DE102020120507B4

DE102020120507B4 - Method for setting and anchoring fasteners in a flat material or components or workpieces made therefrom, fastener and setting tool

Info

Publication number: DE102020120507B4
Application number: DE102020120507.4A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2040-08-05
Also published as: CA3126525A1; DE102020120507A1

Abstract

Verfahren zum Setzen und Verankern von Verbindungselementen (1), insbesondere Nietelementen oder Einpresselementen in einer Vorlochung (2') eines bleibend verformbaren Flachmaterials oder daraus hergestellten Bauteils (2) oder Werkstücks durch Fügen und Einpressen bzw. Verformen mittels eines Setzwerkzeugs (3), wobei das eine Werkzeugachse (WA) aufweisende Setzwerkzeug (3) ein Zugelement (3.4) und einen das Zugelement (3.4) ringförmig umschließenden, eine Matrize bildenden Gehäuseabschnitt (3.5) aufweist, wobei das freie Ende (3.4') des Zugelements (3.4) in axialer Richtung vom Gehäuseabschnitt (3.5) absteht und wobei das Verbindungselement (1) zumindest einen Kopfabschnitt (1.2) und einen daran entlang einer Längsachse (LA) des Verbindungselements (1) anschließenden Fügeabschnitt (1.3) aufweist,bei dem das Verbindungselement (1) mittels eines Armelementes (5) an einer Montageposition positioniert wird, die sich auf einer dem Setzwerkzeug (3) gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials vor der Vorlochung (2') befindet,bei dem der Fügeabschnitt (1.3) des Verbindungselements (1) von der dem Setzwerkzeug (3) gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials in die Vorlochung (2') gefügt wird, bei dem das Zugelement (3.4) des Setzwerkzeuges (3) durch die Vorlochung (2') des Flachmaterials geführt wird und durch axiales Drehen des Zugelementes (3.4) ein Aufspindeln des Verbindungselements (1) oder des das Verbindungselement (1) tragenden Armelements (5) erfolgt, und zwar mittels eines am Verbindungselement (1) oder am Armelement (5) vorgesehen Gewindes oder Hilfsgewindes,bei dem das Verbindungselement (1) durch Ziehen des Zugelements (3.4) in axialer Richtung oder durch weiteres axiales Drehen des Zugelementes (3.4) in die Vorlochung (2') des Flachmaterials gefügt wird und hierbei zum positionsgenauen Setzen des Verbindungselements (1) mittels einer über das Verbindungselement (1) und/oder über das Setzwerkzeug (3) bereitgestellten Zentrierhilfe eine selbsttätige Zentrierung des Verbindungselementes (1) in Bezug auf die Vorlochung (2') ausgeführt wird,und bei dem anschließend der Fügeabschnitt (1.3) mittels des die Matrize bildenden Gehäuseabschnittes (3.5) des Setzwerkzeugs (3) verpresst bzw. verformt wird, wobei als Setzwerkzeug (3) ein Setzwerkzeug (3) verwendet wird, bei dem der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt (3.5) mit dem Zugelement (3.4) schwimmend gelagert ist und/oder wobei als Setzwerkzeug (3) ein schwimmend gelagertes Setzwerkzeug (3) verwendet wird.Method for setting and anchoring connecting elements (1), in particular rivet elements or press-in elements in a pre-hole (2') of a permanently deformable flat material or a component (2) or workpiece made therefrom by joining and pressing or deforming by means of a setting tool (3), wherein the setting tool (3) having a tool axis (WA) has a tension element (3.4) and a housing section (3.5) which surrounds the tension element (3.4) in a ring shape and forms a die, wherein the free end (3.4') of the tension element (3.4) protrudes in the axial direction from the housing section (3.5) and wherein the connecting element (1) has at least one head section (1.2) and a joining section (1.3) adjoining thereto along a longitudinal axis (LA) of the connecting element (1), in which the connecting element (1) is positioned by means of an arm element (5) at an assembly position which is located on an upper side of the flat material opposite the setting tool (3) in front of the Pre-hole (2'), in which the joining section (1.3) of the connecting element (1) is inserted into the pre-hole (2') from the top side of the flat material opposite the setting tool (3), in which the pulling element (3.4) of the setting tool (3) is guided through the pre-hole (2') of the flat material and the connecting element (1) or the arm element (5) carrying the connecting element (1) is spun on by axially rotating the pulling element (3.4), namely by means of a thread or auxiliary thread provided on the connecting element (1) or on the arm element (5), in which the connecting element (1) is inserted into the pre-hole (2') of the flat material by pulling the pulling element (3.4) in the axial direction or by further axially rotating the pulling element (3.4), and in this case for the precise positioning of the connecting element (1) by means of a thread provided via the connecting element (1) and/or via the setting tool (3) provided centering aid, an automatic centering of the connecting element (1) in relation to the pre-hole (2') is carried out, and in which the joining section (1.3) is then pressed or deformed by means of the housing section (3.5) of the setting tool (3) forming the die, wherein a setting tool (3) is used as the setting tool (3), in which the housing section (3.5) forming the die is floatingly mounted with the tension element (3.4) and/or wherein a floatingly mounted setting tool (3) is used as the setting tool (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen und Verankern von Verbindungselementen in Vorlochungen eines bleibend verformbaren metallischen Flachmaterials oder daraus hergestellten Bauteils oder Werkstücks, ein zugehöriges Verbindungselement sowie ein zugehöriges Setzwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, 12 und 16.The invention relates to a method for setting and anchoring connecting elements in pre-holes of a permanently deformable metallic flat material or a component or workpiece made therefrom, an associated connecting element and an associated setting tool according to the preamble of patent claims 1, 12 and 16.

Verbindungselemente, die in ein bleibend verformbares, beispielsweise metallisches Flachmaterial, insbesondere ein Metallblech oder einem daraus hergestellten Bauteil oder Werkstück durch Fügen eingebracht und anschließendes Verpressen oder Vernieten darin verankert werden, sind hinlänglich bekannt.Fasteners which are introduced into a permanently deformable, for example metallic flat material, in particular a metal sheet or a component or workpiece made therefrom by joining and then anchored therein by pressing or riveting, are well known.

