DE102019202289A1

DE102019202289A1 - Befestigungsvorrichtung und Verfahren

Info

Publication number: DE102019202289A1
Application number: DE102019202289.8A
Authority: DE
Inventors: Gene M. Simpson; Eric C. Breidenbaugh
Original assignee: Semblex Corp
Current assignee: Semblex Corp
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-08-22
Also published as: US20190257344A1; MX2019002071A; US10598205B2

Abstract

Befestigungsvorrichtung zur Reduzierung der Zeit, die zum Einführen erforderlich ist, die einen länglichen Schaftabschnitt, der sich in Längsrichtung zwischen einem ersten und einem zweiten Schaftende erstreckt; und einen Kopfabschnitt, der an dem zweiten Schaftende angeordnet ist, umfasst, wobei der Kopfabschnitt eine Antriebsanordnung umfasst, die dazu konfiguriert und angeordnet ist, eine Drehantriebskraft zum Treiben der Befestigungsvorrichtung in mindestens ein Werkstück zu empfangen. Der längliche Schaftabschnitt umfasst mehrere verwundene schraubenförmige Stege (mehrere Gewindeanfänge). Vorzugsweise ist der Spitzenabschnitt dazu konfiguriert und angeordnet, durch Erweichen des Materials eines Werkstücks ein Loch und Gewinde zu erzeugen. Weiterhin ein Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe durch Befestigen eines ersten Werkstücks an einem zweiten Werkstück durch die Verwendung einer derartigen Befestigungsvorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Befestigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe mit der Befestigungsvorrichtung und insbesondere auf eine Befestigungsvorrichtung, wie z. B. ein Befestigungsmittel, das seine eigene Bohrung und sein eigenes Gewinde ausbildet, (wie z. B. eine fließlochformende Schraube), die mindestens zwei verwundene schraubenförmige Stege umfasst, und ein Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe mit einem derartigen Befestigungsmittel.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den meisten Industriezweigen stellt die Produktionseffizienz eine wichtige Überlegung dar. Beispielsweise kann in Industriezweigen, die auf dem Zusammenbau von Komponenten über Befestigungsmittel basieren, wie z. B. die Automobilindustrie, Effizienz durch eine Reduzierung der Zeit, die zur Ausbildung einer Baugruppe aus zwei oder mehr Komponenten oder Lagen benötigt wird, erzielt werden. Aufgrund der großen Anzahl an Befestigungsmitteln, die zum Zusammenbauen eines komplexen Produkts, wie z. B. eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt werden, kann das Gesamtergebnis jeglicher Reduzierung bei der Zeit, die bei dem Befestigungsmitteleinführprozess aufgewendet wird, unabhängig davon, ob der Prozess automatisiert oder von Hand erfolgt, bedeutend sein. Des Weiteren kann die Effizienz auch durch eine Reduzierung der Anzahl an Schritten, wie z. B. durch Eliminieren zuvor erforderlicher Schritte, bei einem beliebigen sich wiederholenden Zusammenbauprozess verwirklicht werden. Obgleich die Automobilindustrie ein gutes Beispiel der Bedeutung von Effizienzverbesserung darstellt, ist die Effizienzverbesserung für jeglichen Industriezweig, bei dem sich wiederholende Prozesse zum Zusammenbau von Komponenten oder Lagen über Befestigungsmittel eingesetzt werden, von Bedeutung.
Somit umfassen Aufgaben der vorliegenden Erfindung die Effizienzverbesserung bei sich wiederholenden Prozessen für den Zusammenbau von Komponenten oder Lagen über Befestigungsmittel.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die oben aufgelisteten Aufgaben werden durch die vorliegende Befestigungsvorrichtung und das Verfahren zur Befestigung von Komponenten aneinander, bei dem eine Befestigungsvorrichtung vorkommt, die mehrere verwundene Gewinde umfasst, sowie ein Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe mit einem derartigen Befestigungsmittel gelöst oder übertroffen. Durch ein derartiges Befestigungsmittel wird die Zeit, die zum Einführen erforderlich ist, durch eine Reduzierung der Anzahl an Umdrehungen, die zum kompletten Einführen erforderlich ist, im Vergleich zu einem herkömmlichen Gewindebefestigungsmittel mit derselben Gewindenutzlänge reduziert.
Vorzugsweise umfasst die vorliegende Befestigungsvorrichtung zusätzlich zu den mehreren verwundenen Gewinden auch Fließlochformungsmerkmale, wobei das Befestigungsmittel dazu konfiguriert ist, mit einer ausreichenden Drehzahl und einem ausreichenden Druck zum Erweichen des Materials (der Materialien) des Werkstücks unter Erzeugung eines Lochs darin gedreht zu werden, wodurch ein längliches Hohlextrudat zur Aufnahme des Gewindeabschnitts der Befestigungsvorrichtung erzeugt wird. Durch eine derartige Konfiguration werden Effizienzen durch Eliminieren von Verfahrensschritten, die Teil einer Vielfalt von Prozessen des Stands der Technik sind, wie z. B. eines Schritts des Ausbildens eines Vorbohrlochs, eines Schritts des Gewindeschneidens eines Aufnahmelochs, eines Schritts des Anbringens einer Sicherungsutter auf der gegenüberliegenden Seite der Baugruppe usw., erzeugt. Weiterhin ist selbst bei Ausführungsformen, bei denen eine Aussparung in einer oder mehreren der Lagen, die aneinander fixiert werden sollen, vorgesehen ist, eine derartige Aussparung vorzugsweise nicht mit einem Gewinde versehen. Das vorliegende Gewindebefestigungsmittel und Verfahren ermöglichen des Weiteren eine größere Flexibilität der Verarbeitung, da sie über einseitigen Zugang zu dem Werkstück erzielt werden kann.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Befestigungsvorrichtung bereit, die einen länglichen Schaftabschnitt, der sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Schaftende und einem zweiten Schaftende erstreckt; und einen Kopfabschnitt, der an dem zweiten Schaftende angeordnet ist, umfasst, wobei der Kopfabschnitt eine Antriebsanordnung umfasst, die dazu konfiguriert und angeordnet ist, eine Drehantriebskraft zum Treiben der Befestigungsvorrichtung in mindestens ein Werkstück zu empfangen. Der längliche Schaftabschnitt umfasst ferner einen Spitzenabschnitt, der an dem ersten Schaftende vorgesehen ist, wobei der Spitzenabschnitt dazu konfiguriert und angeordnet ist, ein Loch und Gewinde durch Erweichen des Materials eines Werkstücks zu erzeugen; und einen Gewindeabschnitt, der zwischen dem Spitzenabschnitt und dem zweiten Schaftende vorgesehen ist. Der Gewindeabschnitt umfasst einen ersten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs erstreckt, und einen zweiten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs erstreckt, wobei sowohl der Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs als auch der Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs in demselben Längsabstand, der als der Abstand A definiert wird, von dem Spitzenabschnitt getrennt sind.
Darüber hinaus sind bei gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Befestigungsvorrichtung sowohl der Endabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs als auch der Endabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs in demselben Längsabstand, der als der Abstand B definiert wird, von dem Spitzenabschnitt getrennt, wobei der Abstand B mehr als der Abstand A beträgt.
Darüber hinaus umfassen gewisse Ausführungsformen einen dritten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs erstreckt, wobei der Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs in dem Abstand A von dem Spitzenabschnitt getrennt ist.
Des Weiteren umfassen gewisse Ausführungsformen auch einen vierten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des vierten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des vierten schraubenförmigen Stegs erstreckt, wobei der Anfangsabschnitt des vierten schraubenförmigen Stegs in dem Abstand A von dem Spitzenabschnitt getrennt ist.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Befestigungsvorrichtung umfassen des Weiteren einen Zwischenabschnitt ohne Gewinde zwischen dem Spitzenabschnitt und dem Gewindeabschnitt.
Bei gewissen Ausführungsformen umfasst der Spitzenabschnitt einen Punkt an einem Längsende davon und mehrere Facetten, die sich in der Längsrichtung von dem Punkt erstrecken.
Weiterhin definiert bei einigen Ausführungsformen ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs innerhalb einer Gewindenutzzone einen konstanten Durchmesser entlang der Länge des Gewindebereichs in Längsrichtung.
Des Weiteren umfasst der Gewindeabschnitt bei gewissen Ausführungsformen einen unteren Gewindeabschnitt, der als eine Gewindeausbildungszone definiert wird, und einen oberen Gewindeabschnitt, der als eine Gewindenutzzone definiert wird, wobei ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs in der Gewindeausbildungszone entlang der Länge in Längsrichtung zu dem Kopfabschnitt hin zunimmt und wobei ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs in der Gewindenutzzone einen konstanten Durchmesser aufweist.
