DE102013218605A1 - Nietelement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nietelement zur Anbringung an einem Bauteil, insbesondere an einem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff. Das Nietelement weist einen in einem montierten Zustand an dem Bauteil anliegenden Flanschabschnitt und einen Nietabschnitt auf. Der Nietabschnitt umfasst eine in einer Richtung von dem Flanschabschnitt weg konvergierende Spitze, an deren dem Flanschabschnitt abgewandten Ende ein aufgeweiteter Endabschnitt vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Nietelement zur Anbringung an einem Bauteil, insbesondere an einem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff, ein Zusammenbauteil aus einem entsprechenden Nietelement und einem Bauteil, sowie ein Verfahren zur Anbringung eines Nietelements an einem Bauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Nietelements.
  • Bei der Anbringung von Verbindungselementen, wie insbesondere Nietelementen, an Bauteilen aus Blech oder Faserverbundwerkstoffen ging man bislang davon aus, dass es erforderlich ist, zur Vorbereitung des Befestigungsprozesses in dem Bauteil eine Öffnung für das Verbindungselement auszubilden. Gerade bei Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen ist eine solche Vorgehensweise aber mit erheblichen Nachteilen verbunden, da durch die Öffnungen im Material Diskontinuitäten entstehen, die das Material gerade dort erheblich schwächen, wo zur zuverlässigen Verankerung der Verbindungselemente eigentlich eine besonders hohe Materialfestigkeit benötigt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zu schaffen, Nietelemente derart an Bauteilen anzubringen, dass die Bauteile nicht in nachteiliger Weise geschwächt werden müssen, wobei es insbesondere möglich sein soll, Verbindungselemente an Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen anzubringen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, die ein Nietelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Zusammenbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 11 und 12 betrifft.
  • Das erfindungsgemäße Nietelement weist einen in einem montierten Zustand an dem Bauteil anliegenden Flanschabschnitt und einen Nietabschnitt auf. Der Nietabschnitt umfasst eine in einer Richtung von dem Flanschabschnitt weg konvergierende Spitze, an deren dem Flanschabschnitt abgewandten Ende ein aufgeweiteter Endabschnitt vorgesehen ist.
  • Durch die Ausbildung des Nietabschnitts als sich verjüngenden Spitze ist es möglich, das Nietelement zunächst mit der Spitze in das jeweilige Material einzudrücken. Die Aufweitung des Endabschnitts an dem dem Bauteil zugewandten Ende der Spitze sorgt dafür, dass dieser beim Eindrücken des Nietabschnitts in das Bauteil durch ein Zusammenwirken mit dem Material des Bauteils ein fortschreitendes Aufspreizen erfährt, was im weiteren Verlauf des Eindrückvorgangs auch die Spitze erfasst. Bei dem Eindrücken des Nietabschnitts erfolgt somit dessen zunehmende Umformung zur Ausbildung einer Nietverbindung. Der aufgeweitete Endabschnitt stellt dabei sicher, dass die Umformung des Nietabschnitts in kontrollierter Weise erfolgt, nämlich derart, dass der Nietabschnitt nach außen umgebördelt wird.
  • Bei Bauteilen, die aus einem Material hergestellt sind, das zumindest in bestimmten Zuständen ein derartiges Eindrücken des Nietabschnitts ermöglicht, kann auf die Herstellung einer Öffnung für das Nietelement verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Nietelement ist folglich besonders geeignet für Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen, die sich zumindest zeitweise in einem Zustand befinden, in welchem das Material ausreichend weich bzw. "teigig" ist. Hierauf wird nachstehend näher eingegangen. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Nietelement in Zusammenhang mit duroplastischen oder thermoplastischen Materialien bzw. Bauteilen eingesetzt werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht zwingend erforderlich ist, das Verbindungselement mit dem Bauteil zu verkleben. Ein Verkleben kann aber natürlich zusätzlich vorgesehen sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Nietelements ist zwischen dem Endabschnitt und der konvergierenden Spitze eine eine Taille bildende Einschnürung vorgesehen. D.h. die Aufweitung des Endabschnitts ist so ausgeführt, dass ein minimaler Außenumfang des Nietabschnitts nicht an dessen freien Ende vorliegt, sondern zwischen der Spitze und dem freien Ende des Endabschnitts, das letztlich auch das freie Endes des Nietabschnitts definiert. Insbesondere divergiert der Endabschnitt zumindest abschnittsweise in der Richtung von dem Flanschabschnitt weg.