Derartige Verbindungselemente können beispielsweise durch Einpresselemente oder Nietelemente gebildet sein und insbesondere als Einpressmutterelemente oder Nietmutterelemente gebildet sein, die üblicherweise einen hülsenförmigen, sich entlang einer Längsachse erstreckenden Grundkörper mit einem Innengewinde aufweisen. Ferner weist der hülsenförmigen Grundkörper einen Kopfabschnitt und einen daran entlang der Längsachse anschließenden, gegenüber dem Kopfabschnitt zurückversetzten Fügeabschnitt auf. Ebenso können die Verbindungselemente als im Wesentlichen bolzenförmige Nietschraubelemente oder Einpressschraubelemente ausgebildet sein, die üblicherweise einen sich entlang einer Längsachse erstreckenden Grundkörper mit einem Außengewinde aufweisen, wobei der Grundkörper ebenfalls einen Kopfabschnitt und einen daran entlang der Längsachse anschließenden, gegenüber dem Kopfabschnitt zurückversetzten Fügeabschnitt aufweist. Zum Verankern derartiger Verbindungselemente wird üblicherweise eine Vorlochung in das metallische Flachmaterial oder das daraus hergestellte Bauteil oder Werkstück eingebracht, in welche das Verbindungselement eingebracht und darin gegen Verdrehen und Auspressen gesichert wird. Wahlweise sind hierzu am Kopf- und/oder Fügeabschnitt Mittel zur Verdrehsicherung und Erzeugung einer Auspresskraft vorgesehen, die beispielsweise durch eine entsprechende Ausbildung der Mantelfläche und/oder der äußeren Form des Kopf- und/oder Fügeabschnitts realisiert sind. Ein Verfahren zum Einpressen eines Einpresselementes beschreibt etwa die DE 103 43 930 A1 .Such connecting elements can be formed, for example, by press-in elements or rivet elements and in particular can be formed as press-in nut elements or rivet nut elements, which usually have a sleeve-shaped base body extending along a longitudinal axis with an internal thread. Furthermore, the sleeve-shaped base body has a head section and a joining section adjoining it along the longitudinal axis and set back from the head section. The connecting elements can also be designed as essentially bolt-shaped rivet screw elements or press-in screw elements, which usually have a base body extending along a longitudinal axis with an external thread, wherein the base body also has a head section and a joining section adjoining it along the longitudinal axis and set back from the head section. To anchor such connecting elements, a pre-hole is usually made in the metallic flat material or the component or workpiece made from it, into which the connecting element is inserted and secured against twisting and pressing out. Optionally, means for preventing rotation and generating an extrusion force are provided on the head and/or joining section, which are implemented, for example, by a corresponding design of the lateral surface and/or the external shape of the head and/or joining section. A method for pressing in a press-in element is described, for example, by DE 103 43 930 A1 .

Ferner weisen Gewinde jeweils eine vorgegebene Gewindetragkraft auf, die u.a. abhängig von den geometrischen Abmessungen des Gewindes und des verwendeten Gewindematerials ist. Die Gewindetragkraft gibt diejenige Kraft an, bis zu der eine beispielsweise im Innengewinde eingeschraubte Schraube axial belastet werden kann, ohne dass hierbei eine Beschädigung des Innengewindes auftritt. Wird die vom Innengewinde gehaltene Schraube mit einer die Gewindetragkraft überschreitenden Kraft axial beaufschlagt, so ergibt sich eine Zerstörung des Innengewindes.Furthermore, threads each have a predetermined thread load-bearing capacity, which depends on the geometric dimensions of the thread and the thread material used, among other things. The thread load-bearing capacity indicates the force up to which a screw screwed into an internal thread, for example, can be axially loaded without damaging the internal thread. If the screw held by the internal thread is subjected to an axial force that exceeds the thread load-bearing capacity, the internal thread will be destroyed.

Bekannte Verbindungselemente, insbesondere Einpressmutterelemente oder Nietmutterelemente werden in der Regel beim Setzvorgang mit einer Füge- und/oder Einpresskraft beaufschlagt, welche diese vorgegebene Gewindetragkraft deutlich überschreitet. Beim Verankern eines Einpressmutterelementes befindet sich das in der Vorlochung eingefügte Einpressmutterelement beispielsweise zwischen einem Auflager und einer Matrize und wird mit einer hohen Einpresskraft beaufschlagt. Das Verankern mittels des Setzwerkzeuges erfolgt dabei bekanntermaßen derart, dass das Setzwerkzeug von derjenigen Seite des Flachmaterials angreift, auf der sich der Kopfabschnitt des Verbindungselementes befindet.Known connecting elements, in particular press-in nut elements or rivet nut elements, are usually subjected to a joining and/or pressing force during the setting process which significantly exceeds this specified thread load-bearing capacity. When anchoring a press-in nut element, the press-in nut element inserted in the pre-drilled hole is located, for example, between a support and a die and is subjected to a high pressing force. Anchoring using the setting tool is known to take place in such a way that the setting tool engages from the side of the flat material on which the head section of the connecting element is located.

Für Anwendungsfälle, bei denen die zum Setzen und Verankern üblicherweise erforderliche Zugänglichkeit von der dem Kopfabschnitt des Verbindungselementes zugewandten Seite des Flachmaterials nicht gegeben ist, wird im Stand der Technik gemäß der Druckschrift DE 10 2017 112 231 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, welches das Setzen von Verbindungselementen bei lediglich einseitiger Zugänglichkeit, und zwar mittels eines auf der dem Kopfabschnitt des zu setzenden Verbindungselementes gegenüberliegenden Seite des Flachmaterials angeordneten Setzwerkzeuges erlaubt. Hierbei wird zunächst ein Zugdorn des Setzwerkzeuges durch die Vorlochung des Flachmaterials geführt und im Anschluss daran das Verbindungselement von der dem Setzwerkzeug gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials auf den Zugdorn durch axiales Drehen des Zugdorns aufgespindelt und das Verbindungselement wird von der besagten, dem Setzwerkzeug gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials in die Vorlochung gefügt. Die vom Setzwerkzeug über den Zugdorn eingeleitete axiale Zugkraft wird derart eingestellt, dass diese gleich oder kleiner als die axiale Gewindetragkraft des Innengewindes ist.For applications where the accessibility normally required for setting and anchoring is not available from the side of the flat material facing the head section of the connecting element, the prior art according to the publication EN 10 2017 112 231 A1 A method is proposed which allows the setting of connecting elements with only one-sided accessibility, namely by means of a setting tool arranged on the side of the flat material opposite the head section of the connecting element to be set. Firstly, a pulling mandrel of the setting tool is guided through the pre-hole in the flat material and then the connecting element is spun from the top of the flat material opposite the setting tool onto the pulling mandrel by axially rotating the pulling mandrel and the connecting element is inserted into the pre-hole from the said top of the flat material opposite the setting tool. The axial pulling force introduced by the setting tool via the pulling mandrel is set in such a way that it is equal to or smaller than the axial thread load-bearing capacity of the internal thread.

Da das Setzwerkzeug und das Verbindungselement auf gegenüberliegenden Oberseiten des Flachmaterials angeordnet sind und damit Positionierungstoleranzen einhergehen, können bei dem beschriebenen Verfahren nachteilig jedoch Probleme auftreten, da das Verbindungselement ungenau oder in einer gewissen Schräg- oder Schieflage in die Vorlochung gesetzt und gefügt wird, was zu einer Schwächung der Verankerung oder im schlechtesten Fall zu einer Zerstörung des Verbindungelements und/oder des Flachmaterials führen kann.Since the setting tool and the connecting element are arranged on opposite upper sides of the flat material and this entails positioning tolerances, problems can arise with the described method because the connecting element is placed and joined inaccurately or in a certain oblique or slanted position in the pre-hole, which can lead to a weakening of the anchorage or, in the worst case, to a destruction of the connecting element and/or the flat material.

