DE102016004962A1 - Joining element for direct screwing of components - Google Patents

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Carsten Freymüller
Manuel Kaiser
Dominik Fröhlich
Heiko Miller
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Arnold Umformtechnik GmbH and Co KG
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Daimler AG
Arnold Umformtechnik GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fügeelement, insbesondere eine loch- und gewindeformende Schraube, zum Direktverschrauben von Bauteilen (11), mit einem Kopf (12) und einem sich vom Kopf (12) aus erstreckenden Schaft (14), wobei der Schaft (14) einen selbstformenden Gewindeabschnitt (18) und einen Lochformungsabschnitt (20) zum Fließlochformen aufweist, wobei der Gewindeabschnitt (18) zwischen dem Kopf (12) und dem Lochformungsabschnitt (20) angeordnet ist. Um den Einsatzbereich zu vergrößern wird vorgeschlagen, dass ein Außendurchmesser (46) des Lochformungsabschnitts (20) größer ist als ein Kerndurchmesser (34) des Gewindeabschnitts (18).The invention relates to a joining element, in particular a hole- and thread-forming screw, for direct screwing of components (11), with a head (12) and a shaft (14) extending from the head (12), wherein the shaft (14) has a self-tapping threaded portion (18) and a hole-forming portion (20) for flow-hole forming, wherein the threaded portion (18) between the head (12) and the hole-forming portion (20) is arranged. To increase the range of use, it is proposed that an outer diameter (46) of the hole forming portion (20) is larger than a core diameter (34) of the threaded portion (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fügeelement, insbesondere eine loch- und gewindeformende Schraube, zum Direktverschrauben von Bauteilen, mit einem Kopf und einem sich vom Kopf aus erstreckenden Schaft, wobei der Schaft einen selbstformenden Gewindeabschnitt und einen Lochformungsabschnitt zum Fließlochformen aufweist, wobei der Gewindeabschnitt zwischen dem Kopf und dem Lochformungsabschnitt angeordnet ist.The invention relates to a joining element, in particular a hole- and thread-forming screw, for directly screwing components, with a head and a head extending from the top, the shaft having a self-forming threaded portion and a hole forming portion for flow-hole forming, wherein the threaded portion between the head and the hole forming portion is arranged.

Solche Fügeelemente sind beispielsweise aus der DE 102 58 238 B4 , aus der DE 10 2012 215 901 A1 und aus der DE 10 2014 003 179 A1 bekannt. Solche Fügeelemente werden dazu verwendet flache Bauteile, insbesondere Metallbleche miteinander zu verbinden. Der Lochformungsabschnitt erzeugt dabei ein Fließloch, während das Fügeelement auf die Bauteile aufgepresst und gedreht wird. Durch die entstehende Hitze und den Druck wird in den beiden zu verbindenden Bauteilen jeweils ein Fließloch gebildet. Wenn das Fließloch gebildet ist, wird der selbstformende Gewindeabschnitt in die beiden neu gebildeten Fließlöcher eingeschraubt, so dass die beiden Bauteile mittels einer kraft- und formschlüssigen Verbindung verbunden werden. Nachteilig an den bekannten Fügeelementen ist, dass beim Einschrauben des selbstformenden Gewindeabschnitts, also beim Erzeugen bzw. Formen des Gewindes in die beiden geformten Fließlöcher hohe Drehmomente erforderlich sind, die den Einsatzbereich solcher Fügeelemente aufgrund der begrenzten Bruchstabilität der Fügeelemente begrenzen.Such joining elements are for example from the DE 102 58 238 B4 , from the DE 10 2012 215 901 A1 and from the DE 10 2014 003 179 A1 known. Such joining elements are used to connect flat components, in particular metal sheets together. The hole forming section thereby generates a flow hole, while the joining element is pressed onto the components and rotated. The resulting heat and pressure in each case a flow hole is formed in the two components to be connected. When the flow hole is formed, the self-forming threaded portion is screwed into the two newly formed flow holes, so that the two components are connected by means of a positive and positive connection. A disadvantage of the known joining elements is that high torques are required when screwing in the self-tapping threaded portion, ie when generating or forming the thread in the two molded flow holes, which limit the area of use of such joining elements due to the limited breaking strength of the joining elements.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform eines Fügeelements bereitzustellen, die sich insbesondere durch einen größeren Anwendungsbereich auszeichnet.The present invention has for its object to provide an improved or at least other embodiment of a joining element, which is characterized in particular by a wider range of applications.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass wenn das geformte Fließloch größer als bisher ausgestaltet wird, sich somit das Drehmoment, das zum Einschrauben des Gewindeabschnitts in die Fließlöcher aufgewendet werden muss, reduzieren lässt. Erfindungsgemäß ist dementsprechend vorgesehen, dass ein Außendurchmesser des Lochformungsabschnitts größer ist als ein Kerndurchmesser des Gewindeabschnitts. Da nun durch den Lochformungsabschnitt ein Loch erzeugt wird, dessen Durchmesser größer ist als der Kerndurchmesser, reduziert sich eine Furchtiefe des selbstformenden Gewindeabschnitts in den zu verbindenden Bauteilen. Dadurch reduziert sich auch das aufzubringende Drehmoment beim Einschrauben des Fügeelements in die beiden Bauteile. Somit können Bauteile verbunden werden, die eine höhere Festigkeit aufweisen als bisher üblich oder eine größere Dicke aufweisen als bisher üblich.The invention is based on the general idea that, when the molded flow hole is made larger than heretofore, the torque which has to be expended for screwing the threaded portion into the flow holes can be reduced. According to the invention, it is accordingly provided that an outer diameter of the hole-forming section is greater than a core diameter of the threaded section. Now, since a hole whose diameter is larger than the core diameter is formed by the hole forming portion, a depth of the self-forming threaded portion in the components to be joined is reduced. This also reduces the applied torque when screwing the joining element in the two components. Thus, components can be connected, which have a higher strength than previously usual or have a greater thickness than previously usual.