Weiterhin umfasst eine Unterseitenfläche des Kopfabschnitts bei gewissen Versionen der vorliegenden Befestigungsvorrichtung einen ringförmigen Hinterschnittabschnitt darin; und der Kopfabschnitt umfasst einen Basisabschnitt, der einen erhabenen Kappenabschnitt stützt, und mehrere Vertiefungen sind dahingehend in dem Kappenabschnitt ausgebildet, mehrere Erhebungen dazwischen zu definieren, und wobei ferner jede der Erhebungen einen geneigten Rampenabschnitt umfasst, der sich von einer oberen Umfangsfläche des erhabenen Kappenabschnitts um mindestens 5° bezüglich einer flachen Ebene, die mit der oberen Fläche des erhabenen Kappenabschnitts zusammenfällt, nach unten erstreckt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe durch Befestigen eines ersten Werkstücks an einem zweiten Werkstück über eine fließlochformende Schraube, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Überlagern des ersten Werkstücks mit dem zweiten Werkstück zum Erzeugen einer Überlagerungsstruktur; Vorsehen einer fließlochformenden Schraube, die einen länglichen Schaftabschnitt, der sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Schaftende und einem zweiten Schaftende erstreckt, und einen Kopfabschnitt, der an dem zweiten Schaftende angeordnet ist, umfasst. Der längliche Schaftabschnitt umfasst ferner einen Spitzenabschnitt, der an dem ersten Schaftende vorgesehen ist; und einen Gewindeabschnitt, der zwischen dem Spitzenabschnitt und dem zweiten Schaftende vorgesehen ist, wobei der Gewindeabschnitt einen ersten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs erstreckt, und einen zweiten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs erstreckt, umfasst, wobei sowohl der Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs als auch der Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs in demselben Längsabstand, der als der Abstand A definiert wird, von dem Spitzenabschnitt getrennt sind. Das Verfahren umfasst ferner derartiges Positionieren der fließlochformenden Schraube, dass ein Antriebsglied eines Antriebssystems in funktionalem Kontakt mit einer Antriebsanordnung des Kopfabschnitts der fließlochformenden Schraube ist; Drehen des Antriebsglieds des Antriebssystems, während es mit der Antriebsanordnung der fließlochformenden Schraube in funktionalem Kontakt ist, wodurch die fließlochformende Schraube gedreht wird; Inkontaktbringen der fließlochformenden Schraube mit einem Zielbereich der Überlagerungsstruktur, während die fließlochformende Schraube gedreht wird, wobei das zweite Werkstück keine Aussparung in dem Zielbereich aufweist; Eindringen in den Zielbereich der Überlagerungsstruktur mit dem Spitzenabschnitt der sich drehenden fließlochformenden Schraube; Ausbilden eines Durchzugs in der Überlagerungsstruktur durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube; Ausbilden eines ersten Gewindes und eines zweiten Gewindes in dem Durchzug über Dreheingriff des ersten schraubenförmigen Stegs bzw. des zweiten schraubenförmigen Stegs mit einer Innenperipherie des Durchzugs; vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des ersten Gewindes mit dem ersten schraubenförmigen Steg und vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des zweiten Gewindes mit dem zweiten schraubenförmigen Steg durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube; und Festziehen der fließlochformenden Schraube durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube, wodurch die Baugruppe gebildet wird. Während des Eindringens, des Ausbildens des Durchzugs, des Ausbildens des ersten und des zweiten Gewindes, des vollständigen Ineingriffbringens der gesamten Länge und des Festziehens wird die sich drehende fließlochformende Schraube in der Längsrichtung bewegt, und während des Verfahrens bewirkt durch die Reibung von der sich drehenden fließlochformenden Schraube erzeugte Wärme, dass das Material des ersten und/oder des zweiten Werkstücks erweicht, wobei derartiges erweichtes Material unter Ausbildung eines Hohlextrudats aus dem Durchzug hinaus fließt.
Bei gewissen Ausführungsformen des Verfahrens weist das erste Werkstück keine Aussparung in dem Zielbereich auf.
Weiterhin werden die Schritte des Inkontaktbringens der fließlochformenden Schraube mit dem Zielbereich, des Eindringens in den Zielbereich, des Ausbildens des Durchzugs, des Ausbildens des ersten und des zweiten Gewindes in dem Durchzug, des vollständigen Ineingriffbringens der gesamten Länge des ersten und des zweiten Gewindes mit dem ersten und dem zweiten schraubenförmigen Steg und des Festziehens der fließlochformenden Schraube zur Ausbildung der Baugruppe bei gewissen Ausführungsformen alle komplett über Zugang von einer Seite der dem zweiten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur durchgeführt, ohne dass Zugang zu einer gegenüberliegenden Seite der dem ersten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur erforderlich ist.
Bei gewissen Ausführungsformen ist die resultierende Baugruppe eine Komponente eines Fahrzeugs, wie z. B. eines Kraftfahrzeugs.
Bei gewissen Ausführungsformen des Verfahrens umfasst der Kopfabschnitt der fließlochformenden Schraube einen Basisabschnitt, der einen erhabenen Kappenabschnitt stützt, und mehrere Vertiefungen sind dahingehend in dem Kappenabschnitt ausgebildet, mehrere Erhebungen dazwischen zu definieren, und wobei ferner jede der Erhebungen einen geneigten Rampenabschnitt umfasst, der sich von einer oberen Umfangsfläche des erhabenen Kappenabschnitts um mindestens 5° bezüglich einer flachen Ebene, die mit der oberen Fläche des erhabenen Kappenabschnitts zusammenfällt, nach unten erstreckt.
Bei einigen Ausführungsformen erstreckt sich das aus dem erweichten Material ausgebildete Hohlextrudat in der Längsrichtung sowohl von einer Seite der dem ersten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur als auch einer gegenüberliegenden Seite der dem zweiten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur.
Weiterhin umfasst die fließlochformende Schraube bei gewissen Ausführungsformen ferner einen dritten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs erstreckt, wobei der Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs in dem Abstand A von dem Spitzenabschnitt getrennt ist, und wobei ferner das Verfahren des Weiteren Ausbilden eines dritten Gewindes in dem Durchzug über Ineingriffbringen des dritten schraubenförmigen Stegs mit der Innenperipherie des Durchzugs umfasst.
Schließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe durch Befestigen eines ersten Werkstücks an einem zweiten Werkstück über eine fließlochformende Schraube, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Überlagern des ersten Werkstücks mit dem zweiten Werkstück zum Erzeugen einer Überlagerungsstruktur;
Vorsehen einer fließlochformenden Schraube, die einen länglichen Schaftabschnitt, der sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Schaftende und einem zweiten Schaftende erstreckt, und einen Kopfabschnitt, der an dem zweiten Schaftende angeordnet ist, umfasst, wobei das längliche Schaftende ferner einen Spitzenabschnitt, der an dem ersten Schaftende vorgesehen ist, und einen Gewindeabschnitt, der zwischen dem Spitzenabschnitt und dem zweiten Schaftende vorgesehen ist, umfasst, wobei der Gewindeabschnitt einen ersten schraubenförmigen Steg und einen zweiten schraubenförmigen Steg umfasst, und wobei ferner der erste und der zweite schraubenförmige Steg entlang mindestens einem Abschnitt davon verwunden sind;
derartiges Positionieren der fließlochformenden Schraube, dass ein Antriebsglied eines Antriebssystems in funktionalem Kontakt mit einer Antriebsanordnung des Kopfabschnitts der fließlochformenden Schraube ist;
Drehen des Antriebsglieds des Antriebssystems, während es mit der Antriebsanordnung der fließlochformenden Schraube in funktionalem Kontakt ist, wodurch die fließlochformende Schraube gedreht wird; Inkontaktbringen der fließlochformenden Schraube mit einem Zielbereich der Überlagerungsstruktur, während die fließlochformende Schraube gedreht wird, wobei das zweite Werkstück keine Aussparung in dem Zielbereich aufweist;
Eindringen in den Zielbereich der Überlagerungsstruktur mit dem Spitzenabschnitt der sich drehenden fließlochformenden Schraube;
Ausbilden eines Durchzugs in der Überlagerungsstruktur durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube;
Ausbilden eines ersten Gewindes und eines zweiten Gewindes in dem Durchzug über Dreheingriff des ersten schraubenförmigen Stegs bzw. des zweiten schraubenförmigen Stegs mit einer Innenperipherie des Durchzugs;
vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des ersten Gewindes mit dem ersten schraubenförmigen Steg und vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des zweiten Gewindes mit dem zweiten schraubenförmigen Steg durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube; und
Festziehen der fließlochformenden Schraube durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube, wodurch die Baugruppe gebildet wird;
wobei während des Eindringens, des Ausbildens des Durchzugs, des Ausbildens des ersten und des zweiten Gewindes, des vollständigen Ineingriffbringens der gesamten Länge und des Festziehens die sich drehende fließlochformende Schraube in der Längsrichtung bewegt wird, und
wobei während des Verfahrens durch die Reibung von der sich drehenden fließlochformenden Schraube erzeugte Wärme bewirkt, dass das Material des ersten und/oder des zweiten Werkstücks erweicht, und wobei derartiges erweichtes Material unter Ausbildung eines Hohlextrudats aus dem Durchzug hinaus fließt.