Ausgehend davon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verankern von Verbindungselementen in ein Vorlochungen eines bleibend verformbaren Flachmaterials oder daraus hergestellten Bauteilen oder Werkstücken, ein zugehöriges Verbindungselement sowie ein zugehöriges Setzwerkzeug aufzuzeigen, welche die eingangs beschriebenen Nachteile beseitigen, insbesondere ein Setzen von Verbindungselementen bei lediglich einseitiger Zugänglichkeit, und zwar mittels eines auf der dem Kopfabschnitt des zu setzenden Verbindungselementes gegenüberliegenden Seite des Flachmaterials angeordneten Setzwerkzeuges bei gleichzeitiger exakter Ausrichtung des Verbindungselementes ermöglichen und damit ein fehlerfreies Fügen sicherstellen. Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zum Einbringen von Verbindungselementen in Vorlochungen eines bleibend verformbaren metallischen Flachmaterials oder daraus hergestellten Bauteilen oder Werkzeugen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Ferner ist zur Lösung dieser Aufgabe ein Verbindungselement und ein Setzwerkzeug gemäß Patentanspruch 12 und 16 ausgebildet.Based on this, the object of the invention is to show a method for anchoring connecting elements in pre-holes of a permanently deformable flat material or components or workpieces made from it, an associated connecting element and an associated setting tool, which eliminate the disadvantages described at the beginning, in particular setting connecting elements with only one-sided accessibility, namely by means of a setting tool arranged on the side of the flat material opposite the head section of the connecting element to be set, while at the same time enabling the connecting element to be precisely aligned and thus ensuring error-free joining. The object is solved on the basis of a method for introducing connecting elements into pre-holes of a permanently deformable metallic flat material or components or tools made from it according to the features of the preamble of patent claim 1 by its characterizing features. Furthermore, a connecting element and a setting tool according to patent claims 12 and 16 are designed to solve this problem.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, und zwar zum Setzen und Verankern von Verbindungselementen, insbesondere Nietelementen oder Einpresselementen in einer Vorlochung eines bleibend verformbaren, beispielsweise metallischen Flachmaterials oder daraus hergestellten Bauteils oder Werkstücks durch Fügen und Einpressen bzw. Verformen mittels eines Setzwerkzeugs. Das eine Werkzeugachse aufweisende Setzwerkzeug umfasst dabei ein Zugelement und einen das Zugelement ringförmig umschließenden, eine Matrize bildenden Gehäuseabschnitt, wobei ein freies Ende des Zugelements in axialer Richtung, nämlich in Richtung der Werkzeugachse, vom Gehäuseabschnitt absteht. Das Verbindungselement weist zumindest einen Kopfabschnitt und einen daran entlang seiner Längsachse anschließenden Fügeabschnitt auf.
Bei dem Verfahren wird das Verbindungselement mittels eines zustellbaren Armelementes an einer Montageposition positioniert, die sich auf einer dem Setzwerkzeug gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials vor der Vorlochung befindet und der Fügeabschnitt des Verbindungselements wird von der dem Setzwerkzeug gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials in die Vorlochung gefügt. Dazu wird bei dem Verfahren das Zugelement des Setzwerkzeuges durch die Vorlochung des Flachmaterials geführt und durch axiales Drehen des Zugelementes erfolgt ein Aufspindeln des Verbindungselements oder des das Verbindungselement tragenden Armelements, und zwar mittels eines am Verbindungselement oder am Armelement vorgesehen Gewindes oder Hilfsgewindes. Das Verbindungselement wird durch Ziehen des Zugelements in axialer Richtung oder durch weiteres axiales Drehen des Zugelementes in die Vorlochung des Flachmaterials gefügt. Hierbei wird zum positionsgenauen Setzen des Verbindungselements mittels einer bereitgestellten Zentrierhilfe eine selbsttätige Zentrierung des Verbindungselementes in Bezug auf die Vorlochung ausgeführt. Anschließend wird der Fügeabschnitt mittels des die Matrize bildenden Gehäuseabschnittes des Setzwerkzeugs verpresst bzw. verformt. Dabei wird als Setzwerkzeug ein schwimmend gelagertes Setzwerkzeug verwendet und/oder ein Setzwerkzeug, bei dem der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt mit dem Zugelement schwimmend gelagert ist.The present invention provides a method for setting and anchoring connecting elements, in particular rivet elements or press-in elements in a pre-hole in a permanently deformable, for example metallic flat material or a component or workpiece made from it, by joining and pressing in or deforming using a setting tool. The setting tool, which has a tool axis, comprises a tension element and a housing section that surrounds the tension element in a ring shape and forms a die, with a free end of the tension element protruding from the housing section in the axial direction, namely in the direction of the tool axis. The connecting element has at least one head section and a joining section that adjoins it along its longitudinal axis.
In the method, the connecting element is positioned by means of an adjustable arm element at an assembly position which is located on an upper side of the flat material opposite the setting tool in front of the pre-hole, and the joining section of the connecting element is inserted into the pre-hole from the upper side of the flat material opposite the setting tool. To do this, in the method, the pulling element of the setting tool is guided through the pre-hole in the flat material and the connecting element or the arm element carrying the connecting element is spun up by axially rotating the pulling element, namely by means of a thread or auxiliary thread provided on the connecting element or on the arm element. The connecting element is inserted into the pre-hole in the flat material by pulling the pulling element in the axial direction or by further axially rotating the pulling element. In order to set the connecting element in the exact position, the connecting element is automatically centered in relation to the pre-hole using a centering aid provided. The joining section is then pressed or deformed using the housing section of the setting tool that forms the die. A floating setting tool is used as the setting tool and/or a setting tool in which the housing section that forms the die is floatingly mounted with the tension element.

Besonders vorteilhaft ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Setzen und Verankern von Verbindungselementen auch bei nur einseitig zugänglichen Bauteilen in äußerst präziser und exakter Weise möglich. Aufgrund der über die bereitgestellte Zentrierhilfe ausgeführten selbsttätigen Zentrierung des Verbindungselementes in Bezug auf die Vorlochung, wird eine genaue Ausrichtung des Verbindungselementes auf die Vorlochung bewirkt und dadurch ein fehlerfreies Fügen ermöglicht. Dies führt schließlich zu einer einwandfreien und insbesondere stabilen Verankerung. Vorteilhaft werden mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren Schwankungen bzw. Toleranzabweichungen ausgeglichen, die bei der anfänglichen Positionierung des Setzwerkzeugs in seine Arbeitsposition und/oder bei der Positionierung des vor der Vorlochung gehaltenen bzw. platzierten Verbindungselements in die Montageposition grundsätzlich auftreten und dazu führen, dass die anfängliche Position des Setzwerkzeuges und/oder des Verbindungsmittels relativ zur Vorlochung im Rahmen der zulässigen Toleranzabweichung „ungenau“ ist. Durch den Zentrierungsschritt während des Setzvorganges wird, trotz dieser anfänglich bestehenden Ungenauigkeiten und Abweichungen in der Positionierung des Setzwerkzeugs und/oder des Verbindungsmittels relativ zur Vorlochung, das Verbindungsmittel akkurat auf die Vorlochung ausgerichtet. Die Zentrierung kann daher vorliegend auch als Toleranzausgleich, insbesondere als automatischer Toleranzausgleich verstanden werden. Das Fügen und Setzen erfolgt durch ein Ziehen des Zugelements in axialer Richtung oder durch das - insbesondere über das eigentliche Aufspindeln hinausgehende - weitere axiale Drehen des Zugelements.Particularly advantageously, the method according to the invention enables the setting and anchoring of connecting elements in an extremely precise and exact manner, even in components that are only accessible from one side. Due to the automatic centering of the connecting element in relation to the pre-hole, which is carried out using the centering aid provided, the connecting element is precisely aligned with the pre-hole, thus enabling error-free joining. This ultimately leads to flawless and particularly stable anchoring. The present method according to the invention advantageously compensates for fluctuations or tolerance deviations that generally occur when the setting tool is initially positioned in its working position and/or when the connecting element held or placed in front of the pre-hole is positioned in the assembly position and lead to the initial position of the setting tool and/or the connecting means relative to the pre-hole being "inaccurate" within the permissible tolerance deviation. The centering step during the setting process ensures that the connecting means is accurately aligned with the pre-hole despite the initial inaccuracies and deviations in the positioning of the setting tool and/or the connecting means relative to the pre-hole. The centering can therefore also be understood as tolerance compensation, in particular as automatic tolerance compensation. The joining and setting takes place by pulling the tension element in the axial direction or by further axial rotation of the tension element - in particular beyond the actual spindle-on.