In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird unter einem Kerndurchmesser des Gewindeabschnitts der Kerndurchmesser des Gewindes an dem Gewindeabschnitt verstanden.In the specification and the appended claims, a core diameter of the threaded portion is understood to mean the core diameter of the thread on the threaded portion.

Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Außendurchmesser des Lochformungsabschnitts kleiner als ein Nenndurchmesser des Gewindeabschnitts ist. Da der Lochformungsabschnitt im Wesentlichen den Durchmesser des gebildeten Fließloches in den Bauteilen bestimmt, kann somit verhindert werden, dass der selbstformende Gewindeabschnitt nicht mehr in die Bauteile eingreifen kann, um ein entsprechendes Gewinde in den Fließlöchern zu formen.A favorable possibility provides that the outer diameter of the hole-forming section is smaller than a nominal diameter of the threaded section. Thus, since the hole forming portion substantially determines the diameter of the formed flow hole in the components, it can be prevented that the self-forming threaded portion can not intervene in the components to form a corresponding thread in the flow holes.

In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird unter einem Nenndurchmesser des Gewindeabschnitts der Nenndurchmesser des Gewindes an dem Gewindeabschnitt verstanden.In the specification and the appended claims, a nominal diameter of the threaded portion is understood to mean the nominal diameter of the thread on the threaded portion.

Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass eine Gewindetiefe einer halben Differenz zwischen Nenndurchmesser und Kerndurchmesser des Gewindeabschnitts entspricht und dass der Außendurchmesser des Lochformungsabschnitts um das 0,6- bis 1,4-fache der Gewindetiefe an einem Verbindungsabschnitt der Gewindeabschnitts größer ist als der Kerndurchmesser des Gewindeabschnitts, vorzugsweise um das 0,8- bis 1,2-fache. Es hat sich gezeigt, dass ein Außendurchmesser des Lochformungsabschnitts in diesem Bereich besonders günstig für die Reduzierung der Einschraubmomente ist, wobei gleichzeitig die daraus entstehende Schraubverbindung weiterhin eine ausreichende Stabilität aufweist.A further favorable possibility provides that a thread depth corresponds to half the difference between nominal diameter and core diameter of the threaded section and that the outer diameter of the hole forming section is 0.6 to 1.4 times the thread depth at a connecting section of the threaded section greater than the core diameter the threaded portion, preferably by 0.8 to 1.2 times. It has been found that an outer diameter of the hole-forming section in this area is particularly favorable for reducing the screw-in moments, while at the same time the resulting screw connection still has sufficient stability.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch:In each case show schematically:

1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Fügeelement, und 1 a sectional view through an inventive joining element, and

2 eine Schnittdarstellung durch eine Verbindungsanordnung zweier Bauteile mit einem erfindungsgemäßen Fügeelement. 2 a sectional view through a connection arrangement of two components with a joining element according to the invention.