Figurenliste
Es werden hier bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:

1 einen Aufriss eines Beispiels für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die zwei schraubenförmige Stege umfasst;
2 einen Aufriss eines Beispiels für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die drei schraubenförmige Stege umfasst;
3 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die vier schraubenförmige Stege umfasst;
4 eine Ansicht des Kopfabschnitts eines Beispiels für die vorliegende Befestigungsvorrichtung von oben;
5 eine Querschnittsseitenansicht eines Beispiels für die vorliegende Erfindung, die einen Hinterschnittabschnitt in dem Kopfabschnitt zeigt;
6 eine schematische Seitenansicht eines Bereichs eines Gewindeabschnitts eines Vergleichsbeispiels für eine Befestigungsvorrichtung, die einen einzigen schraubenförmigen Steg umfasst;
7 eine schematische Seitenansicht eines Bereichs eines Gewindeabschnitts eines Beispiels für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die zwei schraubenförmige Stege umfasst;
8 eine schematische Seitenansicht eines Bereichs eines Gewindeabschnitts eines Beispiels für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die drei schraubenförmige Stege umfasst;
9 eine schematische Seitenansicht eines Bereichs eines Gewindeabschnitts eines Beispiels für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die vier schraubenförmige Stege umfasst;
10 ein Beispiel für eine Art von Antriebssystem, das zum Einführen der vorliegenden Befestigungsvorrichtung in ein Werkstück verwendet werden kann;
11A-11F eine Reihe von Seitenansichten, die die Schritte, die Teil eines Beispiels für ein Verfahren zum Einführen der vorliegenden Befestigungsvorrichtung in ein Werkstück sind, zeigen; und
12-14 Seitenansichten einiger Beispiele für verschiedene Konfigurationen schraubenförmiger Stege (Gewinde), die in Verbindung mit den mehreren schraubenförmigen Stegmerkmalen der vorliegenden Befestigungsvorrichtung verwendet werden können.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 1-9 werden verschiedene Beispiele für Merkmale der vorliegenden Befestigungsvorrichtung gezeigt und beschrieben. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Beispiels für eine Befestigungsvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung, die ein Paar schraubenförmiger Stege (Gewinde), die sich entlang einem Abschnitt des Schafts erstrecken, umfasst. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Befestigungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: (i) Fließlochformungsmerkmale (die unter anderem eine einseitige Einführung ermöglichen, da es nicht erforderlich ist, das Befestigungsmittel von der Rückseite aus zu stützen, und wodurch das Einführen in ein Werkstück gestattet wird, ohne dass ein Vorbohrloch erforderlich ist, falls gewünscht); sowie (ii) mehrere verwundene schraubenförmige Stege (die neben anderen Vorteilen eine schnellere Einführzeit gestatten), wie z. B. die Integration von zwei bis fünf (oder mehr) verwundenen schraubenförmigen Stegen (d. h. mehreren Gewindeanfängen) bei einer einzigen Befestigungsvorrichtung. Bei bevorzugten Ausführungsformen liegt die vorliegende Befestigungsvorrichtung in Form eines Befestigungsmittels, das die Bohrung und das Gewinde eigens ausbildet, wie z. B. einer fließlochformenden Schraube, vor.
1 zeigt einen Aufriss der Befestigungsvorrichtung 10, bei der es sich bei dieser Ausführungsform um eine fließlochformende Schraube handelt, die einen länglichen Schaftabschnitt 12 und einen Kopfabschnitt 14 umfasst. Der längliche Schaftabschnitt 12 erstreckt sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Schaftende 16 und einem zweiten Schaftende 18. Der Kopfabschnitt 14 ist an dem zweiten Schaftende 18 angeordnet und er umfasst eine Antriebsanordnung (nachstehend beschrieben), die dazu konfiguriert und angeordnet ist, eine Drehantriebskraft zum Treiben der Befestigungsvorrichtung 10 in ein einziges Werkstück oder in mehrere überlagerte Werkstücke zu empfangen. Obgleich in Betracht gezogen wird, dass die Antriebsanordnung jegliche Art herkömmlich bekannter Antriebsanordnung, entweder eine Innenantriebsanordnung, wie z. B. mit Schlitz, Kreuzschlitz, Torx, vierkant, sechskant, Inbus usw., oder eine Außenantriebsanordnung, wie z. B. sechskant, zwölfpunkt, LH (Line Head), Torx, Torx Plus usw., sein kann, wird nachstehend mindestens ein Beispiel für eine verbesserte Antriebsanordnung unter Bezugnahme auf 4 erörtert.
Unter erneutem Bezug auf 1 umfasst der längliche Schaftabschnitt 12 einen Spitzenabschnitt 20, der an dem ersten Schaftende 16 vorgesehen ist, und einen Gewindeabschnitt 22. Es kann in Betracht gezogen werden, dass der Gewindeabschnitt 22 gewisser Ausführungsformen in eine Gewindeausbildungszone 22A (oder einen unteren Gewindeabschnitt) und eine Gewindenutzzone 22B (oder einen oberen Gewindeabschnitt) unterteilt ist. Die Gewindeausbildungszone 22A bildet einen Übergangsbereich, der zu der Gewindenutzzone 22B führt. Ein derartiger Übergangsbereich kann aus einem zum Teil ausgebildeten Gewinde, einem vollständig ausgebildeten Gewinde mit reduzierten Abmessungen oder einem speziell konstruierten Übergangsgewinde, das scharfkantig ist, wobei ein Anstieg der Gewindetiefe auf die volle Körpergröße in Längsrichtung nach oben zum Kopfabschnitt 14 hin vorliegt, bestehen.
Bei gewissen Ausführungsformen nimmt ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs 30, 32 in der Gewindeausbildungszone 22A entlang der Länge in Längsrichtung zu dem Kopfabschnitt 14 hin zu und ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs 30, 32 in der Gewindenutzzone 22B weist einen konstanten Durchmesser auf. Bei gewissen Ausführungsformen umfasst der Schaftabschnitt 12 des Weiteren einen Zwischenabschnitt 24 ohne Gewinde zwischen dem Spitzenabschnitt 20 und dem Gewindeabschnitt 22, obgleich der Zwischenabschnitt ohne Gewinde für gewisse Anwendungen weggelassen oder seine Länge im Wesentlichen reduziert sein kann.
Bei gewissen Ausführungsformen umfasst der Spitzenabschnitt 20 einen relativ scharfen Punkt 26 an einem Längsende davon und mehrere Facetten 28, die sich in der Längsrichtung von dem Punkt 26 nach oben erstrecken. Es wird jedoch auch in Betracht gezogen, dass der Spitzenabschnitt 20 ein stumpfes oder etwas abgerundetes Ende umfassen könnte und dass die Facetten 28 weggelassen oder durch eine andere Konfiguration, wie z. B. mehrere Materialverformungsrippen, die zum Gestatten des Lochausbildungsprozesses verwendet werden könnten, ersetzt werden könnten.
Eines der wichtigen Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Gewindeabschnitt 22 mindestens zwei verwundene schraubenförmige Stege, jeweils mit einem Steganfangsabschnitt (zum unteren Teil hin) und einen Stegendabschnitt (zum oberen Teil hin), umfasst. Die Ausführungsform von 1 umfasst zwei derartige schraubenförmige Stege, die miteinander verwunden sind, so dass die beiden schraubenförmigen Stege bei Betrachtung aus der Seitenansicht von 1 in Längsrichtung abwechselnd angeordnet scheinen. Kurz gesagt zeigt 1 einen ersten schraubenförmigen Steg 30 und einen zweiten schraubenförmigen Steg 32, wobei der erste schraubenförmige Steg 30 und der zweite schraubenförmige Steg 32 jeweils einen Steganfangsabschnitt (d. h. einen Anfangsabschnitt des ersten Stegs bzw. einen Anfangsabschnitt des zweiten Stegs) umfassen, der in demselben Längsabstand, der als der Abstand A gemäß der Darstellung in 1 definiert wird, von dem Spitzenabschnitt 20 getrennt ist. Der erste schraubenförmige Steg 30 und der zweite schraubenförmige Steg 32 umfassen des Weiteren jeweils einen Stegendabschnitt (d. h. einen Endabschnitt des ersten Stegs bzw. einen Endabschnitt des zweiten Stegs), der in demselben Längsabstand, der als der Abstand B gemäß der Darstellung in 1 definiert wird, von dem Spitzenabschnitt 20 getrennt ist. Anders ausgedrückt beginnt der erste schraubenförmige Steg 30 bei einem Punkt, der im Abstand A zum Spitzenabschnitt 20 liegt, und windet sich schraubenartig nach oben, bis er den Abstand B erreicht. Gleichermaßen beginnt auch der zweite schraubenförmige Steg 32 an einem Punkt, der im Abstand A zum Spitzenabschnitt 20 liegt, und windet sich schraubenartig nach oben, bis er den Abstand B erreicht, so dass der erste und der zweite schraubenförmige Steg entlang ihren gesamten Längen miteinander verwunden sind. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Abstand B größer als der Abstand A.