Im Sinne der Erfindung können als Verbindungselemente Mutterelemente oder bolzenförmige Elemente, insbesondere Schraubelemente verwendet werden. Bei Mutterelementen, beispielsweise Nietmutterelementen oder Einpressmutterelementen ist dabei ein zumindest in dem Kopfabschnitt ausgebildetes Innengewinde vorgesehen und bei Schraubelementen ist ein in einem Gewindeabschnitt ausgebildetes Außengewinde vorgesehen. Mutterelemente können in zweiteiliger oder einteiliger Ausführung vorgesehen sein, insbesondere mit und ohne Abstandshalter bzw. mit und ohne Scheibe. Es versteht sich, dass auch Verbindungselemente ohne Gewinde, beispielsweise Gleithülsen, Buchsen oder dergleichen verwendet werden können, wobei hier ein Aufspindeln des Armelements über das dort vorgesehene Hilfsgewinde erfolgt und die von dem Armelement in Montageposition gehaltenen Verbindungselemente quasi hilfsweise mit auf das Zugelement aufgebracht bzw. „indirekt aufgespindelt“ werden, und zwar in einer Anordnung, beispielsweise klemmend, zwischen dem Gehäuseabschnitt des Setzwerkzeugs und dem Armelement.In the sense of the invention, nut elements or bolt-shaped elements, in particular screw elements, can be used as connecting elements. In the case of nut elements, for example rivet nut elements or press-in nut elements, an internal thread is provided at least in the head section, and in the case of screw elements, an internal thread is provided in a threaded section made of formed external thread is provided. Nut elements can be provided in a two-part or one-part design, in particular with and without spacers or with and without a washer. It goes without saying that connecting elements without a thread, for example sliding sleeves, bushings or the like, can also be used, in which case the arm element is spun on via the auxiliary thread provided there and the connecting elements held by the arm element in the assembly position are applied or "indirectly spun on" to the tension element as an auxiliary measure, in an arrangement, for example clamping, between the housing section of the setting tool and the arm element.

Das Zugelement des Setzwerkzeugs kann entsprechend als ein mit dem Innengewinde des Verbindungselements zusammenwirkender Zugdorn oder als eine mit dem Außengewinde des Verbindungselements zusammenwirkende Zugmutter ausgebildet sein. Das Setzwerkzeug kann ein für den automatisierten Betrieb eingerichtetes, insbesondere ein in einen Automationsprozess integrierbares Setzwerkzeug sein, das automatisiert und vorzugsweise gesteuert arbeitet, und dazu insbesondere mit einer Steuereinheit in kommunizierender Verbindung steht. Alternativ kann das Setzwerkzeug auch als Handwerkzeug, insbesondere für eine manuelle Betätigung ausgebildet sein und insbesondere für ein manuell durchgeführtes Setzverfahren eingerichtet sein.The pulling element of the setting tool can be designed accordingly as a pulling mandrel that interacts with the internal thread of the connecting element or as a pulling nut that interacts with the external thread of the connecting element. The setting tool can be a setting tool that is set up for automated operation, in particular a setting tool that can be integrated into an automation process, that works in an automated and preferably controlled manner and is in particular in communication with a control unit. Alternatively, the setting tool can also be designed as a hand tool, in particular for manual operation and in particular set up for a manually performed setting process.

Besondere Vorteile ergeben sich darüber, dass die Zentrierhilfe durch wenigstens einen am Verbindungselement und/oder durch einen an dem die Matrize bildenden Gehäuseabschnitt des Setzwerkzeugs vorgesehenen Zentrierabschnitt gebildet wird und dass bei dem Verfahren zumindest ein den Zentrierabschnitt aufweisendes Verbindungselement und/oder ein den Zentrierabschnitt aufweisendes Setzwerkzeug verwendet wird.Particular advantages result from the fact that the centering aid is formed by at least one centering section provided on the connecting element and/or by a centering section provided on the housing section of the setting tool forming the die, and that at least one connecting element having the centering section and/or one setting tool having the centering section is used in the method.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Setzwerkzeug ein Setzwerkzeug verwendet, bei dem der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt mit dem Zugelement sowohl in Bezug auf eine x-Richtung als auch in Bezug auf eine y-Richtung schwimmend gelagert ist. Die x-und y-Richtungen sind im Wesentlichen als jeweilige senkrecht zur Werkzeugachse WA verlaufende Richtungen zu verstehen. Weiterhin bevorzugt kann ein schwimmend gelagertes Setzwerkzeug verwendet werden, welches ebenso sowohl in Bezug auf eine x-Richtung als auch in Bezug auf eine y-Richtung schwimmend gelagert ist. In diesen Ausführungsvarianten wird die Zentrierhilfe insbesondere durch eine Kombination aus Zentrierabschnitt(en) und der schwimmenden Lagerung zumindest des Gehäuseabschnitts des Setzwerkzeugs mit Zugelement gebildet. Die schwimmende Lagerung ist hierbei als Teil der Zentrierhilfe anzusehen.According to a preferred embodiment of the invention, a setting tool is used as the setting tool in which the housing section forming the die with the tension element is mounted in a floating manner both in relation to an x-direction and in relation to a y-direction. The x- and y-directions are essentially to be understood as respective directions running perpendicular to the tool axis WA. It is also preferred to use a floatingly mounted setting tool which is also mounted in a floating manner both in relation to an x-direction and in relation to a y-direction. In these embodiments, the centering aid is formed in particular by a combination of centering section(s) and the floating bearing of at least the housing section of the setting tool with tension element. The floating bearing is to be regarded as part of the centering aid.

