfindung gilt, und nicht als Einschränkung der Erfindung auf die hierin dargestellte und beschriebene Form zu verstehen ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Befestigungselement 20, 20a bereit, das mechanisch Werkstücke 22, 24 miteinander verriegelt, um eine Verbindung 26, 26a zu bilden, und ist danach gegenüber Lockerungen durch Vibration widerstandsfähig. Während des Eingreifens des Befestigungselementes 20, 20a in die Werkstücke 22, 24, wird das Befestigungselement 20, 20a damit durch Verwendung einer standardmäßigen Antriebsausrüstung in Eingriff gedreht, wie zum Beispiel durch handgetriebene oder automatische Drehwerkzeuge. Sobald es vollständig in die Werkstücke 22, 24 eingegriffen hat, ist das Befestigungselement 20, 20a einem axialen Entfernen von den Werkstücken 22, 24 gegenüber widerstandsfähig, außer im Falle eines hierin beschriebenen Drehens. Die resultierende Verbindung beruht nicht ausschließlich auf dem vorherrschenden Drehmoment für die Vibrationsfestigkeit, sondern widersteht auch einer Lockerung durch Vibration der Verbindung 26, 26a, wobei die mechanische Verriegelung durch das Befestigungselement 20, 20a erzielt wird.
Ein erstes Ausführungsbeispiel des neuen Befestigungselementes 20 wird in Fig. 1-4 dargestellt und aus einem Bolzenelement oder einem Schraubenelement gebildet, das in die Werkstücke 22, 24 eingreift. Ein zweites Ausführungsbeispiel des neuen Befestigungselementes 20a wird in Fig. 5 und 6 dargestellt und aus einem Schraubenmutterelement gebildet, das in ein Bolzenelement 62 und eines der Werkstücke 22 eingreift. Gleiche Elemente in den einzelnen Ausführungsbeispielen werden mit denselben Bezugszeichen in dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Beifügung des Suffix "a" markiert. Zuerst wird das erste Ausführungsbeispiel des Befestigungselementes 20 beschrieben, danach werden die Unterschiede zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Befestigungselemente 20, 20a erläutert.
Im folgenden wird auf Fig. 1-4 Bezug genommen. Wie in Fig. 1 dargestellt, schließt das Befestigungselement 20, das die Merkmale der Erfindung aufweist, einen vergrößerten Kopfabschnitt 28 und einen sich davon axial erstreckenden verlängerten Schaftabschnitt 30 ein. Das Befestigungselement 20 wird vorzugsweise aus einem Metallmaterial gebildet. Aus Gründen, die hier erläutert werden, ist das Metallmaterial, aus dem das Befestigungselement 20 gebildet wird, härter als das Metallmaterial, aus dem das erste Werkstück 22 gebildet wird. Dies kann durch Wärmebehandlung, Materialauswahl oder ein anderes, den Fachleuten bekanntes Verfahren erzielt werden.
Wie dargestellt, weist der Kopfabschnitt 28 ein Drehsystem in Form einer Aussparung 32 auf, die in einem oberen Flächenabschnitt davon bereitgestellt wird, so wie zum Beispiel ein TORX® oder TORX PLUS® Drehsystem, die unter Fachleuten wohl bekannte Drehsysteme mit Mehrfachkerben sind. Die Aussparung 32 könnte auch eine standardmäßige Sechskantaussparung sein. Das Drehsystem 32 kann intern oder extern sein, so wie unter Fachleuten bekannt.
Der Kopfabschnitt 28 weist eine Unterseite 34 auf, die in das erste Werkstück 22 eingreift und ist im allgemeinen flach, mit Ausnahme einer Ausstülpung 36, die dort aus den hier im Detail beschriebenen Gründen bereitgestellt wird, und die von der Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 hervorsteht. Die Ausstülpung 36 wird auf der Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 in einem vorbestimmten Abstand vom Schaftabschnitt 30 bereitgestellt. Die Ausstülpung 36 stellt einen Verschiebe- oder Verformungsring bereit, der den Schaftabschnitt 30 des Befestigungselementes 20 einkreist. Der Verschiebering 36 weist eine Außenfläche 38 auf, die im allgemeinen quer zur Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 ist, eine Zwischenfläche 40, die im allgemeinen senkrecht zur Außenfläche 38 und parallel zur Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 ist und eine Innenfläche 42, die sich von der Zwischenfläche 40 zur Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 hin verjüngt. Die Innenfläche 42 des Verschieberings 36 verringert sich insbesondere in einer radial nach innen gerichteten Richtung. Die verjüngte Innenfläche 42 ist benachbart zum Schaftabschnitt 30.
Der Schaftabschnitt 30 des Befestigungselementes 20 weist einen gewindeten Endabschnitt 44 zum Eingreifen in das Werkstück 24 auf. Der gewindete Endabschnitt 44 kann ein Maschinenschraubengewinde zum Eingreifen in einer vorgeschnittenen Öffnung oder eine selbstschneidende Gewindeform zur Verwendung mit einer ungeschnittenen Öffnung aufweisen, um ein Innengewinde zu bilden, wenn das Befestigungselement 20 im Eingriff ist.