  • Der Nietabschnitt kann eine Mehrzahl von, insbesondere zungenförmigen und bevorzugt miteinander verbundenen, Segmenten umfassen, die beim Aufweiten des Nietabschnitts während der Montage des Nietelements auseinander bewegbar sind, um eine Nietverbindung herzustellen. Insbesondere verschmälern sich die Segmente jeweils längs einer Mittelachse in Richtung von dem Flanschabschnitt weg. An den Verbindungsstellen der Segmente kann nach Art von Sollbruchstellen – z.B. durch eine geringere Wandstärke – jeweils eine gezielte Materialschwächung vorgesehen sein. Das Aufweiten der Spitze ist in diesem Fall mit einem Aufbrechen der Spitze verbunden, um die Segmente auseinander zu bewegen. Alternativ können die Segmente zumindest bereichsweise unverbunden sein und dabei entweder aneinander anliegen oder geringfügig voneinander beabstandet sein, so dass sie im Ausgangszustand gemeinsam die zum Eindrücken in das Bauteil dienende Spitze bilden und anschließend ohne Aufbrechen von Material auseinander bewegt werden können. Beispielsweise umfasst der Nietabschnitt eine Mehrzahl von insbesondere zungenförmigen Segmenten, die gemeinsam die Spitze bilden und die beim Aufweiten der Spitze auseinander bewegbar sind.
  • Gemäß einer einfach und effizient herzustellenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nietelements ist der Nietabschnitt durch Umformen eines ursprünglich hohlzylinderförmigen Grundkörpers gebildet. D.h. der Grundköper wird im Zuge des Herstellungsprozesses des Nietelements zu der Spitze umgeformt. Dabei kann das Material des Grundkörpers Faltungen erfahren, so dass die durch den Umformprozess erzeugte Spitze in einem Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Nietelements eine Kontur einer Blüte oder einer Rosette aufweist. Grundsätzlich kann durch den Umformprozess auch gleich der Endabschnitt ausgebildet werden. Bevorzugt geschieht dies jedoch in einem gesonderte Schritt.
  • Der Nietabschnitt kann einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt aufweisen, an den sich die Spitze anschließt. Der zylindrische Abschnitt ist insbesondere zwischen dem Flanschabschnitt und der Spitze angeordnet.
  • Um auf eine Verklebung des Nietelements mit dem Bauteil verzichten zu können und/oder um eine besonders zuverlässige Fixierung des Elements zu erreichen, kann der Flanschabschnitt mit Mitteln zur Verdrehsicherung versehen sein. Diese Mittel sind beispielsweise Vertiefungen und/oder Rippen, die sich in radialer Richtung erstrecken.
  • Das erfindungsgemäße Nietelement kann als Mutterelement oder als Bolzenelement ausgebildet sein.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Zusammenbauteil aus einem Nietelement gemäß zumindest einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und einem Bauteil, insbesondere einem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anbringung eines Nietelements gemäß zumindest einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen an einem Bauteil, insbesondere an einem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff, wird das Nietelement in ein unvorbereitetes, insbesondere nicht mit einer Öffnung für das Nietelement versehenes Bauteil gedrückt. Das Bauteil liegt dabei zumindest in dem Bereich, in den das Nietelement eingebracht wird, auf einer im Wesentlichen ebenen Abstützfläche oder Unterlage auf. Mit anderen Worten ist bei diesem Verfahren keine Matrize erforderlich. Die Umformung des Nietabschnitts zur Ausbildung der das Nietelement an dem Bauteil fixierenden Nietverbindung erfolgt – wie bereits erläutert – automatisch aufgrund der Ausgestaltung des Endabschnitts des Nietabschnitts. Letztlich fungiert eine ebene Fläche als "Matrize", was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Nietelements gemäß zumindest einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Endabschnitt geformt, indem ein Dorn in das dem Flanschabschnitt abgewandte Ende einer an dem Flanschabschnitt vorgesehenen vorgeformten Spitze gedrückt wird. Dies geschieht also bevor das Nietelement an einem Bauteil befestigt wird. Die vorgeformte Spitze ist somit der "Vorläufer" der an dem fertigen Nietelement ausgebildeten Spitze und des Endabschnitts.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird die vorgeformte Spitze durch zumindest bereichsweise wenigstens einmaliges Umformen eines hohlzylindrischen Grundkörpers gebildet, was vorstehend bereits beschrieben wurde. Der Endabschnitt wird anschließend durch Eindrücken des Dorns in das freie Ende der vorgeformten Spitze erzeugt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, den Endabschnitt gleich während des Umformprozesses des Grundkörpers auszubilden.