Besondere Vorteile ergeben sich dadurch, dass das Verbindungselement zum positionsgenauen Setzen bei der Zentrierung während des Ziehens des Zugelements bzw. während des weiteren axialen Drehens des Zugelements automatisch auf die Vorlochung ausgerichtet und dabei so orientiert wird, dass die Längsachse des Verbindungselements durch einen eine Mittenachse der Vorlochung ringförmig umschließenden Mittenbereich der Vorlochung verläuft, insbesondere mit der Mittenachse der Vorlochung zusammenfällt. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass eine genaue, fluchtende Ausrichtung des Verbindungselements zur Vorlochung erfolgt. Bei kreisrunden Vorlochungen und Verbindungselementen mit einem Fügeabschnitt von ebenfalls entsprechend kreisrunder Querschnittsform, erfolgt dabei vorteilhaft eine konzentrische Ausrichtung. Die Dimension des Mittenbereichs, durch den die Längsachse des Verbindungselements verlaufen soll, damit das Verbindungselement als exakt auf die Vorlochung ausgerichtet bzw. zentriert zu dieser gilt, ist kann anwendungsspezifisch verschieden sein und abhängig von der Anwendungsart bzw. dem Anwendungsfall. In jedem Fall aber beträgt ein Durchmesser des „zulässigen“ Mittenbereiches einen geringen Bruchteil des Durchmessers der Vorlochung.Particular advantages arise from the fact that the connecting element is automatically aligned with the pre-hole for precise positioning during centering while pulling the tension element or during further axial rotation of the tension element and is oriented in such a way that the longitudinal axis of the connecting element runs through a central area of the pre-hole that surrounds a central axis of the pre-hole in a ring, in particular coincides with the central axis of the pre-hole. This advantageously ensures that the connecting element is precisely aligned with the pre-hole. In the case of circular pre-holes and connecting elements with a joining section that also has a correspondingly circular cross-sectional shape, a concentric alignment is advantageous. The dimension of the central area through which the longitudinal axis of the connecting element should run so that the connecting element is considered to be exactly aligned with or centered on the pre-hole can vary depending on the application and the type of application or the use case. In any case, the diameter of the “permissible” center area is a small fraction of the diameter of the pre-hole.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die vom Setzwerkzeug über das Zugelement eingeleitete axiale Zugkraft derart eingestellt, dass diese kleiner oder gleich einer axialen Gewindetragkraft des am Verbindungselement oder am Armelement vorgesehen Gewindes oder Hilfsgewindes ist. Die axiale Krafteinleitung über das Setzwerkzeug erfolgt auf die axiale Gewindetragkraft bzw. Gewindeprüfkraft begrenzt, so dass eine Beschädigung oder Zerstörung des Gewindes beim Setzvorgang effektiv vermieden werden kann.According to a preferred embodiment, the axial tensile force introduced by the setting tool via the tension element is set such that it is less than or equal to an axial thread load capacity of the thread or auxiliary thread provided on the connecting element or on the arm element. The axial force introduction via the setting tool is limited to the axial thread load capacity or thread test force, so that damage or destruction of the thread during the setting process can be effectively avoided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante wird im Falle eines am Gehäuseabschnitt des Setzwerkzeugs bereitgestellten Zentrierabschnitts, zunächst der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt, welcher vorliegend auch als Mundstück bzw. als ein das Zugelement aufnehmendes Mundstück bezeichnet werden kann, aufgrund des Zentrierabschnitts in Bezug auf die Vorlochung zentriert ausgerichtet und zusammen damit wird auch das im Mundstück aufgenommene Zugelement zentriert ausgerichtet. Bedingt durch diese Erst- oder Vorausrichtung des Zugelementes wird anschließend das auf dem Zugelement aufgespindelte Verbindungselement zentriert. Die Zentrierung bzw. zentrierte Ausrichtung wird vorliegend auch als Positionsausgleich oder Ausgleich von Toleranzabweichungen verstanden.According to a preferred embodiment, in the case of a centering section provided on the housing section of the setting tool, first the housing section forming the die, which in this case can also be referred to as a mouthpiece or as a mouthpiece receiving the pulling element, is centered in relation to the pre-hole due to the centering section and together with this the pulling element received in the mouthpiece is also centered. Due to this initial or pre-alignment of the pulling element, the connecting element spun onto the pulling element is then centered. The centering or centered alignment is also understood in this case as position compensation or compensation of tolerance deviations.

Der Zentrierabschnitt an dem die Matrize bildenden Gehäuseabschnitt des Setzwerkzeugs bzw. der Zentrierabschnitt des Mundstücks kann insbesondere als eine am bauteilberührenden Ende des Mundstücks vorgesehene abgeschrägter Flächenabschnitt bzw. als Schrägfläche, insbesondere als Fase ausgebildet sein oder als gerundeter Flächenabschnitt, insbesondere als Rundung mit einem geeigneten Rundungs- bzw. Krümmungsradius. Bei einem als abgeschrägter Flächenabschnitt bzw. Fase ausgebildeten Zentrierabschnitt nimmt ein äußerer Durchmesser des Mundstücks vom Beginn des abgeschrägten Flächenabschnitts zu dem bauteilberührenden freien Ende des Mundstücks hin ab, vorzugsweise stetig ab. Für eine zusätzlich verbesserte Führung bzw. Ausrichtung und für eine noch genauere oder präzisere Zentrierung und Positionsausgleich kann in diesen Fällen, ferner auch das für den Setzvorgang verwendete zu verankernde Verbindungselement zusätzlich ebenfalls mit einem Zentrierabschnitt versehen sein, welcher in analoger Weise auch als abgeschrägter Flächenabschnitt bzw. als Schrägfläche, insbesondere als Fase oder als gerundeter oder abgerundeter Abschnitt bzw. Flächenabschnitt, insbesondere als Rundung ausgebildet sein kann.The centering section on the housing section of the setting tool that forms the die or the centering section of the mouthpiece can be designed in particular as a beveled surface section or as an inclined surface, in particular as a chamfer, provided on the end of the mouthpiece that touches the component, or as a rounded surface section, in particular as a curve with a suitable radius of curvature or rounding. In a centering section designed as a beveled surface section or chamfer, an outer diameter of the mouthpiece decreases, preferably continuously, from the beginning of the beveled surface section to the free end of the mouthpiece that touches the component. For additionally improved guidance or alignment and for even more accurate or precise centering and position compensation, in these cases the connecting element to be anchored used for the setting process can also be provided with a centering section, which can also be designed in an analogous manner as a beveled surface section or as an inclined surface, in particular as a chamfer or as a rounded or rounded section or surface section, in particular as a curve.

Es versteht sich, dass es gemäß alternativer Anwendungsfälle auch möglich ist, dass nur das Verbindungselement einen Zentrierabschnitt, insbesondere eine Fase oder gerundeten Abschnitt aufweist. In dieser Variante erfolgt die Zentrierung umgekehrt, wobei zuerst das Verbindungelement auf die Vorlochung ausgerichtet wird und damit dann, durch den Vorgang des Ziehens, Setzens und Fügens, auch das Zugelement mit Mundstück korrekt ausgerichtet wird, so dass zum abschließenden Verformen oder Verpressen auch der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt, insbesondere das Mundstück richtig und exakt positioniert ist.It goes without saying that, in alternative applications, it is also possible for only the connecting element to have a centering section, in particular a bevel or rounded section. In this variant, the centering is carried out in reverse, whereby the connecting element is first aligned with the pre-hole and then, through the process of pulling, setting and joining, the pulling element with the mouthpiece is also correctly aligned, so that the housing section forming the die, in particular the mouthpiece, is also correctly and precisely positioned for the final deformation or pressing.