Ein in 1 im Schnitt dargestelltes Fügeelement wird zum Direktverschrauben von Bauteilen 11, insbesondere von flachen, blechförmigen Bauteilen, verwendet. Das Fügeelement 10 weist dazu einen Kopf 12 auf, von welchem aus sich ein Schaft 14 erstreckt, insbesondere entlang einer Längsmittelsachse 16 des Fügeelements 12. An dem Schaft ist ein selbstformender Gewindeabschnitt 18 gebildet. An den Gewindeabschnitt 18 schließt ein Lochformungsabschnitt 20 an, wobei der Gewindeabschnitt 18 zwischen dem Kopf 12 und dem Lochformungsabschnitt 20 angeordnet ist.An in 1 sectioned joining element is used for direct screwing of components 11 , in particular of flat, sheet-like components used. The joining element 10 points to it a head 12 on, from which a shaft 14 extends, in particular along a longitudinal central axis 16 of the joining element 12 , On the shaft is a self-tapping threaded portion 18 educated. To the threaded section 18 closes a hole forming section 20 on, wherein the threaded portion 18 between the head 12 and the hole forming portion 20 is arranged.

Beim Direktverbinden von zwei Bauteilen 11 mit Hilfe eines Fügeelements 10 ist es nicht notwendig die Bauelemente vor dem Verbinden vorzubereiten. Das Fügeelement 10 kann dazu eingesetzt werden, zwei aufeinanderliegende Bauteile 11 direkt miteinander zu verbinden. Dazu werden die zu verbindenden Bauteile 11 aufeinander gelegt. Darauf wird der Lochformungsabschnitt 20 auf eines der Bauteile 11 gesetzt und gleichzeitig wird das Fügeelement 10 um die Längsmittelsachse 16 gedreht. Durch die Reibung entsteht Wärme und in Verbindung mit dem aufgebrachten Druck wird somit ein Fließloch 13 in dem Bauteil 11 erzeugt. Um das Fließloch 13 in dem Bauteil 10 herum bildet sich üblicherweise eine Hülsenabschnitt 22, welcher eine axiale Höhe aufweist, die üblicherweise größer ist als eine axiale Dicke der Bauteile 11. Der Begriff axial bezieht sich dabei auf die Längsmittelachse 16 des Fügeelements 10. Dies liegt insbesondere daran, dass das Material der Bauelemente 11, das aus dem Fließloch 13 verdrängt wird, an eine andere Stelle fließen muss. Dabei bilden sich die Hülsenabschnitte 22.When directly connecting two components 11 with the help of a joining element 10 it is not necessary to prepare the components before connecting. The joining element 10 Can be used to two superimposed components 11 connect directly with each other. These are the components to be connected 11 put on each other. Then the hole forming section becomes 20 on one of the components 11 set and simultaneously becomes the joining element 10 around the longitudinal center axis 16 turned. The friction creates heat and in conjunction with the applied pressure thus becomes a flow hole 13 in the component 11 generated. Around the flow hole 13 in the component 10 around forms usually a sleeve section 22 , which has an axial height, which is usually greater than an axial thickness of the components 11 , The term axial refers to the longitudinal central axis 16 of the joining element 10 , This is due in particular to the fact that the material of the components 11 that's from the flow hole 13 is displaced, must flow to another place. In this case, the sleeve sections form 22 ,

Wenn die Fließlöcher 13 geformt sind, greift der selbstformende Gewindeabschnitt 18 in die Fließlöcher 13 ein und formt somit ein Gewinde 24 in die Bauteile 11, insbesondere im Bereich der Hülsenabschnitte 22 der Bauteile 11.When the flow holes 13 are shaped, engages the self-tapping threaded portion 18 in the flow holes 13 and thus forms a thread 24 into the components 11 , in particular in the area of the sleeve sections 22 of the components 11 ,

Das Fügeelement 10 weist an dem Kopf 12, insbesondere an einer dem Schaft 14 abgewandten Seite, eine Eingriffskontur 26 auf, an welcher ein Werkzeug angreifen kann, um das Fügelement 10 in Rotation um die Längsmittelachse 16 zu versetzen. Dadurch kann das Fügeelement 10 in die Bauteile 11 eingetrieben und verschraubt werden. Als Eingriffskontur 26 können beispielsweise Mehrkantaußenkonturen oder Mehrkantinnenkonturen oder ähnliches vorgesehen sein.The joining element 10 indicates the head 12 , in particular on one of the shaft 14 opposite side, an engagement contour 26 on which a tool can attack to the Fügelement 10 in rotation about the longitudinal central axis 16 to move. This allows the joining element 10 into the components 11 be driven and screwed. As engagement contour 26 For example, polygonal outer contours or polygonal inner contours or the like can be provided.