  • Um dies zu erleichtern, kann vorgesehen sein, dass die Spitze eine, insbesondere trichterförmige, Einführhilfe für den Dorn aufweist.
  • Der Dorn ist insbesondere im Wesentlichen kreiskegelförmig ausgebildet.
  • Die Erfindung kann vorteilhafterweise sowohl in Verbindung mit Faserverbundwerkstoffen mit relativ kurzen Fasern als auch bei Werkstoffen mit relativ langen Fasern genutzt werden. Bauteile mit Kurzfasern können in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Hierbei ist das Materialgemisch gut verformbar, so dass die bei der Herstellung dieser Bauteile eingesetzten Werkzeuge gleichzeitig zur Anbringung von Nietelementen genutzt werden können. Faserverbundteile mit Langfasern können durch Laminieren hergestellt werden, d.h. durch kreuzweises Auftragen von einzelnen Lagen mit gerichteten Fasern. Bei vielen Kunststoffmaterialien ist es dann möglich, ähnlich wie beim Tiefziehen von Blechen, die laminierten Teile unter Wärmeeinbringung mittels eines Werkzeugs in eine bestimmte Form zu pressen. Die dabei eingesetzten Pressen können dann gleichzeitig zum Einbringen des Nietelementes in das ausreichend weiche Verbundmaterial genutzt werden.
  • In beiden Fällen, also sowohl bei Kurzfaser- als auch bei Langfasermaterial, wird somit der Umstand ausgenutzt, dass das erfindungsgemäße Nietelement in das prozessbedingt zumindest zeitweise ausreichend weiche Material eingedrückt werden kann.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen angegeben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nietelements,
  • 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Nietelements gemäß 1,
  • 3 eine Stirnansicht des Nietelements gemäß 1,
  • 4 eine Schnittansicht des Nietelements gemäß 1 in einer den Nietabschnitt schneidenden Ebene senkrecht zur Längsachse,
  • 5 eine Seitenansicht des Nietelements gemäß 1, bevor der aufgeweitete Endabschnitt geformt wurde,
  • 6 eine Seitenansicht des Nietelements gemäß 1, nachdem mit Hilfe eines Dorns der aufgeweitete Endabschnitt geformt wurde,
  • 7 das Nietelement gemäß 1 kurz vor dem Eindringen in ein Bauteil,
  • 8 das Nietelement gemäß 1 kurz nach dem Eindringen in das Bauteil und
  • 9 das Nietelement gemäß 1 in einem an dem Bauteil fixierten Zustand.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform 10 eines erfindungsgemäßen Nietelements. Das Nietelement 10 umfasst einen Flanschabschnitt 21, der sich radial bezüglich einer Mittelachse 15 des Elements erstreckt. Von einer in einem montiertem Zustand dem Bauteil abgewandten Seite des Flanschabschnitts 21 erstreckt sich in axialer Richtung ein Befestigungsabschnitt 27, der beispielsweise mit einem Außengewinde versehen sein kann.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist das Nietelement 10 folglich als Bolzenelement ausgebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend. In einer alternativen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Nietelement beispielsweise auch als Mutterelement ausgebildet sein, das als Befestigungsabschnitt eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung oder Öffnung aufweist.
  • Die dem Befestigungsabschnitt 27 abgewandte Unterseite des Flanschabschnitts 21 dient als Anlagefläche 23 für ein Bauteil 51 (vgl. insbesondere 9), an welchem das Nietelement 10 anzubringen ist. Die Anlagefläche 23 ist mit einer Mehrzahl von Vertiefungen 25b und vorstehenden, sich in radialer Richtung erstreckenden Rippen 25a versehen, die als Verdrehsicherung dienen.