Obgleich der Anfangsabschnitt des ersten Stegs und der Anfangsabschnitt des zweiten Stegs der Ausführungsform von 1 beide in demselben Längsabstand (oder axialen Abstand) von der Spitze (Abstand A) positioniert sind, sind sie natürlicherweise an verschiedenen radialen Stellen zueinander positioniert. Insbesondere sind die Anfangsabschnitte des ersten und des zweiten Stegs voneinander um 180° verschoben. Gleichermaßen sind auch die Endabschnitte des ersten und des zweiten Stegs bei der Ausführungsform von 1 um 180° voneinander verschoben.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 2 stellt diese Figur einen Aufriss einer Befestigungsvorrichtung 10' dar, bei der es sich bei der vorliegenden Ausführungsform um eine fließlochformende Schraube handelt und die Merkmale umfasst, die jenen der Ausführungsform von 1 sehr ähnlich sind, außer dass die Ausführungsform von 2 drei verwundene schraubenförmige Stege umfasst, wohingegen die Ausführungsform von 1 lediglich zwei verwundene schraubenförmige Stege umfasst. Da die Ausführungsform von 2 viele Merkmale, die jenen der Ausführungsform von 1 ähnlich sind, umfasst, werden jene Merkmale mit demselben Bezugszeichen, aber mit einem Hochstrich, dargestellt (z. B. wird der Schaftabschnitt 12 von 1 in 2 als Schaftabschnitt 12' gezeigt, der Kopfabschnitt 14 von 1 wird in 2 als Kopfabschnitt 14' gezeigt usw.), und es werden lediglich die unterschiedlichen Merkmale erörtert. Insbesondere umfasst die Ausführungsform von 2 zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten schraubenförmigen Steg 30' und 32' (die auch in der Ausführungsform von 1 vorgesehen sind) auch einen dritten schraubenförmigen Steg 34. Der erste schraubenförmige Steg 30', der zweite schraubenförmige Steg 32' und der dritte schraubenförmige Steg 34 sind miteinander verwunden. Darüber hinaus erstreckt sich der dritte schraubenförmige Steg 34 wie der erste schraubenförmige Steg 30' und der zweite schraubenförmige Steg 32' von einem Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs. Somit beginnen alle drei schraubenförmigen Stege (30', 32' und 34) alle an einem Punkt, der im Abstand A zum Spitzenabschnitt 20' liegt, und jeder der drei Stege windet sich schraubenartig nach oben, bis er den Abstand B erreicht, so dass alle drei schraubenförmigen Stege entlang ihren gesamten Längen miteinander verwunden sind.
Obgleich der Anfangsabschnitt des ersten Stegs, der Anfangsabschnitt des zweiten Stegs und der Anfangsabschnitt des dritten Stegs der Ausführungsform von 2 alle in demselben Längsabstand (oder axialen Abstand) von der Spitze positioniert sind, sind sie natürlicherweise an verschiedenen radialen Stellen zueinander positioniert. Insbesondere sind die Anfangsabschnitte des ersten, des zweiten und des dritten Stegs um 120° voneinander verschoben. Gleichermaßen sind auch die Endabschnitte des ersten, des zweiten und des dritten Stegs bei der Ausführungsform von 2 um 120° voneinander verschoben. Wenn zusätzliche verwundene schraubenförmige Stege bei verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen sind, wie z. B. bei Vorsehen von „n“ schraubenförmigen Stegen, sind die Anfangsabschnitte jedes Stegs um 360°/n voneinander verschoben (d. h. wenn vier Stege vorgesehen sind, sind die Anfangsabschnitte radial um 90° (360°/4) voneinander verschoben, oder wenn fünf Stege vorgesehen sind, sind die Anfangsabschnitte radial um 72° (360°/5) voneinander verschoben usw.). Gleichermaßen sind auch die Endabschnitte jedes schraubenförmigen Stegs an einer einzigen Befestigungsvorrichtung radial in demselben Ausmaß wie die Anfangsabschnitte jeder Ausführungsform (360°/n) voneinander verschoben. Es wird angemerkt, dass die Anfangsabschnitte und die Endabschnitte eines einzigen schraubenförmigen Stegs an einer einzigen Befestigungsvorrichtung in Abhängigkeit von der axialen Länge des Gewindeabschnitts radial aufeinander ausgerichtet sein können oder nicht.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 3 wird eine perspektivische Ansicht einer fließlochformenden Schraube 10", die vier schraubenförmige Stege umfasst, gezeigt. Ein Segment des Gewindeabschnitts der Ausführungsform von 3 wird in 7 gezeigt. In der Ansicht von 3 ist lediglich ein kleiner Abschnitt des Anfangsabschnitts des ersten schraubenförmigen Stegs 100 sichtbar, aber der gesamte Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs 110 ist klar erkennbar. Darüber hinaus ist der Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs 120 lediglich geringfügig nicht zu sehen und der Anfangsabschnitt des vierten schraubenförmigen Stegs 130 ist komplett nicht zu sehen, da er sich auf der gegenüberliegenden Seite des Schafts 14 von dem Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs 110 befindet.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 4 wird eine Draufsicht des Kopfabschnitts 14 einer der vorliegenden fließlochformenden Schrauben bereitgestellt. Bei der Ansicht von 4 ist ein Beispiel für eine Antriebsanordnung 66, die ein verbessertes Merkmal umfasst, zu sehen. Insbesondere umfasst der Kopfabschnitt 14 einen Basisabschnitt 76, der einen erhabenen Kappenabschnitt 78 stützt. Es gibt mehrere Vertiefungen 86 in dem Kappenabschnitt 78, die mehrere Erhebungen 88 dazwischen definieren. Jede der Erhebungen 88 umfasst einen Rampenabschnitt 92, der sich von einer oberen Umfangsfläche des erhabenen Kappenabschnitts 78 um mindestens 5° bezüglich einer flachen Ebene, die mit der oberen Fläche des erhabenen Kappenabschnitts 78 zusammenfällt, nach unten erstreckt. Diese Rampenabschnitte 92 sind auf jeder Erhebung 88 auf der Seite in Uhrzeigerrichtung zur Ermöglichung des Eingriffs eines sich in der Uhrzeigerrichtung drehenden Antriebswerkzeugs ausgebildet. Insbesondere ermöglicht der Rampenabschnitt 92, wenn das Antriebswerkzeug, das eine komplementäre Erhebungs-/Vertiefungsform aufweist, mit der Antriebsanordnung 66 in Eingriff gelangt, den Eingriff der Erhebungen, indem er gestattet, dass das Antriebswerkzeug in den Eingriff mit einem Rand 106 der nächsten benachbarten Erhebung in der Uhrzeigerrichtung gleitet. Durch eine derartige Ermöglichung des Eingriffs wird der Befestigungsmitteleinführungsprozess dadurch verbessert, dass die Zeit, die für den Eingriff zwischen dem Antriebswerkzeug und der Antriebsanordnung 66 erforderlich ist, reduziert wird, wodurch die Zeit von dem anfänglichen Kontakt zwischen dem Antriebswerkzeug und der Antriebsanordnung zu dem funktionalen Kontakt, der zur Drehung der Befestigungsvorrichtung führt, reduziert wird. Es wird angemerkt, dass, obgleich sechs Erhebungen 88 in 4 gezeigt werden, auch andere Konfigurationen, die eine andere Anzahl an Erhebungen (zwischen drei und acht oder mehr) umfassen, als innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegend betrachtet werden. Weiterhin könnte der Neigungswinkel der oben erwähnten Rampen im Bereich von 5°-40° oder vorzugsweise im Bereich von 10° bis 30° liegen. Weiterhin wird angemerkt, dass sich der Rampenabschnitt 92 nicht so weit erstrecken muss, dass er den Basisabschnitt 76 erreicht, sondern sich stattdessen vorzugsweise nur eine geringfügige axiale Strecke von der oberen Fläche der zugeordneten Erhebung nach unten erstreckt.