An einer dem Schaft 14 zugewandten Seite 28 des Kopfes 12 ist eine um den Schaft 14 sich erstreckende ringförmige Aussparung 30 ausgebildet, in welche Material eines der Bauteile 11 ausweichen kann, wenn die Fließlöcher 13 geformt werden.At one of the shaft 14 facing side 28 Of the head 12 is one around the shaft 14 extending annular recess 30 formed, in which material of one of the components 11 can dodge when the flow holes 13 be formed.

An dem selbstformenden Gewindeabschnitt 18 des Schaftes 14 ist ein Gewinde 32 gebildet mit einem Kerndurchmesser 34 und einem Nenndurchmesser 36. Der Kerndurchmesser 34 des Gewindes 32 an dem Gewindeabschnitt 18, entspricht dabei einem Durchmesser eines Zylinders, an welchem die Täler der Gewindegänge anliegen würden. Der Nenndurchmesser 36 des Gewindes 32 des Gewindeabschnitts 28 entspricht dabei einem Durchmesser eines Zylinders auf welchem die Spitzen der Gewindegänge liegen würden. Eine Gewindetiefe 38 ist definiert als die halbe Differenz des Nenndurchmessers abzüglich des Kerndurchmessers 34 (siehe DIN 13-1 ).On the self-tapping threaded section 18 of the shaft 14 is a thread 32 formed with a core diameter 34 and a nominal diameter 36 , The core diameter 34 of the thread 32 at the threaded portion 18 , corresponds to a diameter of a cylinder on which the valleys of the threads would rest. The nominal diameter 36 of the thread 32 of the threaded portion 28 corresponds to a diameter of a cylinder on which the tips of the threads would lie. One thread depth 38 is defined as half the difference of the nominal diameter minus the core diameter 34 (please refer DIN 13-1 ).

Der selbstformende Gewindeabschnitt 18 ist unterteilt in einen Formungsbereich 40 und in einen Verbindungsbereich 42. Der Formungsbereich 40 ist durch eine von dem Lochformungsabschnitt 20 ausgehend zunehmende Gewindetiefe 38, also zunehmenden Außendurchmesser bzw. Nenndurchmesser 36, gekennzeichnet. Durch das Zunehmen der Gewindetiefe 38 wird das Gewinde 24 in den Bauteilen 11 sanft ausgeformt, so dass sich die aufzuwendenden Drehmomente beim Formen des Gewindes 24 reduzieren. Insbesondere werden die auftretenden Reibungskräfte über eine größere Fläche verteilt, so dass der Formungsabschnitt 40 des selbstformenden Gewindeabschnitts 18 den Belastungen beim Einschrauben in die Bauteile 11 standhält.The self-forming threaded section 18 is divided into a forming area 40 and in a connection area 42 , The forming area 40 is through one of the hole forming portion 20 starting from increasing thread depth 38 , ie increasing outer diameter or nominal diameter 36 , marked. By increasing the thread depth 38 becomes the thread 24 in the components 11 gently formed, so that the torques to be applied when forming the thread 24 to reduce. In particular, the friction forces that occur are distributed over a larger area, so that the shaping section 40 the self-tapping threaded portion 18 the loads when screwing into the components 11 withstand.

Der Verbindungsbereich 42 zeichnet sich durch eine konstante Gewindetiefe 38 aus. Im eingeschraubten Zustand des Fügeelements 10 greift der Verbindungsabschnitt 42 des selbstformenden Gewindeabschnitts 18 in die in den Fließlöchern der Bauteile 11 gebildeten Gewinde 24 ein, um die beiden Bauteile 11 miteinander zu verbinden.The connection area 42 is characterized by a constant thread depth 38 out. In the screwed-in state of the joining element 10 engages the connecting section 42 the self-tapping threaded portion 18 into the flow holes of the components 11 formed thread 24 one to the two components 11 to connect with each other.

Der Lochformungsabschnitt 20 weist einen von einer Spitze des Fügeelements 44 ausgehend zunehmenden Außendurchmesser 46 auf. Der Außendurchmesser nimmt insbesondere stetig, vorzugsweise ballistisch zu, so dass die Belastung beim Fließlochformen am Lochformungsabschnitt 20 keine Belastungsspitzen am Lochformungsabschnitt 20 erzeugt.The hole forming section 20 has one of a tip of the joining element 44 starting from increasing outside diameter 46 on. In particular, the outer diameter increases steadily, preferably in a ballistic manner, so that the load during flow-hole forming at the hole-forming section 20 no load peaks at the hole forming section 20 generated.