  • Von der vom Befestigungsabschnitt 27 abgewandten Seite des Flanschabschnitts 21 erstreckt sich in axialer Richtung ein Nietabschnitt 11. Ausgehend von dem Flanschabschnitt 21 umfasst der Nietabschnitt 11 zunächst einen kurzen, im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 19, der in eine Spitze 12a übergeht. Die Spitze 12a verjüngt sich oder konvergiert in einer Richtung von dem Flanschabschnitt 21 weg. An dem dem Flanschabschnitt 21 abgewandten Ende der Spitze 12a ist ein Endabschnitt 12b vorgesehen, der im Gegensatz zu der Spitze 12a eine divergierende Formgebung aufweist. Zwischen der Spitze 12a und dem Endabschnitt 12b liegt eine Einschnürung 12c des Nietabschnitts 11 vor. Hier ist der Außendurchmesser des Nietabschnitts 11 minimal, so dass sich eine Taille ausbildet. Die Taillierung des Nietabschnitts 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vergleichsweise ausgeprägt. Zwar kann der Nietabschnitt 11 in bestimmten Fällen noch stärker tailliert sein, in der Regel wird jedoch eine weniger starke Einschnürung ausreichend sein, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Es ist sogar möglich, dass der Endabschnitt 12b eine nur sehr schwach divergierende, fast koaxiale Ausgestaltung aufweist, da bereits eine schwache Aufweitung des Endabschnitts 12b letztlich zu einem nach außen Biegen des Nietabschnitts 11 beim Eindrücken in das Bauteil 51 führt.
  • Der Nietabschnitt 11 wird von einer Mehrzahl von zungenförmigen Segmenten 13 gebildet, die von dem Flanschabschnitt 21 ausgehen und die nach Art einer geschlossenen Knospe die sich verjüngende Spitze 12a des Nietabschnitts 11 bilden, wobei der Endabschnitt 12b – bildlich gesprochen – ein Öffnen der Knospe andeutet. Die in diesem Ausführungsbeispiel vier Segmente 13 – es können auch mehr als vier oder weniger als vier Segmente vorgesehen sein – sind folglich derart ausgebildet, dass sie sich ausgehend von dem Flanschabschnitt 21 längs der Mittelachse 15 verschmälern.
  • Die Wandungen von nach radial innen ragenden Biegungen 16 der Verbindungen zwischen den Segmenten 13 weisen Kontaktflächen 14 auf, die – wie nachfolgend noch beschrieben wird – bei dem Aufweiten des Endabschnitts 12b entstehen.
  • Der Nietabschnitt 11 des Nietelements 10 ermöglicht es, das Nietelement 10 in ein ausreichend weiches Bauteil, an welchem das Nietelement 10 anzubringen ist, einzudrücken, ohne dass es erforderlich ist, in einem vorbereitenden Schritt in dem Bauteil eine Öffnung für das Nietelement 10 auszubilden.
  • 2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Nietelements 10 gemäß 1, um die in axialer Richtung konvergierende Formgebung der Spitze 12a und die Aufweitung des Endabschnitts 12b zu verdeutlichen.
  • 3 zeigt eine Stirnansicht des Nietelements 10. Es ist zu erkennen, dass der Nietabschnitt 11 durch Falten erzeugt wurde, so dass sich die rosettenartige Kontur des Endabschnitts 12b und der Spitze 12a ergeben hat. Die vergleichsweise geraden Konturabschnitte 13a im Bereich der Segmente 13 sind durch nach radial innen ragenden Biegungen 16 miteinander verbunden. Die Biegungen 16 definieren bei dreidimensionaler Betrachtung Täler, deren jeweilige Sohle sich im Bereich der Spitze 12a mit zunehmenden Abstand von dem Flanschabschnitt 21 der Mittelachse 15 annähert.
  • 4 zeigt zur Verdeutlichung dieser Formgebung einen Schnitt durch den Nietabschnitt 11 oberhalb der Einschnürung 12c.