Der Schaftabschnitt 30 schließt auch eine ringförmige Ausstülpung 46 ein, die aus einem Haltering gebildet wird, der den Schaftabschnitt 30 einkreist, angeordnet zwischen dem gewindeten Endabschnitt 44 und dem Kopfabschnitt 28. Der Haltering 46 ist in einem vorbestimmten Abstand vom Kopfabschnitt 28 beabstandet, um eine Halterille 48 zwischen dem Haltering 46 und der Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 zu definieren. Wie dargestellt, weist der Haltering 46 einen Außendurchmesser auf, der größer als der Hauptdurchmesser des Gewindes auf dem gewindeten Endabschnitt 44 ist. Die Halterille 48 weist einen Außendurchmesser auf, der geringer als der Außendurchmesser des Halterings 46 ist.
Das Verfahren zum Plazieren des Befestigungselementes 20, das die Merkmale der Erfindung aufweist, mit den Werkstücken 22, 24, wird in Fig. 2-4 dargestellt. Jedes Werkstück 22, 24 weist eine Innenwand auf, die eine Öffnung 52 bzw. 54 aufweist, durch die das Befestigungselement 20 in der hier beschriebenen Weise eingreift. Die Öffnung 50 durch das erste Werkstück 22 hat einen Innendurchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser der Öffnung 52, die durch das zweite Werkstück verläuft. Der Innendurchmesser der durch das erste Werkstück 22 verlaufenden Öffnung 50 ist geringer als der Durchmesser, bei dem der Verschiebering 36 auf der Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 bereitgestellt wird.
Anfangs wird der gewindete Endabschnitt 44 des Befestigungselementes 20 durch die Öffnung 50 des ersten Werkstücks hindurchgeführt und in Eingriff mit der Öffnung 52 des zweiten Werkstücks gebracht. Die Öffnung 52 des zweiten Werkstücks kann ein Innengewinde aufweisen, so daß der gewindete Endabschnitt 44 unter Verwendung einer standardmäßigen Drehausrüstung nur mehr in Position gedreht werden muß, oder die Öffnung 52 weist anfangs kein Innengewinde auf, so daß das Innengewinde geschnitten wird, während der gewindete Endabschnitt 44 des Befestigungselementes 20 damit unter Verwendung einer standardmäßigen Drehausrüstung in Eingriff gebracht wird. In letzterem Fall muß die Gewindeform auf dem Endabschnitt 44 eine oder mehr Gewindedrehungen umfassen, die selbstschneidend ausgelegt sind; wobei zahlreiche solcher selbstschneidenden Auslegungen dem Fachmann bekannt sind. Der Haltering 46 tritt in die Öffnung 50, die durch das erste Werkstück 22 verläuft, vor dem Eingreifen des Verschieberings 36 in eine Oberseite 54 des ersten Werkstücks 22, ein. Vorzugsweise weist der Haltering 46 einen Außendurchmesser auf, der ungefähr dem Innendurchmesser der Öffnung 50 des ersten Werkstücks entspricht, so daß der Haltering 46 entlang der Innenwand gleitet, welche die Öffnung 50 definiert. Der Haltering 46 könnte auch so konfiguriert werden, daß er die Öffnung 50 verformt, während er in sie eingreift.
Sobald das Befestigungselement 20 in das Werkstück 22, 24 eingegriffen hat, so daß der Verschiebe- oder Verformungsring 36 auf der Unterseite 34 des Kopfabschnittes 28 in die Oberseite 54 des ersten Werkstücks 22 eingreift, wie in Fig. 2 dargestellt, wird eine Kompressionskraft, dargestellt durch Pfeil 56, gemeinsam mit der Drehkraft, dargestellt durch Pfeil 58, die auf das Befestigungselement 20 bereits während dessen anfänglichen Eingreifens ausgeübt wird, auf das Befestigungselement 20 ausgeübt. Dies geschieht aufgrund der Endbelastung, die durch Verwendung einer standardmäßigen Drehausrüstung erzielt wird, um das Befestigungselement 20 weiter in Eingriff mit den Werkstücken 22, 24 zu bringen und auch aufgrund des mechanischen Vorteils der im Eingriff befindlichen Gewinde, welcher das Befestigungselement 20 in die Richtung des Pfeils 56 zieht. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird - während die Kompressionskraft 56 und die Drehkraft 58 auf das Befestigungselement 20 ausgeübt werden - der Verschiebering 36 auf der Unterseite 34 des Kopfabschnitts 28 in Drehkontakt mit dem ersten Werkstücksmaterial gebracht und verformt das Werkstückmaterial, das sich in der Nähe davon befindet, durch einen "Spinn"-Vorgang, so daß das verformte Material 60 radial nach innen gerichtet in die Halterille 48 kalt fließt und den Haltering 46 berührt. Der "Spinn"- Vorgang, der durch die Drehkräfte ausgeführt wird, die durch den rotierenden Verformungsring ausgeübt werden, formt das Werkstückmaterial kalt. Die radial nach innen verlaufende Materialverschiebung wird durch die Anwendung von Kompressions- und Drehkräften oder "Spinn"-Kräften erreicht. Die verjüngte Innenfläche 42 des Verschieberings 36 wirkt unterstützend bei der Lenkung des kaltbearbeiteten oder verschobenen Materials 60 radial nach innen in die Halterille 48. Da der Haltering 46 im allgemeinen die