5 ist eine Querschnittsseitenansicht der Ausführungsform 11" mit vier schraubenförmigen Stegen von 3 und 7, die hauptsächlich dazu bereitgestellt wird, den Kopfabschnitt 14 mit einem ringförmigen Hinterschnittabschnitt 136 zu zeigen. Dieser ringförmige Hinterschnittabschnitt 136 ist optional dahingehend in der Basis des Kopfabschnitts 14 vorgesehen, einen Raum für die Aufnahme des plastisch verformten/extrudierten Materials (wie z. B. das Material 72A von 11B) bereitzustellen, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 11F umfassender erläutert wird.
Zur besseren Darstellung des Konzepts der verwundenen schraubenförmigen Stege werden als Nächstes 6-9 erörtert. 6-9 sind jeweils eine schematische Seitenansicht eines Segments eines Gewindeabschnitts einer anderen Befestigungsvorrichtung, wobei 6 ein Vergleichsbeispiel für eine Befestigungsvorrichtung, die einen einzigen schraubenförmigen Steg umfasst, darstellt; 7 ein Beispiel für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die zwei (2) schraubenförmige Stege umfasst, darstellt; 8 ein Beispiel für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die drei (3) schraubenförmige Stege umfasst, darstellt; und 9 ein Beispiel für die vorliegende Befestigungsvorrichtung, die vier (4) schraubenförmige Stege umfasst, darstellt.
Insbesondere zeigt das Vergleichsbeispiel von 6 einen einzigen schraubenförmigen Steg 40, der eine Kante 41 des schraubenförmigen Stegs, die eine Spitze 44 definiert, umfasst. Die gestrichelte Linie 43 stellt die Fortsetzung der Kante desselben einzigen schraubenförmigen Stegs 40 auf der gegenüberliegenden Seite des Schafts, wodurch eine Steigung W zwischen den Spitzen 44 definiert wird, dar. In dem Beispiel von 6 sind alle Spitzen 44 Teil desselben einzigen schraubenförmigen Stegs 40.
7 stellt ein Beispiel für die vorliegende Erfindung dar, und dieses Beispiel umfasst zwei verwundene schraubenförmige Stege (wie bei der Ausführungsform von 1), die aus einem ersten schraubenförmigen Steg 50 und einem zweiten schraubenförmigen Steg 60 bestehen. Der erste schraubenförmige Steg 50 umfasst eine erste Kante 51, die eine Spitze 54 definiert, und die gestrichelte Linie 53 stellt die Fortsetzung der ersten Kante 51 desselben ersten schraubenförmigen Stegs 50, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des Schafts, dar. Die ersten Spitzen 54 desselben ersten schraubenförmigen Stegs definieren eine Steigung X zwischen den Spitzen, wobei die Steigung X in diesem Beispiel das Doppelte der Steigung W von 6 ist (unter der Annahme, dass die Abmessungen beider schraubenförmiger Stege von 7 den Abmessungen des einzigen schraubenförmigen Stegs von 4 entsprechen). Der zweite schraubenförmige Steg 60 des Beispiels von 7 umfasst eine zweite Kante 61, die eine zweite Spitze 64 definiert. Wie in 7 zu sehen ist, sind der erste und der zweite schraubenförmige Steg 50 und 60 sowie die erste und die zweite Spitze 54 und 64 in der Längsrichtung des Schafts abwechselnd angeordnet.
8 stellt ein weiteres Beispiel für die vorliegende Erfindung dar, und dieses Beispiel umfasst drei verwundene schraubenförmige Stege (wie bei der Ausführungsform von 2), die aus einem ersten schraubenförmigen Steg 70, einem zweiten schraubenförmigen Steg 80 und einem dritten schraubenförmigen Steg 90 bestehen. Der erste schraubenförmige Steg 70 umfasst eine erste Kante 71, die eine Spitze 74 definiert, und die gestrichelte Linie 73 stellt die Fortsetzung der ersten Kante 71 desselben ersten schraubenförmigen Stegs 70, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des Schafts, dar. Die ersten Spitzen 74 desselben ersten schraubenförmigen Stegs 70 definieren eine Steigung Y zwischen den Spitzen, wobei die Steigung Y in diesem Beispiel das Dreifache der Steigung W von 6 ist (unter der Annahme, dass die Abmessungen der drei schraubenförmigen Stege von 6 den Abmessungen des einzigen schraubenförmigen Stegs von 4 entsprechen). Der zweite schraubenförmige Steg 80 des Beispiels von 6 umfasst eine zweite Kante 81, die eine zweite Spitze 84 definiert, und der dritte schraubenförmige Steg 90 umfasst eine dritte Kante 91, die eine dritte Spitze 94 definiert. Wie in 8 zu sehen ist, wiederholen sich der erste, der zweite und der dritte schraubenförmige Steg (70, 80 und 90) sowie die erste, die zweite und die dritte Spitze (74, 84 und 94) in einem A-B-C-Muster in der Längsrichtung des Schafts.
9 stellt noch ein weiteres Beispiel für die vorliegende Erfindung dar, und dieses Beispiel umfasst vier verwundene schraubenförmige Stege, die aus einem ersten schraubenförmigen Steg 100, einem zweiten schraubenförmigen Steg 110, einem dritten schraubenförmigen Steg 120 und einem vierten schraubenförmigen Steg 130 bestehen. Der erste schraubenförmige Steg 100 umfasst eine erste Kante 101, die eine Spitze 104 definiert, und die gestrichelte Linie 103 stellt die Fortsetzung der ersten Kante 101 desselben ersten schraubenförmigen Stegs 100, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des Schafts, dar. Die ersten Spitzen 104 desselben ersten schraubenförmigen Stegs 100 definieren eine Steigung Z zwischen den Spitzen, wobei die Steigung Z in diesem Beispiel das Vierfache der Steigung W von 6 ist (unter der Annahme, dass die Abmessungen der vier schraubenförmigen Stege von 9 den Abmessungen des einzigen schraubenförmigen Stegs von 6 entsprechen).
Der zweite schraubenförmige Steg 110 des Beispiels von 9 umfasst eine zweite Kante 111, die eine zweite Spitze 114 definiert, der dritte schraubenförmige Steg 120 umfasst eine dritte Kante 121, die eine dritte Spitze 124 definiert, und der vierte schraubenförmige Steg 130 umfasst eine dritte Kante 131, die eine dritte Spitze 134 definiert. Wie in 9 zu sehen ist, wiederholen sich der erste, der zweite, der dritte und der vierte schraubenförmige Steg (100, 110, 120 und 130) sowie die erste, die zweite, die dritte und die vierte Spitze (104, 114, 124 und 134) in einem A-B-C-D-Muster in der Längsrichtung des Schafts. Obgleich dies nicht gezeigt wird, wird des Weiteren in Betracht gezogen, dass eine Befestigungsvorrichtung mit fünf schraubenförmigen Stegen (A-B-C-D-E-Muster), sechs schraubenförmigen Stegen (A-B-C-D-E-F-Muster) oder mehr konfiguriert sein könnte, wobei alle schraubenförmigen Stege einer einzigen Vorrichtung mit Ausnahme der radialen Verschiebung der Position des Anfangsabschnitts identisch sind.
Wie durch den Vergleich von 6, 7, 8 und 9 ersichtlich ist, nimmt der Steigungswinkel jedes schraubenförmigen Stegs mit Hinzufügung von mehr schraubenförmigen Stegen zu, wenn die anderen relevanten Parameter beibehalten werden (wie z. B. Radius, Steigung usw.), wobei der Steigungswinkel, wie in der Technik bekannt ist, als die Hälfte des eingeschlossenen Winkels, der zwischen der gestrichelten Linie und der benachbarten Kante definiert wird, (wie z. B. des eingeschlossenen Winkels zwischen den Linien 41 und 43 von 6) betrachtet werden kann. Somit ist beispielsweise der Steigungswinkel der Ausführungsform von 7 (mit zwei schraubenförmigen Stegen) größer als jener der Konfiguration, die in 6 gezeigt wird (mit einem einzigen schraubenförmigen Steg); ist der Steigungswinkel der Ausführungsform von 8 (mit drei schraubenförmigen Stegen) größer als jener der Ausführungsform von 7 (mit zwei schraubenförmigen Stegen); und ist der Steigungswinkel der Ausführungsform von 9 (mit vier schraubenförmigen Stegen) größer als jener der Ausführungsform von 8 (mit drei schraubenförmigen Stegen). Diese Zunahme des Steigungswinkels führt zu einem vorteilhaften Anstieg des Widerstands gegenüber dem Austreibmoment.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 10 zeigt diese Figur eine schematische Darstellung einer Art von Antriebssystem 96, das ein Antriebsglied 98 umfasst, das dazu konfiguriert und angeordnet ist, in funktionalen Kontakt mit der Antriebsanordnung 66 (4) an dem Kopfabschnitt 14 gebracht zu werden, so dass die Befestigungsvorrichtung 10 bei Drehung des Antriebsglieds 98 mit diesem mit derselben Drehzahl und in derselben Richtung gedreht wird. Bei dieser Ausführungsform des Antriebssystems 96 ist auch ein Stabilisierungsrahmen 102 zur Stabilisierung der relevanten Komponenten, während das Antriebsglied 98 gedreht wird und eine nach unten gerichtete Kraft daran angelegt wird, vorgesehen. Beispielsweise könnte das Antriebsglied mit einer vorbestimmten Drehzahl zwischen 1000 U/min und 10.000 U/min mit einer daran angelegten vorbestimmten nach unten gerichteten Kraft zwischen 300 N und 4500 N gedreht werden. Natürlich werden auch andere Arten von Antriebssystemen, sowohl manuell als auch fremdkraftbetrieben, als zur Verwendung mit der vorliegenden Befestigungsvorrichtung und dem vorliegenden Verfahren geeignet erachtet.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 11A-11F wird eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Erzeugen einer Baugruppe aus zwei Werkstücken unter Verwendung der vorliegenden Befestigungsvorrichtung, wie z. B. der vorliegenden fließlochformenden Schraube, gezeigt und beschrieben.