  • 5 zeigt einen Zwischenzustand des Nietelements 10 bei dessen Herstellung. In dem Grundzustand weist das Nietelement 10 einen von dem Flanschabschnitt 21 weg ragenden hohlzylinderförmigen Grundkörper 12a'' auf, der im linken Teil der Zeichnung gestrichelt angedeutet ist. Aus dem Grundkörper 12a'' wird durch Umformen die vorgeformte Spitze 12a' gebildet. Durch den Umformprozess bildet sich in der vorgeformten Spitze 12a' eine trichterförmige Einführhilfe 17 für einen Dorn 31 (siehe 6), der zum Aufweiten der vorgeformten Spitze 12a' dient.
  • 6 zeigt das fertige Nietelement 10, nachdem der Endabschnitt 12b durch ein Eindrücken des Dorns 31 in die vorgeformte Spitze 12a' ausgebildet wurde. Dabei sind an den Innenseiten der Biegungen 16 die Kontaktflächen 14 entstanden. Die Steigung der Flanken des Dorns und dessen Eindringtiefe in die vorgeformte Spitze 12a' bestimmen den Grad der Aufweitung des Endabschnitts 12b.
  • Einen möglichen Ablauf für die Anbringung des erfindungsgemäßen Nietelements 10 an einem Bauteil 51 zeigen die 7 bis 9.
  • 7 zeigt die ebene Unterlage 53, die als Abstützfläche für das Bauteil 51 während dem Eindrücken des Nietelements 10 dient. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren ist somit keine Matrize erforderlich, die das Umbördeln des Nietabschnitts 11 bewirkt.
  • Wie in 8 zu sehen ist, dringt zunächst der Endabschnitt 12b in das Bauteil 51 ein. Aufgrund der aufgeweiteten Formgebung des Endabschnitts 12b wird dieser durch das in das Innere des Nietabschnitts 11 eindringende Material des Bauteils 51 weiter aufgespreizt. Das Material wird dabei plastische verformt oder gar – zumindest teilweise – "zerbröselt".
  • Im weiteren Verlauf des Eindrückprozesses gerät das im Aufspreizen begriffene freie Ende des Nietabschnitts 11 in Kontakt mit der ebenen Unterlage 53. Dadurch wird der Nietabschnitt 11 nun vollends umgebogen, bis der in 9 gezeigte Endzustand eintritt. Es ist zu erkennen, dass das Nietelement 10 so weit in das Bauteil 51 eingedrückt wurde, dass der Flanschabschnitt 21 in axialer Richtung nicht aus dem Bauteil 51 herausragt, sondern bündig mit dessen Oberfläche abschließt.
  • Der für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Grad der Aufweitung des Endabschnitts 12b – d.h. deren Tiefe in axialer Richtung und deren durch die Steigung der Flanken des Dorns definierte Breite – hängt unter anderem von dem Material und der Dicke des Bauteils, von den mechanischen Eigenschaften des Nietabschnitts 11 und von den Eindrückkräften/-geschwindigkeiten ab. Überraschenderweise führt die Aufweitung des Endabschnitts 12b gerade nicht zu einer unkontrollierten Umformung des Nietabschnitts 11, sondern initiiert – bei geeigneter Abstimmung der vorstehend genannten Parameter – das Aufspreizen des Nietabschnitts 11, der abschließend durch das Zusammenwirken mit der ebenen Abstützfläche 53 umgebogen wird, um die Nietverbindung zu vollenden.
  • Der Grad der Aufweitung ist so zu wählen, dass er einerseits nicht zu groß ist. Dann spreizt sich der Nietabschnitt 11 möglicherweise zu schnell auf und kann das Bauteil 53 eventuell nicht vollständig durchdringen. Anderseits darf die Aufweitung nicht zu klein sein, da ansonsten nicht zuverlässig sichergestellt ist, dass das Aufspreizen des Nietabschnitts 11 schnell genug einsetzt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass oftmals schon eine vergleichsweise geringe Aufweitung des Endabschnitts 12b zu der gewünschten Umformung des Nietabschnitts 11 bei dessen Eindrücken in das Bauteil 51 führt.
  • Der vorstehend beschriebene Herstellungsprozess wird unterstützt, wenn das Material zumindest zeitweise erwärmt wird und somit weicher ist, so dass das Nietelement 10 leichter in das Material eingedrückt werden kann.