Bei dem Verfahren gelangen vorzugsweise durch die Einleitung der axialen Zugkraft über das Zugelement sowohl der Kopfabschnitt des Verbindungselementes als auch der eine Matrize bildende Gehäuseabschnitt des Setzwerkzeuges an den einander gegenüberliegenden Oberseiten des Flachmaterials zur Anlage. Damit ist ein gezieltes Verformen bzw. Einpressen des freien Endes des Fügeabschnittes über den eine Matrize bildenden Gehäuseabschnitt zuverlässig möglich.In the method, preferably by introducing the axial tensile force via the tension element, both the head section of the connecting element and the housing section of the setting tool forming a die come into contact with the opposing upper sides of the flat material. This reliably enables the free end of the joining section to be deformed or pressed in via the housing section forming a die.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann als Verbindungselement ein zweiteiliges Verbindungselement mit Abstandshalter verwendet werden. Ein derartiges zweiteiliges Verbindungselement ist dabei in Form einer Mutterelement-Abstandshalter-Kombination, insbesondere in Form einer Nietmutter-Abstandshalter-Kombination oder Einpressmutter-Abstandshalter-Kombination ausgebildet. Das Mutterelement und der Abstandshalter werden hierbei an gegenüberliegenden Oberseiten des Flachmaterials angeordnet. Dazu wird der Abstandshalter mittels des Setzwerkzeuges auf der dem Setzwerkzeug zugewandten Oberseite des Flachmaterials in einer Montageposition vor der Vorlochung positioniert. Vorzugsweise wird dabei die Zentrierhilfe zumindest über einen am Abstandshalter vorgesehenen Zentrierabschnitt bereitgestellt. Der Abstandhalter kann vorliegend auch als Scheibe bezeichnet werden und analog dazu kann das zweiteilige Verbindungselement auch als Mutter-Scheibe-Kombination verstanden werden.According to a preferred embodiment, a two-part connecting element with a spacer can be used as the connecting element. Such a two-part connecting element is designed in the form of a nut element-spacer combination, in particular in the form of a rivet nut-spacer combination or press-in nut-spacer combination. The nut element and the spacer are arranged on opposite upper sides of the flat material. For this purpose, the spacer is positioned by means of the setting tool on the upper side of the flat material facing the setting tool in an assembly position before the pre-punching. The centering aid is preferably provided at least via a centering section provided on the spacer. The spacer can also be referred to as a disk in the present case and, analogously, the two-part connecting element can also be understood as a nut-disk combination.

Bei dieser Verfahrensvariante kann die Zentrierung des gesamten Verbindungselements vorteilhaft über den Zentrierabschnitt des Abstandhalters, insbesondere der Scheibe bewerkstelligt werden, wobei auch hier wiederum der Zentrierabschnitt durch eine Fase oder Rundung gebildet sein kann. Der Abstandshalter bzw. die Scheibe richtet sich hierbei zunächst durch die Fase bzw. Rundung zur Vorlochung aus und damit in Folge auch das im Mundstück aufgenommene Zugelement des Setzwerkzeugs, da der Abstandshalter mittels des Setzwerkzeugs insbesondere mittels des im Mundstück aufgenommenen Zugelementes vor der Vorlochung positioniert wird. Das Mutterelement wird dann schließlich über das eingespindelte Zugelement, in diesem Fall vorzugsweise über den eingespindelten Zugdorn korrekt zur Vorlochung ausgerichtet und zentriert. Auch hier kann selbstverständlich zusätzlich das Mutterelement ebenfalls einen Zentrierabschnitt, insbesondere eine Fase aufweisen und dadurch zusätzlich die Führung/Ausrichtung über den Zugdorn verbessern, so dass gegebenenfalls noch verbleibende Toleranzen unterstützend ausgeglichen werden können.In this process variant, the centering of the entire connecting element can advantageously be achieved via the centering section of the spacer, in particular the disk, whereby here too the centering section can be formed by a chamfer or rounding. The spacer or disk is initially aligned with the pre-punch by the chamfer or rounding and thus also the pulling element of the setting tool accommodated in the mouthpiece, since the spacer is positioned before the pre-punch by means of the setting tool, in particular by means of the pulling element accommodated in the mouthpiece. The nut element is then finally correctly aligned and centered with the pre-punch via the spindled pulling element, in this case preferably via the spindled pulling mandrel. Here too, the nut element can of course also have a centering section, in particular a chamfer, and thereby additionally improve the guidance/alignment via the pulling mandrel, so that any remaining tolerances can be compensated for in a supportive manner.

Es versteht sich, dass es gemäß alternativer Anwendungsfälle auch möglich ist, dass nur das Mutterelement einen Zentrierabschnitt, insbesondere eine Fase oder gerundeten Abschnitt aufweist. In dieser Variante erfolgt die Zentrierung umgekehrt, wobei zuerst das Mutterelement auf die Vorlochung ausgerichtet wird und damit dann auch das Zugelement und in der Folge dann nachgeschaltet über das Zugelement auch der Abstandhalter.It goes without saying that, in alternative applications, it is also possible for only the nut element to have a centering section, in particular a chamfer or rounded section. In this variant, the centering is done in reverse, with the nut element first being aligned with the pre-hole and then also the tension element and then, downstream via the tension element, also the spacer.

Bei der Verfahrensvariante unter Verwendung eines aus Abstandshalter und Mutterelement gebildeten zweiteiligen Verbindungselementes gelangen durch die Einleitung der axialen Zugkraft über das Zugelement sowohl der Kopfabschnitt des Mutterelementes als auch ein Anlageabschnitt des Abstandshalters an den einander gegenüberliegenden Oberseiten des Flachmaterials zur Anlage. Dabei wird vorzugsweise zunächst der Abstandshalter in Bezug auf die Vorlochung zentriert ausgerichtet, und dadurch anschließend das auf dem Zugelement aufgespindelte Mutterelement.In the process variant using a two-part connecting element made up of a spacer and a nut element, the introduction of the axial tensile force via the tensile element causes both the head section of the nut element and a contact section of the spacer to come into contact with the opposite upper sides of the flat material. Preferably, the spacer is first aligned in a centered manner in relation to the pre-punched hole. tet, and thereby subsequently the nut element spindled onto the tension element.

In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung wird eine Auspresskraft durch eine Hinterschneidung entweder beim Setzvorgang durch Verformen des freien Endes des Fügeabschnittes erzeugt oder bereits am Fügeabschnitt vorgesehen. Ferner kann eine Verdrehsicherung des Verbindungselementes durch Einformen einer vorgegebenen Geometrie des Kopf- und/oder Fügeabschnittes in das die Vorlochung umgebende Flachmaterial erzeugt werden. Auch kann eine Verdrehsicherung durch Verwendung eines Verbindungselementes mit einem Fügeabschnitt, dessen Querschnittsform von der Kreisform abweicht, und eine daran angepasste Vorlochung erzeugt werden.In a further embodiment of the invention, an extrusion force is generated by an undercut either during the setting process by deforming the free end of the joining section or is already provided on the joining section. Furthermore, the connecting element can be secured against rotation by molding a predetermined geometry of the head and/or joining section into the flat material surrounding the pre-hole. It is also possible to secure against rotation by using a connecting element with a joining section whose cross-sectional shape deviates from the circular shape and a pre-hole adapted to it.