Innenwand der Öffnung 50 berührt, wird der Fluß des Materials 60 im wesentlichen davon abgehalten, über die Verbindungsstelle von Haltering 46 und Innenwand der Öffnung 50 hinaus zu gehen. Der Fluß des Materials 60 füllt die Halterille 48 in ausreichendem Maße, sobald das Befestigungselement 20 vollständig in den Öffnungen 50, 52 plaziert ist, die durch die Werkstücke 22, 24 hindurch bereitgestellt werden, so wie in Fig. 4 dargestellt. Dies führt zu einer mechanischen Verriegelung zwischen dem Befestigungselement 20 und dem ersten Werkstück 22, wobei die Anordnung des Materials 60 in der Rille 48 dem Rückzug des Befestigungselementes 20 in die umgekehrte Richtung widersteht. Außerdem wird ein vorherrschendes Drehmoment zwischen dem Befestigungselement 20 und dem Werkstück 24 erzeugt. Dieses Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß das Befestigungselement 20 mit den Werkstücken 23, 24 wie ein normales, gewindetes Befestigungselement in Eingriff verdreht und nicht wie bei den Designs von Befestigungselementen des bekannten Stands der Technik verkerbt wird.
Im folgenden wird auf Fig. 5 und 6 Bezug genommen. Das Befestigungselement 20a, das die Merkmale der Erfindung aufweist, wird aus einem Schraubenmutterelement gebildet, das einen Körperabschnitt 28a und einen Schaftabschnitt 30a, der sich axial davon erstreckt, aufweist. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Befestigungselement 20a des zweiten Ausführungsbeispiels aus den hierin beschriebenen Gründen vorzugsweise aus einem Metallmaterial gebildet, das härter als das Metallmaterial ist, aus dem das erste Werkstück 22 gebildet wird. Dies kann durch Wärmebehandlung, Materialauswahl oder andere, den Fachleuten bekannte Verfahren erreicht werden.
In diesem Ausführungsbeispiel des Befestigungselementes 20a greift das Befestigungselement 20a in das erste Werkstück 22 und einen gewindeten Endabschnitt 64 des Bolzenelementes 62 ein, so wie hierin beschrieben. Das Bolzenelement 62 weist einen Kopfabschnitt 66 auf, von dem sich der gewindete Endabschnitt 64 erstreckt. Die Gewindeform auf dem gewindeten Endabschnitt 64 kann ein standardmäßiges Gewinde oder ein selbstschneidendes Gewinde sein, so daß in letzterem Fall - wenn der gewindete Endabschnitt 64 in das Befestigungselement 20a eingreift, so wie hierin beschrieben - die Gewindeform die Gewindeform im Befestigungselement 20a bildet.
Wie dargestellt, verläuft durch den Körperabschnitt 28a und den Schaftabschnitt 30a ein Innenbohrloch 68. Das Bohrloch 68 kann gewindet oder anfangs ungeschnitten sein, so daß die Gewindeform im Bohrloch 68 gebildet wird, wenn der gewindete Endabschnitt 64 des Bolzenelementes 62 damit in Eingriff kommt, so wie hierin beschrieben.
Der Körperabschnitt 28a weist eine Unterseite 34a auf, die in das erste Werkstück 22 eingreift, und ist im allgemeinen flach, mit Ausnahme einer Ausstülpung 36a, die sich darauf befindet und die von der Unterseite 34a des Körperabschnitts 28a hervorsteht. Die Ausstülpung 36 befindet sich auf der Unterseite 34a des Körperabschnitts 28a in einem vorbestimmten Abschnitt vom Schaftabschnitt 30a und ist in Aufbau und Funktion mit der Ausstülpung 36, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, identisch. Daher wird der Aufbau der Ausstülpung 36 nicht näher erläutert.
Der Schaftabschnitt 30a des Befestigungselementes 20a ist glatt, mit Ausnahme eines ringförmigen Vorsprungs 46a, der aus einem Haltering gebildet wird, der den Schaftabschnitt 30a einkreist und in einem vorbestimmten Abstand vom Körperabschnitt 28a beabstandet ist. Der Haltering 46a ist in einem vorbestimmten Abstand vom Körperabschnitt 28a beabstandet, um eine Halterille 48a, die in Aufbau und Funktion mit jener des ersten Ausführungsbeispiels identisch ist, zwischen dem Haltering 46a und der Unterseite 34a des Körperabschnitts 28a zu definieren. Die Halterille 48a weist einen Außendurchmesser auf, der geringer ist als der Außendurchmesser des Halterings 46a.
Das Verfahren zum Plazieren des Befestigungselementes 20a, das die Merkmale der Erfindung aufweist, mit den Werkstücken 22, 24 wird in Fig. 5 und 6 dargestellt. Jedes Werkstück 22, 24 ist mit einer Innenwand versehen, die eine Öffnung 50 bzw. 52 definiert, durch welche das Befestigungselement 20a in der hierin beschriebenen Weise eingreift. Die Öffnung 50 durch das erste Werkstück 22 kann einen Innendurchmesser aufweisen, der größer ist als der Innendurchmesser der Öffnung 52, die durch das zweite Werkstück verläuft, oder die Innendurchmesser können gleich sein. Der Innendurchmesser der Öffnung 50, die durch das erste Werkstück 22 verläuft, ist geringer als der Durchmesser, bei dem der Verschiebering 36a auf der Unterseite 34a des Körperabschnitts 28a bereitgestellt wird.