10 und 11A-11F zeigen alle eine Überlagerungs- oder Schichtstruktur 50, die aus einem ersten Werkstück 56 und einem zweiten Werkstück 58 besteht, die durch Überlagern (Schichten) des ersten Werkstücks 56 mit dem zweiten Werkstück 58 (des zweiten Werkstücks 58 auf das erste Werkstück 56) zur Erzeugung der Überlagerungsstruktur 50 erzeugt wird. Das erste und das zweite Werkstück 56 und 58 können jeweils aus einem beliebigen geeigneten Material (z. B. Aluminium-, Magnesium-, Stahlblech oder einem anderen Metall, Kunststoff, kohlefaserverstärktem Kunststoff, Kohlefaser usw.) hergestellt sein, wobei das erste und das zweite Werkstück aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien hergestellt sind. Weiterhin kann jedes der Werkstücke eine beliebige geeignete Dicke, wie z. B. zwischen 0,3 mm und 10,0 mm, aufweisen. Optional kann ein Haftmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück vor dem Einführen der Befestigungsvorrichtung darin vorgesehen werden. Das erste und das zweite Werkstück der vorliegenden Erfindung könnten als Komponenten einer Vielfalt verschiedener Arten von Produkten verwendet werden, könnten beispielsweise als Komponente eines Fahrzeugs (wie z. B. eines Kraftfahrzeugs, eines Lkw und eines SUV, eines landwirtschaftlichen Geräts, eines Baugeräts), als Komponente in einem Container, als Komponente in einem Möbelstück, als Baumaterial usw. vorgesehen sein. Insbesondere kann die fertige Baugruppe bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug oder Lkw Teil des Unterbodens, des Rahmens, von Karosserieteilen des Fahrzeugs oder der Lkw-Pritsche usw. sein. Weiterhin eignet sich das vorliegende Verfahren auch zur Befestigung von drei, vier oder mehr Werkstücken (Lagen) aneinander zur Ausbildung einer Baugruppe, obgleich lediglich die Befestigung von zwei Werkstücken gezeigt und beschrieben wird.
Es wird die fließlochformende Schraube 10 einer der hier erörterten Ausführungsformen bereitgestellt und gemäß der Darstellung in 10 wird die Schraube derart positioniert, dass ein Antriebsglied 98 des Antriebssystems 96 mit einer Antriebsanordnung des Kopfabschnitts 14 der fließlochformenden Schraube 10 in funktionalem Kontakt ist. Wie oben erwähnt wird, kann ein beliebiges geeignetes Antriebssystem verwendet werden. Als Nächstes wird das Antriebsglied 98 des Antriebssystems 96 gedreht, während es sich mit der Antriebsanordnung der fließlochformenden Schraube 10 in funktionalem Kontakt befindet, wodurch die fließlochformende Schraube gedreht wird.
Es wird angemerkt, dass, obgleich in 11A-11F das Antriebssystem und zugehörige Komponenten zur Vereinfachung der Beschreibung weggelassen wurden, die fließlochformende Schraube noch immer während jeder der Phasen, die in 11A-11F dargestellt werden, in funktionalem Kontakt mit dem Antriebsglied positioniert ist.
11A ist eine Darstellung des Schritts des Inkontaktbringens der fließlochformenden Schraube 10 mit einem Zielbereich 62 (innerhalb von gestrichelten Linien gezeigt) der Überlagerungsstruktur 50, während die fließlochformende Schraube 10 von dem Antriebsglied 98 (10) gedreht wird. Es wird angemerkt, dass einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung darin besteht, dass keine Vorbohrlöcher oder anderen Aussparungen in dem Zielbereich des Werkstücks 56 oder des Werkstücks 58 erforderlich sind. Nach Bedarf kann jedoch ein Vorbohrloch in der oberen Lage, wobei es sich in diesem Fall um das zweite Werkstück 58 handeln würde, vorgesehen werden. Ein derartiges Vorbohrloch kann vorteilhaft sein, wenn die obere Lage dick ist oder wenn mehr als zwei Lagen aufeinander gestapelt werden, wie z. B. bei einer dreilagigen Struktur, bei der die obere Lage ein Vorbohrloch umfasst, oder einer vierlagigen Struktur, bei der die oberen zwei oder drei Lagen jeweils ein Vorbohrloch umfassen. Trotzdem muss, selbst wenn ein derartiges Vorbohrloch in einer der Lagen vorgesehen wird, ein derartiges Vorbohrloch nicht mit einem Gewinde versehen sein. 11A zeigt des Weiteren die Ergebnisse des Eindringens in den Zielbereich 62 der Überlagerungsstruktur 50 mit dem Spitzenabschnitt 20 der sich drehenden fließlochformenden Schraube 10.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 11B bewegt sich das Antriebsglied während der fortlaufenden Drehung der fließlochformenden Schraube 10 durch das Antriebsglied 98 (10) in der Längsrichtung nach unten, so dass der Punkt 26 des Spitzenabschnitts 20 in den Zielbereich 62 der Überlagerungsstruktur 50 eindringt. Wie in 11B zu sehen ist, wird das neben dem Spitzenabschnitt 20 befindliche Material durch die Wärme, die durch Reibung von der sich drehenden fließlochformenden Schraube erzeugt wird, erweicht, wodurch ein plastisch verformter/extrudierter Abschnitt 72A/72B erzeugt wird. Insbesondere erzeugt die Kombination der gewählten Drehzahl und der gewählten Endlast ausreichende Wärme zum Erweichen der Materialien des ersten und des zweiten Werkstücks 56, 58 zur Erzeugung des oberen plastisch verformten/extrudierten Abschnitts 72A und des unteren plastisch verformten/extrudierten Abschnitts 72B. Weiterhin ist die Form des Spitzenabschnitts 20, einschließlich jeglicher optionalen Facetten 28 (oder einer anderen Struktur), derart konfiguriert, dass das Material der Werkstücke 56, 58 mit ausreichender Drehzahl und ausreichendem Längsdruck nicht abgesplittert oder geschnitten wird, sondern stattdessen plastisch verformt/extrudiert wird. Ein derartiges Ergebnis ist von Vorteil, da dadurch unter anderem der Abrieb und die damit in Zusammenhang stehende Entfernung wie bei anderen Gewindeschneidprozessen entfallen, und der plastisch verformte/extrudierte Abschnitt 72A/72B ein Hohlextrudat bildet, das der Verbindung durch die Verlängerung der axialen Gewindelänge über die Dicke der Überlagerungsstruktur 50 hinaus Festigkeit verleiht.
11C zeigt, wie die fortgesetzte Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube 10 zusammen mit der fortgesetzten Längsbewegung in der Abwärtsrichtung zur Bildung eines Durchzugs 82 in der Überlagerungsstruktur 50 führt.