Ebenfalls ist Gegenstand der Erfindung ein Verbindungselement, insbesondere Nietelement oder Einpresselement zum Setzen und Verankern in eine Vorlochung eines bleibend verformbaren Flachmaterials oder daraus hergestellten Bauteils oder Werkstücks durch Fügen und Einpressen bzw. Verformen mittels eines Setzwerkzeugs nach dem voranstehend beschriebenen Verfahren. Das Verbindungselement umfasst zumindest einen Kopfabschnitt und einen daran entlang einer Längsachse anschließenden, gegenüber dem Kopfabschnitt zurückversetzten Fügeabschnitt. Das Verbindungselement kann als Mutterelement ausgebildet sein und dazu eine konzentrisch zur Längsachse verlaufende Innenwandung mit einem zumindest im Bereich des Kopfabschnittes vorgesehenen Innengewinde aufweisen. Alternativ kann das Verbindungselement als Schraubelement ausgebildet sein und dazu einen entlang der Längsachse an den Fügeabschnitt anschließenden Gewindeabschnitt mit einem vorgesehenen Außengewinde aufweisen. Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist darin zu sehen, dass dieses einen die Längsachse im Wesentlichen ringförmig umgebenden Zentrierabschnitt aufweist, wobei der Zentrierabschnitt im Bereich des Fügeabschnittes vorgesehen und an dessen dem Kopfabschnitt abgewandten Seite angeordnet ist. Der Zentrierabschnitt bildet dabei zumindest eine Führungs- und Gleitfläche, die beim Setzen des Verbindungselementes wenigstens abschnittsweise in Anlage an einen inneren Rand der Vorlochung gelangt und dadurch den Fügeabschnitt in die Vorlochung führt, und zwar insbesondere positionsgerecht bzw. positionsgenau in die Vorlochung führt.The invention also relates to a connecting element, in particular a rivet element or press-in element for setting and anchoring in a pre-hole of a permanently deformable flat material or a component or workpiece made from it by joining and pressing or deforming using a setting tool according to the method described above. The connecting element comprises at least one head section and a joining section adjoining it along a longitudinal axis and set back from the head section. The connecting element can be designed as a nut element and for this purpose have an inner wall running concentrically to the longitudinal axis with an internal thread provided at least in the area of the head section. Alternatively, the connecting element can be designed as a screw element and for this purpose have a threaded section adjoining the joining section along the longitudinal axis with an external thread provided. An essential aspect of the connecting element according to the invention is that it has a centering section that surrounds the longitudinal axis essentially in a ring shape, wherein the centering section is provided in the area of the joining section and is arranged on the side facing away from the head section. The centering section forms at least one guide and sliding surface which, when the connecting element is placed, comes into contact with an inner edge of the pre-hole at least in sections and thereby guides the joining section into the pre-hole, in particular in the correct or precisely positioned pre-hole.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist der Zentrierabschnitt als ein entlang der Längsachse an den Fügeabschnitt anschließender Abschnitt an einem freiendseitigen Ende des Fügeabschnittes vorgesehen und bildet ein freies Einführende zum Einführen des Fügeabschnittes in die Vorlochung des Flachmaterials. Ebenfalls denkbar und möglich ist auch, dass der Zentrierabschnitt als Teil des Fügeabschnitts, insbesondere als freier Endbereich des Fügeabschnittes vorgesehen ist und dabei ebenfalls ein freies Einführende zum Einführen des Fügeabschnittes in die Vorlochung des Flachmaterials bildet. Besonders bevorzugt ist der Zentrierabschnitt umlaufend ausgebildet und umschließt die Längsachse des Verbindungselements vollständig.According to a preferred embodiment, the centering section is provided as a section adjoining the joining section along the longitudinal axis at a free end of the joining section and forms a free insertion end for inserting the joining section into the pre-hole in the flat material. It is also conceivable and possible that the centering section is provided as part of the joining section, in particular as a free end region of the joining section, and also forms a free insertion end for inserting the joining section into the pre-hole in the flat material. The centering section is particularly preferably designed to be circumferential and completely encloses the longitudinal axis of the connecting element.

Erfindungsgemäß ist der Zentrierabschnitt durch eine sich zum freien Einführende hin konisch verjüngende Schrägfläche, insbesondere Fase gebildet, wobei der Zentrierabschnitt an dem freien Einführende einen reduzierten Durchmesser aufweist im Vergleich zu dem an den Fügeabschnitt anschließenden Bereich.According to the invention, the centering section is formed by an inclined surface, in particular a chamfer, which tapers conically towards the free insertion end, wherein the centering section at the free insertion end has a reduced diameter compared to the area adjoining the joining section.

Insbesondere im Falle eines umlaufend als Fase ausgebildeten Zentrierabschnitts stellt dieser im Wesentlichen einen kegelstumpfförmigen Endabschnitt des Fügeabschnittes dar, wobei die kleinere, der Deckfläche des Kegelstumpfes entsprechende Seite am freien Einführende angeordnet und die größere, der Grundfläche des Kegelstumpfes entsprechende Seite dem Kopfabschnitt zugewandt ist. Die Mantelfläche bzw. der Mantelflächenabschnitt des Kegelstumpfes bildet dabei die Führungs- und Gleitfläche, die beim Setzen des Verbindungselementes in Anlage an dem inneren Rand der Vorlochung gelangt und dadurch den Fügeabschnitt positionsgerecht und zentrierend in die Vorlochung führt. Eine Abschrägung bzw. eine Schräge der Fase ist dabei dergestalt, dass eine sich entlang des Mantelflächenabschnittes erstreckende Mantellinie mit der Längsachse einen spitzen Winkel, beispielsweise in einem Bereich von 30° bis 60° einschließt.In particular, in the case of a centering section designed as a bevel all the way around, this essentially represents a frustoconical end section of the joining section, with the smaller side corresponding to the top surface of the frustoconical being arranged at the free insertion end and the larger side corresponding to the base surface of the frustoconical facing the head section. The outer surface or the outer surface section of the frustoconical forms the guide and sliding surface which, when the connecting element is placed, comes into contact with the inner edge of the pre-hole and thereby guides the joining section into the pre-hole in the correct position and in a centered manner. A bevel or a slope of the bevel is such that a surface line extending along the outer surface section forms an acute angle with the longitudinal axis, for example in a range of 30° to 60°.

Alternativer ist der Zentrierabschnitt durch eine Rundungsfläche mit einem vorgegebenen Rundungsradius gebildet.Alternatively, the centering section is formed by a rounded surface with a predetermined rounding radius.

Am Kopf- und/oder Fügeabschnitt des Verbindungselementes können bevorzugt Mittel zur Verdrehsicherung und/oder zur Erzeugung einer Auspresskraft vorgesehen sein. Beispielsweise können als Mittel zur Verdrehsicherung Vorsprünge und/oder Stegabschnitte an einer bauteilberührenden Unterseite des Kopfabschnittes vorgesehen sein. Auch können die Mittel zur Verdrehsicherung durch Einkerbungen oder durch eine Rändelung im Bereich des Übergangs von der Unterseite des Kopfabschnittes zum Fügeabschnitt oder im Fügeabschnitt gebildet sein. Alternativ können die Mittel zur Verdrehsicherung durch eine besondere Geometrie des Fügeabschnittes gebildet sein, beispielsweise durch eine von der Kreisform abweichende, vorzugsweise polygone Querschnittsform des Fügeabschnittes. Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsvariante die Querschnittsform der Vorlochung an die Querschnittsform des Fügeabschnittes angepasst. In diesen Varianten stellt ein als Fase ausgebildeter Zentrierabschnitt vorzugsweise ebenfalls eine polygone Schrägfläche dar. Als Mittel zur Erzeugung einer Auspresskraft können beispielsweise Hinterschneidungen im Bereich des Übergangs von der Unterseite des Kopfabschnittes zum Fügeabschnitt oder im Fügeabschnitt vorgesehen sein.Means for preventing rotation and/or for generating an extrusion force can preferably be provided on the head and/or joining section of the connecting element. For example, projections and/or web sections can be provided on a component-contacting underside of the head section as means for preventing rotation. The means for preventing rotation can also be formed by notches or by knurling in the area of the transition from the underside of the head section to the joining section or in the joining section. Alternatively, the means for preventing rotation can be formed by a special geometry of the joining section, for example by a cross-sectional shape of the joining section that deviates from the circular shape, preferably polygonal. In this embodiment, the cross-sectional shape of the pre-hole is preferably adapted to the cross-sectional shape of the pre-hole. sectional shape of the joining section. In these variants, a centering section designed as a chamfer preferably also represents a polygonal inclined surface. As a means of generating an extrusion force, for example, undercuts can be provided in the area of the transition from the underside of the head section to the joining section or in the joining section.