Anfangs greift das Bolzenelement 62 in die Öffnungen 50, 52 in den Werkstücken 22, 24 ein, bis der Kopfabschnitt 66 des Befestigungselementes 20a gegen die Unterseite des zweiten Werkstücks 22 plaziert ist. Ein Abschnitt des gewindeten Endabschnitts 64 des Bolzenelementes 62 erstreckt sich über die Oberseite 54 des ersten Werkstücks 22 hinaus. Danach wird das Bolzenelement 62 durch geeignete Mittel stationär gehalten.
Das Befestigungselement 20a wird dann mit dem gewindeten Endabschnitt 64 des Bolzenelementes 62, das sich über die Oberseite 54 des ersten Werkstücks 22 hinaus erstreckt, in Eingriff gedreht. Die Gewindeform kann im Innenbohrloch 68 des Befestigungselementes gebildet werden, während das Befestigungselement 20a damit in Eingriff gebracht wird, oder das Bohrloch 68 kann vorgeschnitten werden, so daß das Befestigungselement 20a nur mit dem Bolzenelement 62 in Eingriff gedreht wird.
Sobald das Befestigungselement 20a durch Ausüben einer Drehkraft, wie durch Pfeil 58a dargestellt, ausreichend mit dem Bolzenelement 62 in Eingriff gedreht worden ist, tritt der Haltering 46a in die Öffnung 50, die durch das erste Werkstück 22 verläuft, vor dem Eingriff des Verschieberings 36a mit der Oberseite 54 des ersten Werkstücks 22, ein. Vorzugsweise weist der Haltering 46a einen Außendurchmesser auf, der ungefähr gleich ist wie der Innendurchmesser der Öffnung 50 des ersten Werkstücks, so daß der Haltering 46a entlang der Innenwand gleitet, welche die Öffnung 50 definiert. Der Haltering 46a könnte auch so konfiguriert werden, daß er die Öffnung 50 verformt, während er in diese eingreift.
Sobald das Befestigungselement 20a in die Werkstücke 22, 24 eingegriffen hat, so daß der Verschiebe- oder Verformungsring 36a auf der Unterseite 34a des Körperabschnitts 28a in die Oberseite 54 des ersten Werkstücks 22 eingreift, wie in Fig. 5 dargestellt, wird eine Kompressionskraft, dargestellt durch Pfeil 56a, gemeinsam mit der Drehkraft, dargestellt durch Pfeil 58a, die bereits auf das Befestigungselement 20a während seines anfänglichen Eingreifens ausgeübt wird, auf das Befestigungselement 20a ausgeübt. Dies geschieht aufgrund der Endbelastung, die durch Verwendung einer standardmäßigen Drehausrüstung erzielt wird, um das Befestigungselement 20a weiter in Eingriff mit den Werkstücken 22, 24 zu bringen und auch aufgrund des mechanischen Vorteils der im Eingriff befindlichen Gewinde, welcher das Befestigungselement 20a in die Richtung des Pfeils 56a zieht. Während die Kompressionskraft 56a und die Drehkraft 58a auf das Befestigungselement 20a ausgeübt werden, wird der Verschiebering 36a auf der Unterseite 34a des Kopfabschnitts 28a in Drehkontakt mit dem ersten Werkstücksmaterial gebracht und verformt das Werkstückmaterial, das sich in der Nähe davon befindet, durch einen "Spinn"- Vorgang, so daß das verformte Material 60a radial nach innen gerichtet in die Halterille 48a kalt fließt und den Haltering 46a berührt. Der "Spinn"-Vorgang, der durch die Drehkräfte ausgeführt wird, die durch den rotierenden Verformungsring ausgeübt werden, formt das Werkstückmaterial kalt. Die radial nach innen verlaufende Materialverschiebung wird durch die Anwendung von Kompressions- und Drehkräften oder "Spinn"-Kräften erreicht. Die verjüngte Innenfläche 42a des Verschieberings 36a wirkt unterstützend bei der Lenkung des kaltbearbeiteten oder verschobenen Materials 60a radial nach innen in die Halterille 48a. Da der Haltering 46a im allgemeinen die Innenwand der Öffnung 50 berührt, wird der Fluß des Materials 60a im wesentlichen davon abgehalten, über die Verbindungsstelle von Haltering 46a und Innenwand der Öffnung 50 hinaus zu gehen. Der Fluß des Materials 60a füllt die Halterille 48a in ausreichendem Maße, sobald das Befestigungselement 20a vollständig in den Öffnungen 50, 52 plaziert ist, die durch die Werkstücke 22, 24 hindurch bereitgestellt werden, so wie in Fig. 6 dargestellt. Dies führt zu einer mechanischen Verriegelung zwischen dem Befestigungselement 20a und dem ersten Werkstück 22, wobei die Anordnung des Materials 60a in der Rille 48a dem Rückzug des Befestigungselementes 20a in die umgekehrte Richtung widersteht. Außerdem wird ein vorherrschendes Drehmoment zwischen dem Befestigungselement 20a und dem Werkstück 24 erzeugt. Dieses Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß das Befestigungselement 20a mit den Werkstücken 23, 24 wie ein normales, gewindetes Befestigungselement in Eingriff verdreht und nicht wie bei den Designs von Befestigungselementen des bekannten Stands der Technik verkerbt wird.