An der breitesten Stelle weist der Lochformungsabschnitt 20 einen Außendurchmesser 46 auf, welcher im Wesentlichen den Durchmesser der erzeugten Fließlöcher 13 definiert. Der Außendurchmesser 46 des Lochformungsabschnitts 20 ist größer als der Kerndurchmesser 34 des Gewindeabschnitts 18. Der Schaft 14 verjüngt sich ausgehend von der breitesten Stelle 48 des Lochformungsabschnitts 20 hin zu dem Gewindeabschnitt 18.At the widest point, the hole forming section 20 an outer diameter 46 on which essentially the diameter of the flow holes produced 13 Are defined. The outer diameter 46 the hole forming section 20 is larger than the core diameter 34 of the threaded portion 18 , The shaft 14 tapers off from the widest point 48 the hole forming section 20 towards the threaded portion 18 ,

Durch den Außendurchmesser 46 des Lochformungsabschnitts 20, welcher größer ist als der Kerndurchmesser 34 des Gewindeabschnitts 18, haben die Fließlöcher 13 einen Innendurchmesser, der größer ist als der Kerndurchmesser 34 des selbstformenden Gewindeabschnitts 18. Dadurch hat das Material der Bauteile 11 beim Formen des Gewindes 24 in den Bauteilen 11 Platz den Gewindegängen des Gewindes 32 des Gewindeabschnitts 18 insbesondere des Formungsabschnitts 40 auszuweichen. Dadurch reduzieren sich die Reibkräfte beim Einschrauben des Fügeelements 10 in die Bauteile 11. Folglich reduzieren sich auch die Einschraubmomente.By the outside diameter 46 the hole forming section 20 , which is larger than the core diameter 34 of the threaded portion 18 , have the flow holes 13 an inner diameter that is larger than the core diameter 34 the self-tapping threaded portion 18 , This has the material of the components 11 when forming the thread 24 in the components 11 Place the threads of the thread 32 of the threaded portion 18 in particular of the molding section 40 dodge. This reduces the frictional forces when screwing in the joining element 10 into the components 11 , Consequently, the screwing moments are reduced.

Um ein Gewindeformen zu ermöglichen ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser 46 des Lochformungsabschnitts 20 kleiner ist als der Nenndurchmesser 36 des Gewindeabschnitts 18. Dadurch können die Gewindegänge des Gewindeabschnitts 18 in die Wände der Fließlöcher der Bauteile 11 eingreifen und somit das Gewinde 24 formen.In order to allow a thread forming is provided that the outer diameter 46 the hole forming section 20 smaller than the nominal diameter 36 of the threaded portion 18 , This allows the threads of the threaded portion 18 into the walls of the flow holes of the components 11 engage and thus the thread 24 to shape.

Je größer der Außendurchmesser 46 des Lochformungsabschnitts 20 ist, desto geringer sind die Einschraubmomente. Allerdings verringert sich unter Umständen der Füllungsgrad des in den Bauteilen 11 gebildeten Gewindes 24, wodurch die Verbindung zwischen den Bauteilen 11 geschwächt werden kann. Daher ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser des Lochformungsabschnitts 20 in einem bestimmten Bereich liegt. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser 46 des Lochformungsabschnitts 20 um das 0,6 bis 1,4-fache der Gewindetiefe 38 am Verbindungsabschnitt 42 größer als der Kerndurchmesser 34 des Gewindeabschnitts 18, besonders bevorzugt um das 0,8 bis 1,2-fache der Gewindetiefe 38 größer. In diesem Bereich kann ein guter Kompromiss zwischen benötigten Einschraubmoment und erzielter Festigkeit der Verbindung erreicht werden.The larger the outer diameter 46 the hole forming section 20 is, the lower the screwing moments. However, under certain circumstances, the degree of filling in the components is reduced 11 formed thread 24 , whereby the connection between the components 11 can be weakened. Therefore, it is provided that the outer diameter of the hole forming portion 20 in a certain area. Preferably, the outer diameter 46 the hole forming section 20 by 0.6 to 1.4 times the thread depth 38 at the connecting section 42 larger than the core diameter 34 of the threaded portion 18 , more preferably 0.8 to 1.2 times the thread depth 38 greater. In this area, a good compromise between required screwing moment and achieved strength of the connection can be achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10258238 B4 [0002] DE 10258238 B4 [0002]
  • DE 102012215901 A1 [0002] DE 102012215901 A1 [0002]
  • DE 102014003179 A1 [0002] DE 102014003179 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 13-1 [0020] DIN 13-1 [0020]