11D-11E zeigen den Verlauf des Verfahrens mit weiter fortgesetzter Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube 10 zusammen mit fortgesetzter Längsbewegung in der Abwärtsrichtung. Insbesondere zeigt 11D den Gewindeausbildungsschritt, wobei die Gewindeausbildungszone 22A gefolgt von der Gewindenutzzone 22 in den Durchzug 82, der noch immer zumindest zum Teil erweicht ist, zur Erzeugung des Gewindes hineingeht. Bei einer Ausführungsform, bei der die fließlochformende Schraube zwei schraubenförmige Stegabschnitte (den ersten und den zweiten schraubenförmigen Stegabschnitt, die verwunden sind) umfasst, wie z. B. bei den Ausführungsformen von 1 und 5, führt der Gewindeausbildungsschritt zur Ausbildung eines ersten Gewindes und eines zweiten Gewindes in dem Durchzug 82 über den Dreheingriff des ersten schraubenförmigen Stegs bzw. des zweiten schraubenförmigen Stegs mit einer Innenperipherie des Durchzugs 82. Natürlich führt der Gewindeausbildungsschritt bei Ausführungsformen, bei denen die fließlochformende Schraube drei schraubenförmige Stegabschnitte umfasst, (wie z. B. in 2 und 6) zur Ausbildung eines ersten Gewindes, eines zweiten Gewindes und eines dritten Gewindes in dem Durchzug 82 über den Dreheingriff des ersten, des zweiten bzw. des dritten schraubenförmigen Stegs mit einer Innenperipherie des Durchzugs 82. Gleichermaßen führt der Gewindeausbildungsschritt bei Ausführungsformen, bei denen die fließlochformende Schraube vier schraubenförmige Stegabschnitte umfasst, (wie z. B. in 7) zur Ausbildung eines ersten Gewindes, eines zweiten Gewindes und eines dritten Gewindes und eines vierten Gewindes; und bei Ausführungsformen mit fünf schraubenförmigen Stegabschnitten ist das Ergebnis fünf verwundene Gewinde; sechs schraubenförmige Stegabschnitte führen zu sechs verwundenen Gewinden usw.
11E stellt die Phase des Prozesses dar, in der es vollständigen Eingriff der gesamten Länge des ersten Gewindes (an der Innenperipherie des Durchzugs 82) mit dem ersten schraubenförmigen Steg 30 (der fließlochformenden Schraube 10) gibt und es vollständigen Eingriff der gesamten Länge des zweiten Gewindes (an der Innenperipherie des Durchzugs 82) mit dem zweiten schraubenförmigen Steg 32 durch die fortgesetzte Drehung und Abwärtsbewegung der sich drehenden fließlochformenden Schraube 10 gibt. Ein ähnlicher vollständiger Eingriff der gesamten Länge aller Gewinde an der Innenperipherie des Durchzugs tritt auch in Fällen auf, in denen es mehr als zwei schraubenförmige Stege gibt (und somit wird auch eine entsprechende Anzahl an Gewinden, die mehr als zwei beträgt, ausgebildet).
Letztlich zeigt 11F, wie die fortgesetzte Drehung und Abwärtsbewegung zum Festziehen der fließlochformenden Schraube 10, wodurch die Baugruppe 140 gebildet wird, führt. Es wird angemerkt, dass 11F den Schraubenkopfabschnitt 14 in einer zum Teil weggeschnittenen Ansicht zeigt, um zu zeigen, wie der Hinterschnittabschnitt 136 in der Basis des Kopfabschnitts den notwendigen Raum für den oberen plastisch verformten/extrudierten Abschnitt 72A bereitstellt, wodurch ermöglicht wird, dass der Schraubenkopfabschnitt 14 mit der oberen Fläche des zweiten Werkstücks 58 in Kontakt ist.
Wie aus einer Durchsicht der obigen Beschreibung und von 10 und 11A-11F hervorgeht, werden die Schritte des Inkontaktbringens der fließlochformenden Schraube 10 mit dem Zielbereich 62 (11A), des Eindringens in den Zielbereich 62 (11B), des Ausbildens des Durchzugs 82 (11C), des Ausbildens des ersten und des zweiten Gewindes in dem Durchzug 82 (11D), des vollständigen Ineingriffbringens der gesamten Länge des ersten und des zweiten Gewindes mit dem ersten und dem zweiten schraubenförmigen Steg (11E) und des Festziehens der fließlochformenden Schraube 10 zur Ausbildung der Baugruppe 140 ( 11F) alle komplett über Zugang von einer Seite der dem zweiten Werkstück 58 zugeordneten Überlagerungsstruktur 50 (d. h. der oberen Seite) durchgeführt, ohne dass Zugang zu einer gegenüberliegenden Seite der dem ersten Werkstück 56 zugeordneten Überlagerungsstruktur (d. h. der unteren Seite) erforderlich ist.
12, 13 und 14 stellen verschiedene Beispiele für verschiedene Gewindekonstruktionen, die die Merkmale der vorliegenden Erfindung enthalten könnten (wie z. B. unter anderem das Merkmal mehrerer Gewindeanfänge und/oder das verbesserte Antriebsmerkmal), dar. Insbesondere ist 12 ein Beispiel für eine Schraube mit zwei Gewindeanfängen, die eine asymmetrische Gewindekonstruktion umfasst, die bei Metallen, Kunststoffen und Kohlefaser verwendet werden könnte; 13 ist ein Beispiel für eine Schraube mit zwei Gewindeanfängen, die eine aggressivere Gewindekonstruktion für Materialien, wie z. B. Kunststoffe und technische Schaumstoffe, umfasst; und 14 ist ein Beispiel für eine Schraube mit zwei Gewindeanfängen, die eine gebräuchlichere Gewindekonstruktion umfasst, die zur Verwendung bei Kunststoffen oder Metallen geeignet ist.
Obgleich verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, versteht sich, dass für einen Durchschnittsfachmann andere Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen offensichtlich sind. Derartige Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen können erfolgen, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der Erfindung, die gemäß den anhängigen Ansprüchen festzulegen sind, abzuweichen. Weiterhin wird angemerkt, dass Merkmale aus einer Ausführungsform in andere Ausführungsformen integriert werden können.
Verschiedene Merkmale der Erfindung werden in den anhängigen Ansprüchen angeführt.

Claims

Befestigungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen länglichen Schaftabschnitt, der sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Schaftende und einem zweiten Schaftende erstreckt; und einen Kopfabschnitt, der an dem zweiten Schaftende angeordnet ist, wobei der Kopfabschnitt eine Antriebsanordnung umfasst, die dazu konfiguriert und angeordnet ist, eine Drehantriebskraft zum Treiben der Befestigungsvorrichtung in mindestens ein Werkstück zu empfangen; wobei der längliche Schaftabschnitt ferner Folgendes umfasst: einen Spitzenabschnitt, der an dem ersten Schaftende vorgesehen ist, wobei der Spitzenabschnitt dazu konfiguriert und angeordnet ist, ein Loch und Gewinde durch Erweichen des Materials eines Werkstücks zu erzeugen; und einen Gewindeabschnitt, der zwischen dem Spitzenabschnitt und dem zweiten Schaftende vorgesehen ist, wobei der Gewindeabschnitt einen ersten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs erstreckt, und einen zweiten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs erstreckt, umfasst, wobei sowohl der Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs als auch der Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs in demselben Längsabstand, der als der Abstand A definiert wird, von dem Spitzenabschnitt getrennt sind.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sowohl der Endabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs als auch der Endabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs in demselben Längsabstand, der als der Abstand B definiert wird, von dem Spitzenabschnitt getrennt sind, wobei der Abstand B mehr als der Abstand A beträgt.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner einen dritten schraubenförmigen Steg umfasst, der sich von einem Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs erstreckt, wobei der Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs in dem Abstand A von dem Spitzenabschnitt getrennt ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner einen vierten schraubenförmigen Steg umfasst, der sich von einem Anfangsabschnitt des vierten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des vierten schraubenförmigen Stegs erstreckt, wobei der Anfangsabschnitt des vierten schraubenförmigen Stegs in dem Abstand A von dem Spitzenabschnitt getrennt ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, die ferner einen Zwischenabschnitt ohne Gewinde zwischen dem Spitzenabschnitt und dem Gewindeabschnitt umfasst.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der Spitzenabschnitt einen Punkt an einem Längsende davon und mehrere Facetten, die sich in der Längsrichtung von dem Punkt erstrecken, umfasst.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs innerhalb der Gewindenutzzone einen konstanten Durchmesser entlang der Länge des Gewindebereichs in Längsrichtung definiert.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei der Gewindeabschnitt einen unteren Gewindeabschnitt, der als eine Gewindeausbildungszone definiert wird, und einen oberen Gewindeabschnitt, der als eine Gewindenutzzone definiert wird, umfasst, wobei ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs in der Gewindeausbildungszone entlang der Länge in Längsrichtung zu dem Kopfabschnitt hin zunimmt und wobei ein am weitesten außen liegender radialer Rand des ersten sowie des zweiten schraubenförmigen Stegs in der Gewindenutzzone einen konstanten Durchmesser aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, wobei: eine Unterseitenfläche des Kopfabschnitts einen ringförmigen Hinterschnittabschnitt darin umfasst; und der Kopfabschnitt einen Basisabschnitt umfasst, der einen erhabenen Kappenabschnitt stützt, und mehrere Vertiefungen dahingehend in dem Kappenabschnitt ausgebildet sind, mehrere Erhebungen dazwischen zu definieren, und wobei ferner jede der Erhebungen einen geneigten Rampenabschnitt umfasst, der sich von einer oberen Umfangsfläche des erhabenen Kappenabschnitts um mindestens 5° bezüglich einer flachen Ebene, die mit der oberen Fläche des erhabenen Kappenabschnitts zusammenfällt, nach unten erstreckt.
Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe durch Befestigen eines ersten Werkstücks an einem zweiten Werkstück über eine fließlochformende Schraube, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Überlagern des ersten Werkstücks mit dem zweiten Werkstück zum Erzeugen einer Überlagerungsstruktur; Vorsehen einer fließlochformenden Schraube, die einen länglichen Schaftabschnitt, der sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Schaftende und einem zweiten Schaftende erstreckt, und einen Kopfabschnitt, der an dem zweiten Schaftende angeordnet ist, umfasst, wobei der längliche Schaftabschnitt ferner Folgendes umfasst: einen Spitzenabschnitt, der an dem ersten Schaftende vorgesehen ist; und einen Gewindeabschnitt, der zwischen dem Spitzenabschnitt und dem zweiten Schaftende vorgesehen ist, wobei der Gewindeabschnitt einen ersten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs erstreckt, und einen zweiten schraubenförmigen Steg, der sich von einem Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs erstreckt, umfasst, wobei sowohl der Anfangsabschnitt des ersten schraubenförmigen Stegs als auch der Anfangsabschnitt des zweiten schraubenförmigen Stegs in demselben Längsabstand, der als der Abstand A definiert wird, von dem Spitzenabschnitt getrennt sind; derartiges Positionieren der fließlochformenden Schraube, dass ein Antriebsglied eines Antriebssystems in funktionalem Kontakt mit einer Antriebsanordnung des Kopfabschnitts der fließlochformenden Schraube ist; Drehen des Antriebsglieds des Antriebssystems, während es mit der Antriebsanordnung der fließlochformenden Schraube in funktionalem Kontakt ist, wodurch die fließlochformende Schraube gedreht wird; Inkontaktbringen der fließlochformenden Schraube mit einem Zielbereich der Überlagerungsstruktur, während die fließlochformende Schraube gedreht wird, wobei das zweite Werkstück keine Aussparung in dem Zielbereich aufweist; Eindringen in den Zielbereich der Überlagerungsstruktur mit dem Spitzenabschnitt der sich drehenden fließlochformenden Schraube; Ausbilden eines Durchzugs in der Überlagerungsstruktur durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube; Ausbilden eines ersten Gewindes und eines zweiten Gewindes in dem Durchzug über Dreheingriff des ersten schraubenförmigen Stegs bzw. des zweiten schraubenförmigen Stegs mit einer Innenperipherie des Durchzugs; vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des ersten Gewindes mit dem ersten schraubenförmigen Steg und vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des zweiten Gewindes mit dem zweiten schraubenförmigen Steg durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube; und Festziehen der fließlochformenden Schraube durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube, wodurch die Baugruppe gebildet wird; wobei während des Eindringens, des Ausbildens des Durchzugs, des Ausbildens des ersten und des zweiten Gewindes, des vollständigen Ineingriffbringens der gesamten Länge und des Festziehens die sich drehende fließlochformende Schraube in der Längsrichtung bewegt wird, und wobei während des Verfahrens durch die Reibung von der sich drehenden fließlochformenden Schraube erzeugte Wärme bewirkt, dass das Material des ersten und/oder des zweiten Werkstücks erweicht, und wobei derartiges erweichtes Material unter Ausbildung eines Hohlextrudats aus dem Durchzug hinaus fließt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das erste Werkstück keine Aussparung in dem Zielbereich aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Inkontaktbringen der fließlochformenden Schraube mit dem Zielbereich, das Eindringen in den Zielbereich, das Ausbilden des Durchzugs, das Ausbilden des ersten und des zweiten Gewindes in dem Durchzug, das vollständige Ineingriffbringen der gesamten Länge des ersten und des zweiten Gewindes mit dem ersten und dem zweiten schraubenförmigen Steg und das Festziehen der fließlochformenden Schraube zur Ausbildung der Baugruppe alle komplett über Zugang von einer Seite der dem zweiten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur durchgeführt werden, ohne dass Zugang zu einer gegenüberliegenden Seite der dem ersten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur erforderlich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10-12, wobei die Baugruppe eine Komponente eines Fahrzeugs ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Baugruppe eine Komponente eines Kraftfahrzeugs ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10-14, wobei der Kopfabschnitt der fließlochformenden Schraube einen Basisabschnitt, der einen erhabenen Kappenabschnitt stützt, umfasst und mehrere Vertiefungen dahingehend in dem Kappenabschnitt ausgebildet sind, mehrere Erhebungen dazwischen zu definieren, und wobei ferner jede der Erhebungen einen geneigten Rampenabschnitt umfasst, der sich von einer oberen Umfangsfläche des erhabenen Kappenabschnitts um mindestens 5° bezüglich einer flachen Ebene, die mit der oberen Fläche des erhabenen Kappenabschnitts zusammenfällt, nach unten erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10-15, wobei sich das aus dem erweichten Material ausgebildete Hohlextrudat in der Längsrichtung sowohl von einer Seite der dem ersten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur als auch einer gegenüberliegenden Seite der dem zweiten Werkstück zugeordneten Überlagerungsstruktur erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10-16, wobei die fließlochformende Schraube ferner einen dritten schraubenförmigen Steg umfasst, der sich von einem Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs zu einem Endabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs erstreckt, wobei der Anfangsabschnitt des dritten schraubenförmigen Stegs in dem Abstand A von dem Spitzenabschnitt getrennt ist, und wobei das Verfahren ferner Ausbilden eines dritten Gewindes in dem Durchzug über Ineingriffbringen des dritten schraubenförmigen Stegs mit der Innenperipherie des Durchzugs umfasst.
Verfahren zum Erzeugen einer Baugruppe durch Befestigen eines ersten Werkstücks an einem zweiten Werkstück über eine fließlochformende Schraube, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Überlagern des ersten Werkstücks mit dem zweiten Werkstücks zum Erzeugen einer Überlagerungsstruktur; Vorsehen einer fließlochformenden Schraube, die einen länglichen Schaftabschnitt, der sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Schaftende und einem zweiten Schaftende erstreckt, und einen Kopfabschnitt, der an dem zweiten Schaftende angeordnet ist, umfasst, wobei das längliche Schaftende ferner einen Spitzenabschnitt, der an dem ersten Schaftende vorgesehen ist, und einen Gewindeabschnitt, der zwischen dem Spitzenabschnitt und dem zweiten Schaftende vorgesehen ist, umfasst, wobei der Gewindeabschnitt einen ersten schraubenförmigen Steg und einen zweiten schraubenförmigen Steg umfasst, und wobei ferner der erste und der zweite schraubenförmige Steg entlang mindestens einem Abschnitt davon verwunden sind; derartiges Positionieren der fließlochformenden Schraube, dass ein Antriebsglied eines Antriebssystems in funktionalem Kontakt mit einer Antriebsanordnung des Kopfabschnitts der fließlochformenden Schraube ist; Drehen des Antriebsglieds des Antriebssystems, während es mit der Antriebsanordnung der fließlochformenden Schraube in funktionalem Kontakt ist, wodurch die fließlochformende Schraube gedreht wird; Inkontaktbringen der fließlochformenden Schraube mit einem Zielbereich der Überlagerungsstruktur, während die fließlochformende Schraube gedreht wird, wobei das zweite Werkstück keine Aussparung in dem Zielbereich aufweist; Eindringen in den Zielbereich der Überlagerungsstruktur mit dem Spitzenabschnitt der sich drehenden fließlochformenden Schraube; Ausbilden eines Durchzugs in der Überlagerungsstruktur durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube; Ausbilden eines ersten Gewindes und eines zweiten Gewindes in dem Durchzug über Dreheingriff des ersten schraubenförmigen Stegs bzw. des zweiten schraubenförmigen Stegs mit einer Innenperipherie des Durchzugs; vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des ersten Gewindes mit dem ersten schraubenförmigen Steg und vollständiges Ineingriffbringen der gesamten Länge des zweiten Gewindes mit dem zweiten schraubenförmigen Steg durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube; und Festziehen der fließlochformenden Schraube durch fortlaufende Drehung der sich drehenden fließlochformenden Schraube, wodurch die Baugruppe gebildet wird; wobei während des Eindringens, des Ausbildens des Durchzugs, des Ausbildens des ersten und des zweiten Gewindes, des vollständigen Ineingriffbringens der gesamten Länge und des Festziehens die sich drehende fließlochformende Schraube in der Längsrichtung bewegt wird, und wobei während des Verfahrens durch die Reibung von der sich drehenden fließlochformenden Schraube erzeugte Wärme bewirkt, dass das Material des ersten und/oder des zweiten Werkstücks erweicht, und wobei derartiges erweichtes Material unter Ausbildung eines Hohlextrudats aus dem Durchzug hinaus fließt.