Dabei gilt, daß der Schaftabschnitt 30a des Befestigungselementes 20a so verlängert werden kann, daß der gewindete Endabschnitt 64 des Bolzenelementes 62 kürzer ist als dargestellt und sich nicht über die Oberseite 54 des ersten Werkstücks 22 hinaus erstreckt. Anstattdessen kann der gewindete Endabschnitt 64 kurz vor der oberen Fläche S4 stoppen, und der Schaftabschnitt 30a wird verlängert, um in den gewindeten Endabschnitt 64 des Bolzenelementes 62 einzugreifen.
Bei jedem Ausführungsbeispiel des Befestigungselementes 20, 20a weist die resultierende Verbindung 16, 26a, die gebildet wird, wenn das Befestigungselement 20, 20a vollständig in die Werkstücke 22, 24 eingreift, aufgrund der mechanischen Verriegelung, die dazwischen gebildet wird, weil das Befestigungselement 20, 20a daran gehindert wird, sich aus dem Eingriff mit den Werkstücken 22, 24 durch Vibration hinauszudrehen, eine Festigkeit gegenüber Lockerung durch Vibration auf. Diese Festigkeit ist höher als bei bestehenden Designs von Befestigungselementen. Da das Material 60, 60a, das in die Halterille 46, 46a geflossen ist, dem drehenden Rückzug des Befestigungselementes 20, 20a aus dem Werkstück 22, 24, verursacht durch Vibration, widersteht, ist das Befestigungselement 20, 20a gegenüber Lockerung durch Vibration sehr widerstandsfest. Außerdem sorgt das vorliegende Befestigungselement 20, 20a für eine höhere Klemmkraft in der Verbindung 26, 26a. Dabei ist jedoch zu bedenken, daß die Verriegelung, die durch das Verformungsmaterial 60, 60a in die Rille 48, 48a bereitgestellt wird, zwar einer Lockerung durch Vibration widersteht, das Befestigungselement 20, 20a aber frei relativ zum Werkstück 22 rotieren kann, da die Verriegelung nur axial ist. So kann das Befestigungselement 20, 20a gedreht werden, um die Verbindung 26, 26a weiter anzuziehen oder die Klemmbelastung zu steigern, je nach Erfordernis, um ein Dichtungselement, das zwischen den Werkstücken 22 und 24 oder an anderer Stelle in der gesamten, so erhaltenen Verbindung angeordnet ist, weiter zu komprimieren.
Natürlich können mehrere Befestigungselemente 20, 20a (und in dem zweiten Ausführungsbeispiel werden natürlich mehrere Bolzenelemente 62 verwendet) verwendet werden, um die Verbindung 26, 26a zu bilden. Falls gewünscht, können bei bestimmten Anwendungen einzelne Befestigungselemente 20, 20a von der Verbindung 26, 26a entfernt werden, ohne daß dabei wesentlicher Schaden am Befestigungselement 20, 20a entsteht. Zu diesem Zweck wird eine standardmäßige Drehausrüstung verwendet, um ein einzelnes Befestigungselement 20, 20a in eine umgekehrte Richtung zu drehen. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird, während der Gewinde-Eingriff zwischen dem Gewinde auf dem Befestigungselement 20 und in dem zweiten Werkstück 24 umgekehrt wird, und in dem zweiten Ausführungsbeispiel, während der Gewinde-Eingriff zwischen dem Gewinde im Befestigungselement 20a und dem Bolzenelement 62 umgekehrt wird, als Folge des mechanischen Vorteils, der durch den Eingriff des Gewindes des Befestigungselementes in das Gewinde in der Öffnung 52 oder auf dem Bolzenelement 62 bereitgestellt wird, das Material 60, 60a, das in die Halterille 48, 48a geflossen ist, vom ersten Werkstück 22 abgeschert. Danach wird das Befestigungselement 20, 20a einfach herausgenommen. Alternativ dazu können die Befestigungselemente 20, 20a nur vom zweiten Werkstück 24 entfernt werden, während die Befestigungselemente 20, 20a im Eingriff mit dem ersten Werkstück 22 bleiben. Zu diesem Zweck wird in dem ersten Ausführungsbeispiel jedes Befestigungselement 20 einige Gewindegänge zurückgeschraubt, bis das zweite Werkstück 22 freigegeben wird. Da der mechanische Vorteil, der zwischen dem Eingriff des Gewindes des Befestigungselementes in das Gewinde in der Öffnung 52 bereitgestellt wird, nicht genutzt wird, wird das Material 60, das in die Halterille 48 geflossen ist, nicht vom ersten Werkstück 22 abgeschert, und anstattdessen bleibt das erste Werkstück 22 mit dem Befestigungselement 20 verriegelt. In dieser Situation bleiben die Befestigungselemente 20 mit dem ersten Werkstück 22 oder auf diesem befestigt in Verriegelung. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird jedes Bolzenelement 62 einfach aus dem Eingriff mit seinem Befestigungselement 20a hinausgeschraubt, um das zweite Werkstück 24 frei zu geben und die Befestigungselemente 20a mit dem ersten Werkstück 22 verriegelt zu halten.
Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben werden, gilt, daß Fachleute verschiedene Änderungen an der vorliegenden Erfindung durchführen können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Befestigungselement (20, 20a) zum Eingreifen in ein Werkstück (22), das aus einem verformbaren Material gebildet wird, wobei das Befestigungselement (20, 20a) gekennzeichnet ist durch:

