DE102010024000A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen (16) wie Schrauben oder Blindnieten in ein oder mehrere Bleche, wobei das oder die Bleche kurz vor Beginn des Setzvorganges durch elektrische Energie erhitzt werden, wobei die Erhitzung über eine Induktionsspule (26) erfolgt, die in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement (16) gesetzt wird sowie Vorrichtung (10) zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes (16) in ein oder mehrere Bleche, mit einer Induktionsspule (26), die zumindest vor und/oder während des Setzvorganges in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet ist, an der das Verbindungselement (16) gesetzt wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen wie Schrauben oder Blindnieten in ein oder mehrere Bleche, wobei das oder die Bleche kurz vor Beginn des Setzvorganges mittels elektrischer Energie erhitzt werden. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche.
- Spanlos selbstlochformende Verbindungselemente, die auch als Fließloch-Bohrschrauben oder -Verbindungselemente bezeichnet werden, werden in der Industrie zunehmend bevorzugt eingesetzt, da bei ihrer Verwendung auf Vorbohren und Gewindeschneiden verzichtet werden kann und bei der Verarbeitung keine Späne anfallen.
- Bisher konnten diese Verbindungselemente jedoch lediglich in Verbindung mit normalen Stahl- und Aluminiumblechen verwendet werden. Eine Verwendung in hochfesten Stahlblechen ohne Vorbohren schied aus, da die durch das Verbindungselement übertragbare Wärmeenergie nicht ausreicht, um ein hochfestes Stahlblech entsprechend zu erweichen.
- Zur Lösung dieses Problems hat der hierzu nächstgelegene Stand der Technik, die
DE 196 34 417 A1 , bereits vorgeschlagen, das Material des Bleches in das Verbindungselement gesetzt werden soll, durch elektrische Energie in Form eines Lichtbogens zwischen einem der Lochformung dienenden Werkzeug und dem Blech zu erhitzen. - Dieser Vorschlag hat aber erhebliche Nachteile, da die Stromdichte in der Bohrspitze des Lochformwerkzeugs stets wesentlich höher ist, als in dem großflächigen Blech. Dadurch erhitzt sich die Bohrspitze stärker als das Blech und die Bohrspitze wird stärker erweicht als das Blech, was im Sinne der hier vorliegenden Aufgabenstellung klar kontraproduktiv ist. Des weiteren kann die Spitze des Lochformwerkzeugs, deren Form für eine korrekte Lochformung von außerordentlich großer Bedeutung ist, durch den Lichtbogen und den damit verbundenen Kontaktabbrand beschädigt oder verformt werden, wodurch wiederum das Formen des Loches erheblich erschwert werden kann.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen in hochfeste Stahlbleche unmittelbar während des Erhitzens des Bleches und ohne den Einsatz eines separaten Lochformwerkzeuges zu ermöglichen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Erhitzung durch eine Induktionsspule erfolgt, die in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement gesetzt wird.
- Ebenso kann die vorliegende Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche gelöst werden, die mit einer Induktionsspule versehen ist, die zumindest vor und/oder während des Setzvorganges in der Nähe der Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet ist, an der das Verbindungselement gesetzt werden soll.
- Bevorzugt ist es dabei, wenn die Induktionsspule konzentrisch zu der Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement gesetzt werden soll.
- Besonders bevorzugt ist es, wenn die Induktionsspule eine zentrale Öffnung aufweist und während des Setzvorganges oberhalb des oder Bleche verbleibt und das Verbindungselement durch diese zentrale Öffnung der Induktionsspule hindurch gesetzt wird.
- Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
- Es zeigt:
-
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen von vorne; -
2 die Vorrichtung der1 von der Seite; -
3 das Detail A der1 ; und -
4 das Detail B der1 . -
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche. Die Vorrichtung10 umfasst dabei einen Halter12 , der nach Art einer Ständerbohrmaschine einen Schrauber14 trägt. Der Schrauber trägt an seinem Schraubwerkzeug ein Verbindungselement16 , in diesem Fall eine spanlos selbstlochformende Schraube, das heißt ein Verbindungselement16 mit selbstlochformender Bohrspitze und Außengewinde. - Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel soll das Verbindungselement
16 in zwei Bleche18 ,20 gesetzt werden, die auf einer Auflage22 mit einer Ausnehmung24 unter der Stelle, an der das Verbindungselement16 gesetzt werden soll, angeordnet werden. - Erfindungsgemäß ist hier eine kreisringförmige Induktionsspule
26 oberhalb der Ausnehmung24 und oberhalb der beiden Bleche18 ,20 angeordnet. Die Induktionsspule26 weist dabei eine zentrale Öffnung auf, die konzentrisch zu der Stelle angeordnet ist, an der das Verbindungselement16 gesetzt werden soll. - Der Setzvorgang läuft erfindungsgemäß dann folgendermaßen ab:
Die Induktionsspule26 wird hinreichend lange mit einem Wechselstrom geeigneter Frequenz und Spannung beaufschlagt, sodass der Bereich der Bleche18 ,20 unter der Induktionsspule26 und damit oberhalb der Ausnehmung24 hinreichend erhitzt wird. - Sodann wird das spanlos selbstlochbohrende Verbindungselement
16 wie beim Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen aus dem Stand der Technik bekannt an der jetzt erfindungsgemäß erhitzten Stelle in die beiden Bleche18 ,20 gesetzt. - Die Ausnehmung
24 stellt dabei einerseits den Raum zur Verfügung, der den Teil des Verbindungselementes16 aufnimmt, der nach dem Setzen unten aus den Blechen18 ,20 heraus- und übersteht und verhindert gleichzeitig eine Wärmeabführung beziehungsweise Kühlung der Bleche18 ,20 über die Auflage22 . - Erfindungsgemäß können nun auch Bleche
18 ,20 aus wesentlich härteren Stahlsorten mit spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen verbunden beziehungsweise bestückt werden. - Anstelle des hier dargestellten Ausführungsbeispiels des Setzens des Verbindungselementes
16 in zwei Bleche18 ,20 kann das Verbindungselement erfindungsgemäß auch lediglich in ein einzelnes Blech oder in drei oder mehr Bleche gesetzt werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19634417 A1 [0004]
Claims (6)
- Verfahren zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen (
16 ) wie Schrauben oder Blindnieten in ein oder mehrere Bleche (18 ,20 ), wobei das oder die Bleche (18 ,20 ) kurz vor Beginn des Setzvorganges durch elektrische Energie erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung über eine Induktionsspule (26 ) erfolgt, die in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen (18 ,20 ) angeordnet wird, an der das Verbindungselement (16 ) gesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (
26 ) konzentrisch zu der Stelle auf dem oder den Blechen (18 ,20 ) angeordnet wird, an der das Verbindungselement (16 ) gesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (
26 ) eine zentrale Öffnung aufweist und während des Setzvorganges oberhalb des oder der Bleche (18 ,20 ) verbleibt, und das Verbindungselement (16 ) durch diese zentrale Öffnung der Induktionsspule (26 ) hindurch gesetzt wird. - Vorrichtung (
10 ) zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes (16 ) in ein oder mehrere Bleche (18 ,20 ), dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Induktionsspule (26 ) versehen ist, die zumindest vor und/oder während des Setzvorganges in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen (18 ,20 ) angeordnet ist, an der das Verbindungselement (16 ) gesetzt wird. - Vorrichtung (
10 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (26 ) zumindest vor und/oder während des Setzvorgangs konzentrisch zu der Stelle auf dem oder den Blechen (18 ,20 ) angeordnet ist, an der das Verbindungselement (16 ) gesetzt wird. - Vorrichtung (
10 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (26 ) eine zentrale Öffnung aufweist und so angeordnet ist, dass das Verbindungselement (16 ) beim Setzvorgang durch diese Öffnung hindurchtritt.
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