  • Die Erfindung ermöglicht es also, Nietelemente insbesondere an auch als "Organobleche" bezeichneten Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen anzubringen, ohne dass in dem Material Öffnungen für die Nietelemente ausgebildet werden müssen. Nachteilige Schwächungen des Materials werden hierdurch in vorteilhafter Weise vermieden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Nietelement
    11
    Nietabschnitt
    12a
    Spitze
    12a'
    vorgeformte Spitze
    12a''
    Grundkörper
    12b
    Endabschnitt
    12c
    Einschnürung
    13
    Segment
    13a
    Konturabschnitt
    14
    Kontaktfläche
    15
    Mittelachse
    16
    Biegung
    17
    Einführhilfe
    19
    zylindrischer Abschnitt
    21
    Flanschabschnitt
    23
    Anlagefläche
    25a, 25b
    Mittel zur Verdrehsicherung (Rippe bzw. Vertiefung)
    27
    Befestigungsabschnitt
    31
    Dorn
    51
    Bauteil
    53
    Abstützfläche/Unterlage

Claims (15)

  1. Nietelement zur Anbringung an einem Bauteil (51), insbesondere an einem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff, wobei das Nietelement einen in einem montierten Zustand an dem Bauteil (51) anliegenden Flanschabschnitt (21) und einen Nietabschnitt (11) aufweist, wobei der Nietabschnitt (11) eine in einer Richtung von dem Flanschabschnitt (21) weg konvergierende Spitze (12a) umfasst, an deren dem Flanschabschnitt (21) abgewandten Ende ein aufgeweiteter Endabschnitt (12b) vorgesehen ist.
  2. Nietelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Endabschnitt (12b) und der konvergierenden Spitze (12a) eine eine Taille bildende Einschnürung (12c) vorgesehen ist.
  3. Nietelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (12b) in der Richtung von dem Flanschabschnitt (21) weg zumindest abschnittsweise divergiert.
  4. Nietelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dass der Nietabschnitt (11) eine Mehrzahl von, insbesondere zungenförmigen und bevorzugt miteinander verbundenen, Segmenten (13) umfasst, die beim Aufweiten des Nietabschnitts (11) während der Montage des Nietelements auseinander bewegbar sind.
  5. Nietelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Segmente (13) jeweils längs einer Mittelachse (15) in Richtung von dem Flanschabschnitt (21) weg verschmälern.
  6. Nietelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietabschnitt (11) durch Umformen eines ursprünglich hohlzylinderförmigen Grundkörpers gebildet ist.
  7. Nietelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietabschnitt (11) einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt (19) aufweist, an den sich die Spitze (12a) anschließt.
  8. Nietelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (21) mit Mitteln (25) zur Verdrehsicherung versehen ist, insbesondere mit vorstehenden Rippen (25a) und/oder Vertiefungen (25b).
  9. Nietelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Mutterelement oder Bolzenelement ausgebildet ist.
  10. Zusammenbauteil aus einem Nietelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Bauteil (51), insbesondere an einem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff.
  11. Verfahren zur Anbringung eines Nietelements gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 an einem Bauteil (51), insbesondere an einem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Nietelement in ein unvorbereitetes, insbesondere nicht mit einer Öffnung für das Nietelement versehenes Bauteil (51) gedrückt wird, das zumindest in dem Bereich, in den das Nietelement eingebracht wird, auf einer im Wesentlichen ebenen Abstützfläche (53) aufliegt.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Nietelements gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (12b) geformt wird, indem ein Dorn (31) in das dem Flanschabschnitt (21) abgewandte Ende einer an dem Flanschabschnitt (21) vorgesehenen vorgeformten Spitze (12a') gedrückt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgeformte Spitze (12a') durch zumindest bereichsweise wenigstens einmaliges Umformen eines hohlzylindrischen Grundkörpers (12a'') gebildet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgeformte Spitze (12a') eine, insbesondere trichterförmige Einführhilfe (17) für den Dorn (31) aufweist.