einen ersten Abschnitt (28, 28a), wobei der erste Abschnitt (28, 28a) einen Ring (36, 36a) darauf aufweist, der nach außen von und um eine Unterseite (34, 34a) des ersten Abschnitts (28, 28a) herum vorspringt; und

einen zweiten Abschnitt (30, 30a), der sich von der Unterseite des ersten Abschnitts (28, 28a) erstreckt, wobei der zweite Abschnitt (30, 30a) eine Struktur (46, 46a) aufweist, die eine Halterille (48, 48a) darauf in der Nähe des ersten Abschnitts (28, 28a) definiert,

wobei die Unterseite (34, 34a) des ersten Abschnitts (28, 28a) sonst im wesentlichen frei von Ausstülpungen darauf ist,

wobei die Form des Rings und der Rille so ist, daß beim Eingreifen des Befestigungselementes (20, 20a) in eine Öffnung (50), die durch das Werkstück (22) verläuft, der Ring (36, 36a) auf dem ersten Abschnitt (28, 28a) in eine Oberseite (54) des Werkstücks (22) eingreift und das Material verformt, aus dem das Werkstück (22) gebildet ist, um das Material, aus dem das Werkstück (22) gebildet ist, dazu zu bringen, in die Halterille (48, 48a) während des drehenden Eingreifens des Befestigungselementes (20, 20a) in das Werkstück (22) zu fließen, wobei das Befestigungselement von einer axialen Bewegung relativ zum Werkstück abgehalten wird, nachdem das Material, aus dem das Werkstück gebildet wird, in die Halterille geflossen ist, und wobei das Befestigungselement zu einer Drehbewegung relativ zum Werkstück imstande ist, nachdem das Material, aus dem das Werkstück gebildet wird, in die Halterille geflossen ist.