Claims (3)

Fügeelement, insbesondere eine loch- und gewindeformende Schraube, zum Direktverschrauben von Bauteilen (11), mit einem Kopf (12) und einem sich vom Kopf (12) aus erstreckenden Schaft (14), wobei der Schaft (14) einen selbstformenden Gewindeabschnitt (18) und einen Lochformungsabschnitt (20) zum Fließlochformen aufweist, wobei der Gewindeabschnitt (18) zwischen dem Kopf (12) und dem Lochformungsabschnitt (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Außendurchmesser (46) des Lochformungsabschnitts (20) größer ist als ein Kerndurchmesser (34) des Gewindeabschnitts (18).Joining element, in particular a hole- and thread-forming screw, for direct screwing of components ( 11 ), with a head ( 12 ) and one from the head ( 12 ) of extending shaft ( 14 ), whereby the shaft ( 14 ) a self-tapping threaded portion ( 18 ) and a hole forming section ( 20 ) for flow-hole forming, wherein the threaded portion ( 18 ) between the head ( 12 ) and the hole forming section (FIG. 20 ), characterized in that - an outer diameter ( 46 ) of the hole-forming section ( 20 ) is larger than a core diameter ( 34 ) of the threaded portion ( 18 ). Fügeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Außendurchmesser (46) des Lochformungsabschnitts (20) kleiner als ein Nenndurchmesser (36) des Gewindeabschnitts (18) ist.Joining element according to claim 1, characterized in that - the outer diameter ( 46 ) of the hole-forming section ( 20 ) smaller than a nominal diameter ( 36 ) of the threaded portion ( 18 ). Fügeelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Gewindetiefe (38) einer halben Differenz zwischen Nenndurchmesser (36) und Kerndurchmesser (34) des Gewindeabschnitts (18) entspricht, – der Außendurchmesser (46) des Lochformungsabschnitts (20) um das 0,6- bis 1,4-fache der Gewindetiefe (38) an einem Verbindungsabschnitt (42) Gewindeabschnitts (18) größer ist als der Kerndurchmesser (34) des Gewindeabschnitts (18), vorzugsweise um das 0,8- bis 1,2-fache.Joining element according to claim 1 or 2, characterized in that - a thread depth ( 38 ) of half the difference between nominal diameters ( 36 ) and core diameter ( 34 ) of the threaded portion ( 18 ), - the outer diameter ( 46 ) of the hole-forming section ( 20 ) by 0.6 to 1.4 times the thread depth ( 38 ) at a connecting section ( 42 ) Threaded section ( 18 ) is greater than the core diameter ( 34 ) of the threaded portion ( 18 ), preferably 0.8 to 1.2 times.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220196061A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Essence Fastening Systems (Shanghai) Co.,Ltd Thread Rolling Screw Molten Through Friction

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258238B4 (en) 2002-12-13 2005-11-10 Audi Ag Nail screw for producing a joint connection, and a joining method using the nail screw and a device for performing the joining process
DE102012215901A1 (en) 2012-09-07 2014-05-28 Arnold Umformtechnik Gmbh & Co. Kg Hole- and thread-forming screw for direct screwing of components without pre-punching, as well as component composite produced herewith
DE102014003179A1 (en) 2014-03-01 2014-09-04 Daimler Ag Method for connecting two components by nail or screw, involves providing secondary component among two components at joining point with thickening of wall thickness and stiffening secondary component locally or in vicinity of joining point

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258238B4 (en) 2002-12-13 2005-11-10 Audi Ag Nail screw for producing a joint connection, and a joining method using the nail screw and a device for performing the joining process
DE102012215901A1 (en) 2012-09-07 2014-05-28 Arnold Umformtechnik Gmbh & Co. Kg Hole- and thread-forming screw for direct screwing of components without pre-punching, as well as component composite produced herewith
DE102014003179A1 (en) 2014-03-01 2014-09-04 Daimler Ag Method for connecting two components by nail or screw, involves providing secondary component among two components at joining point with thickening of wall thickness and stiffening secondary component locally or in vicinity of joining point

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 13-1

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220196061A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Essence Fastening Systems (Shanghai) Co.,Ltd Thread Rolling Screw Molten Through Friction

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