  15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (31) im Wesentlichen kreiskegelförmig ausgebildet ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3280923A4 (de) * 2015-04-10 2018-03-28 R B & W Manufacturing LLC Verfahren zur installation eines selbstschliessenden befestigungselements
DE102016119479A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-12 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Funktionselement zur fluiddichten Anbringung an ein Blechteil, Zusammenbauteil und Verfahren
DE102016119478A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-12 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Ein Nietelement sowie ein Zusammenbauteil bestehend aus einem Nietelement und einem Blechteil
DE102020102478A1 (de) 2020-01-31 2021-08-05 Arnold Umformtechnik Gmbh & Co. Kg Nietbolzen und Verfahren zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung
US11209040B2 (en) 2019-07-15 2021-12-28 Rb&W Manufacturing Llc Self-clinching fastener

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11384788B2 (en) * 2019-11-05 2022-07-12 The Boeing Company Thermoplastic tie-rod
EP3936730B1 (de) * 2020-07-10 2024-01-31 Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG Funktionselement
US11913488B2 (en) 2021-05-27 2024-02-27 Rb&W Manufacturing Llc Self-clinching and self-piercing construction element with multi-purpose pilot

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1733691A (en) * 1926-12-16 1929-10-29 Merzinger Eduard Press stud
DE29801049U1 (de) * 1998-01-22 1998-04-30 Emhart Inc Karosseriebauteil mit einer Zinn-Zink-Beschichtung
JP2008215464A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Toyota Motor Corp リベット構造及び車両用ボデー構造
DE102011113436A1 (de) * 2011-09-14 2013-03-14 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Nietelement

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2246888A (en) * 1941-03-31 1941-06-24 Messenger Archibald Randal Rivet
US2340423A (en) * 1942-09-03 1944-02-01 Jr Bernard T O'shaughnessy Expansion rivet
US2826110A (en) * 1952-01-02 1958-03-11 Jerome H Lemelson Hollow sheet metal rivet with reinforcing work engaging shoulders
US2967285A (en) * 1958-05-21 1961-01-03 Foxboro Co Electrical pin-board data system
GB893996A (en) * 1959-10-02 1962-04-18 Belling & Lee Ltd Improvements in or relating to methods of securing inserts in sheet material
US3894331A (en) * 1971-03-23 1975-07-15 Leer Koninklijke Emballage Method of mounting a bushing to a container closure
US3778755A (en) * 1972-11-06 1973-12-11 Berg Electronics Inc Self-staking wire grip terminal
US4352589A (en) * 1981-07-20 1982-10-05 Almedco, Inc. Blind riveting and sealing system
GB9204917D0 (en) * 1992-03-06 1992-04-22 Spiro Machines Sa Apparatus for cutting helically wound metal tubing
DE10149633A1 (de) * 2001-10-09 2003-04-10 Basf Ag Verbundbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102005020416B4 (de) * 2005-05-03 2007-08-16 Richard Bergner Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Halbhohlstanzniet sowie Stanznietverbindung
US8025175B2 (en) * 2007-10-10 2011-09-27 The Vollrath Company, L.L.C. Method and apparatus for attaching a handle using self piercing rivets

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1733691A (en) * 1926-12-16 1929-10-29 Merzinger Eduard Press stud
DE29801049U1 (de) * 1998-01-22 1998-04-30 Emhart Inc Karosseriebauteil mit einer Zinn-Zink-Beschichtung
JP2008215464A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Toyota Motor Corp リベット構造及び車両用ボデー構造
DE102011113436A1 (de) * 2011-09-14 2013-03-14 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Nietelement

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3280923A4 (de) * 2015-04-10 2018-03-28 R B & W Manufacturing LLC Verfahren zur installation eines selbstschliessenden befestigungselements
DE102016119479A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-12 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Funktionselement zur fluiddichten Anbringung an ein Blechteil, Zusammenbauteil und Verfahren
DE102016119478A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-12 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Ein Nietelement sowie ein Zusammenbauteil bestehend aus einem Nietelement und einem Blechteil
EP3309415A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-18 Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG Ein nietelement sowie ein zusammenbauteil bestehend aus einem nietelement und einem blechteil
US10598203B2 (en) 2016-10-12 2020-03-24 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Functional element for a fluid-tight attachment to a sheet metal part, component assembly and method
US11209040B2 (en) 2019-07-15 2021-12-28 Rb&W Manufacturing Llc Self-clinching fastener
DE102020102478A1 (de) 2020-01-31 2021-08-05 Arnold Umformtechnik Gmbh & Co. Kg Nietbolzen und Verfahren zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung

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