2. Befestigungselement (20, 20a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterille (48, 48a) durch einen Vorsprung (46, 46a) gebildet wird, der sich nach außen vom zweiten Abschnitt (30, 30a) erstreckt und in einem vorbestimmten Abstand vom ersten Abschnitt (28, 28a) beabstandet ist, so daß das Material, aus dem das Werkstück (22) gebildet wird, das in die Halterille (48, 48a) fließt, im allgemeinen zwischen dem Vorsprung (46, 46a) und dem ersten Abschnitt (28, 28a) eingeschlossen wird.

3. Befestigungselement (20, 20a) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (46, 46a) einen Ring um den zweiten Abschnitt (28, 28a) herum bildet.

4. Befestigungselement (20, 20a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (36, 36a) eine Innenfläche (42, 42a) aufweist, die verjüngt ist, um beim Lenken des Flusses des Materials, aus dem das Werkstück (22) gebildet wird, in die Halterille (48, 48a) unterstützend zu wirken.

5. Verbindung (26, 26a), die mit dem Befestigungselement (20, 20a) von Anspruch 1 und einem ersten und einem zweiten Werkstück (22, 24) gebildet wird, wobei die Verbindung (26, 26a) dadurch gekennzeichnet ist, daß jedes Werkstück (22, 24) aus einem Material gebildet wird und eine Öffnung (50, 52) aufweist, die durch eine Innenwand dort hindurch definiert wird, wobei das Befestigungselement (20, 20a) mindestens innerhalb der Öffnung (50) durch das erste Werkstück (22) plaziert wird, wobei der Ring (36, 36a) auf dem ersten Abschnitt (28, 28a) des Befestigungselementes (20, 20a) in eine Oberseite (54) des ersten Werkstücks (22) eingreift und das Material verformt, aus dem das erste Werkstück (22) gebildet wird, um das Material dazu zu bringen, in die Halterille (48, 48a) während des drehenden Eingriffs des Befestigungselementes (20, 20a) in die Öffnung (50), die durch das erste Werkstück (22) verläuft, zu fließen, und die Struktur (44, 62), die mit dem Befestigungselement (20, 20a) für das Anbringen des Befestigungselementes (20, 20a) am zweiten Werkstück (24) verbunden ist, anzubringen.

6. Verbindung (26, 26a) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterille (48, 48a) durch einen Vorsprung (46, 46a) gebildet wird, der sich nach außen vom zweiten Abschnitt (30, 30a) erstreckt und in einem vorbestimmten Abstand vom ersten Abschnitt (28, 28a) beabstandet ist, wobei der Vorsprung (46, 46a) im allgemeinen die Innenwand des ersten Werkstücks (22) berührt, während das Befestigungselement (20, 20a) in das erste Werkstück (22) eingreift, so daß das Material zwischen dem Vorsprung (46, 46a) und dem ersten Abschnitt (28, 28a) eingeschlossen wird.

7. Verbindung (26) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstruktur (44) ein gewindeter Endabschnitt (44) des Befestigungselementes (20) ist, wobei der gewindete Endabschnitt (44) in das zweite Werkstück (24) eingreift, um den ersten Abschnitt (28) des Befestigungselementes (20) in einen Klemmeingriff zu bringen.

8. Verbindung (26a) nach Anspruch 5, wobei die Befestigungsstruktur (62) durch ein Bolzenelement (62) gekennzeichnet ist, das durch die Öffnung (52), die durch das zweite Werkstück (24) verläuft, durchgeführt wird, und in das Befestigungselement (20a) eingreift.

9. Verfahren zur Bildung einer Verbindung (26, 26a) unter Verwendung des Befestigungselementes (20, 20a) gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Werkstücks (22, 24), wobei jedes Werkstück (22, 24) aus einem Material gebildet wird und eine Öffnung (50, 52) aufweist, die durch die Innenwand, die durch das Werkstück verläuft, definiert wird;

(b) Bereitstellen einer Befestigungsstruktur (44, 62), die mit dem Befestigungselement (20, 20a) zur Befestigung des Befestigungselementes (20, 20a) am zweiten Werkstück (24) in Verbindung steht;

(c) anfängliches Eingreifen des Befestigungselementes (20, 20a) in das erste und das zweite Werkstück (22, 24) durch Verwendung der Befestigungsstruktur (44, 62);

(d) Eingreifen des Rings (36, 36a) auf dem ersten Abschnitt (28, 28a) des Befestigungselementes in eine Oberseite (54) des ersten Werkstücks (22); und

(e) Ausüben von Dreh- und Kompressionskräften auf das Befestigungselement (20, 20a), wodurch der Ring (36, 36a) dazu gebracht wird, das Material, aus dem das erste Werkstück (22) gebildet wird, zu verformen, damit das Material in die Halterille (48, 48a) auf dem Befestigungselement (20, 20a) fließt, um eine mechanische Verriegelung zwischen dem Befestigungselement (20, 20a) und dem ersten Werkstück (22) bereitzustellen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während Schritt (c) der Vorsprung (46, 46a) im allgemeinen die Innenwand des ersten Werkstücks (22) berührt, so daß während Schritt (e) das Material, aus dem das erste Werkstück (22) gebildet wird, fließt und zwischen dem Vorsprung (46, 46a) und dem ersten Abschnitt (28, 28a) eingeschlossen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (a) des weiteren den Schritt des Bereitstellens des zweiten Werkstücks (24) mit einer ungeschnittenen Öffnung einschließt; wobei die Befestigungsstruktur (44) in Schritt (b) ein gewindeter Endabschnitt (44) ist, der auf dem zweiten Abschnitt (30, 30a) des Befestigungselementes bereitgestellt wird, und eine selbstschneidende Gewindeform aufweist, so daß die selbstschneidende Gewindeform ein Innengewinde in der ungeschnittenen Öffnung bildet, wenn das Befestigungselement (20, 20a) so wie in Schritt (c) vorgesehen eingreift.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (c) die Befestigungsstruktur (62) ein getrenntes Bolzenelement (62) ist, das durch das zweite Werkstück (24) hindurch geführt wird und in das Befestigungselement (20a) eingreift.