Ebenfalls ist Gegenstand der Erfindung ein Setzwerkzeug zum Verankern von Verbindungselementen, insbesondere Nietelementen oder Einpresselementen in einer Vorlochung eines bleibend verformbaren Flachmaterials oder daraus hergestellten Bauteilen oder Werkstücken durch Fügen und Einpressen bzw. Verformen. Das Setzwerkzeug umfasst ein Gehäuse, eine Krafteinheit, eine Motoreinheit sowie einen von der Motoreinheit über die Krafteinheit in einer ersten und zweiten Drehrichtung antreibbares Zugelement. Das Setzwerkzeug weist einen das Zugelement ringförmig umschließenden, eine Matrize bildenden Gehäuseabschnitt auf, wobei das freie Ende des Zugelements in Richtung einer Werkzeugachse vom Gehäuseabschnitt absteht. Ein wesentlicher Aspekt des Setzwerkzeugs ist darin zun sehen, dass der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt an einem dem Zugelement zugewandten Gehäuseabschnittsende einen die Werkzeugachse im Wesentlichen ringförmig umgebenden Zentrierabschnitt aufweist, wobei der Zentrierabschnitt zumindest eine Führungs- und Gleitfläche zur wenigstens abschnittsweisen Anlage an einen inneren Rand der Vorlochung bildet. Der Zentrierabschnitt kann beispielsweise als Schrägfläche, insbesondere als Fase ausgebildet sein. The invention also relates to a setting tool for anchoring connecting elements, in particular rivet elements or press-in elements in a pre-hole in a permanently deformable flat material or components or workpieces made from it by joining and pressing or deforming. The setting tool comprises a housing, a power unit, a motor unit and a tension element that can be driven by the motor unit via the power unit in a first and second direction of rotation. The setting tool has a housing section that surrounds the tension element in a ring shape and forms a die, the free end of the tension element protruding from the housing section in the direction of a tool axis. An essential aspect of the setting tool is that the housing section that forms the die has a centering section that essentially surrounds the tool axis in a ring shape at a housing section end facing the tension element, the centering section forming at least one guide and sliding surface for at least section-wise contact with an inner edge of the pre-hole. The centering section can be designed, for example, as an inclined surface, in particular as a chamfer.

Vorzugsweise ist zumindest der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt mit dem Zugelement schwimmend gelagert, insbesondere in einer jeweils senkrecht zur Werkzeugachse verlaufenden x- und y-Richtung schwimmend gelagert, besonders bevorzugt ist das Setzwerkzeug als solches schwimmend gelagert, insbesondere in x- und y-Richtung. Damit kann die Zentrierung des Verbindungselementes besonders effektiv und wirksam erfolgen, insbesondere können Toleranzabweichungen, die in der Praxis während der (Vor)Positionierung des Verbindungselementes in der Montageposition und bei der Positionierung des Setzwerkzeugs vor der Vorlochung auftreten, beim Setzvorgang besonders effektiv ausgeglichen werden.Preferably, at least the housing section forming the die is mounted in a floating manner with the tension element, in particular in an x and y direction running perpendicular to the tool axis, and the setting tool as such is particularly preferably mounted in a floating manner, in particular in the x and y directions. This allows the centering of the connecting element to be carried out particularly effectively and efficiently, in particular tolerance deviations that occur in practice during the (pre)positioning of the connecting element in the assembly position and when positioning the setting tool before pre-punching can be compensated particularly effectively during the setting process.

Besonders bevorzugt ist das Setzwerkzeug zur Erzeugung einer einstellbaren, axialen Zugkraft ausgebildet. Das Zugelement ist insbesondere in axialer Richtung entlang der Werkzeugachse relativ zu dem die Matrize bildenden Gehäuseabschnitt verfahrbar ausgebildet. Das Zugelement kann bevorzugt als Zugdorn ausgebildet sein, der zumindest im Bereich seines freien Endes ein Außengewinde aufweist, welches in das Innengewinde eines als Mutterelement ausgebildeten zu verankernden Verbindungselementes einschraubbar ist. Alternativ kann das Zugelement als Zugmutter ausgebildet sein, die zumindest im Bereich ihres freien Endes ein Innengewinde aufweist, welches auf das Außengewinde eines als Schraubelement ausgebildeten zu verankernden Verbindungselementes aufschraubbar ist.The setting tool is particularly preferably designed to generate an adjustable, axial tensile force. The tension element is designed to be movable in particular in the axial direction along the tool axis relative to the housing section forming the die. The tension element can preferably be designed as a tension mandrel which has an external thread at least in the region of its free end, which can be screwed into the internal thread of a connecting element to be anchored designed as a nut element. Alternatively, the tension element can be designed as a tension nut which has an internal thread at least in the region of its free end, which can be screwed onto the external thread of a connecting element to be anchored designed as a screw element.

Der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt ist im Wesentlichen flach ausgebildet ist oder kann, insbesondere für die Verwendung zum Setzen und Verankern von Verbindungselementen in Form von Nietelementen, eine Nietgeometrie aufweisen.The housing section forming the die is essentially flat or can have a rivet geometry, in particular for use in setting and anchoring connecting elements in the form of rivet elements.

Die Ausdrucke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.The terms “approximately”, “substantially” or “about” mean, in the sense of the invention, deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and/or deviations in the form of changes that are insignificant for the function.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, advantages and possible applications of the invention also emerge from the following description of embodiments and from the figures. All described and/or illustrated features, either individually or in any combination, are fundamentally the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their reference back. The content of the claims is also made part of the description.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 beispielhaft eine schematische Seitenansicht einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 beispielhaft eine schematische Seitenansicht der Anordnung gemäß 1 mit mittels eines Armelementes in Montageposition positionierten und bereits am Zugelement aufgespindelten Verbindungselementes,
3a - 3c beispielhaft verschiedene Ausführungsvarianten von jeweils als Einpressmutterelement ausgebildeten Verbindungselementen;
4a - 4c grob schematisch skizziert in einer teilweise im Schnitt dargestellten Ansicht ein in Montageposition befindliches Verbindungselement und ein für den Setzvorgang in Stellung gebrachtes Setzwerkzeugs (A) mit einer jeweiligen diagrammartigen Positionsdarstellung (B) und
5 grob schematisch skizziert in einer teilweise im Schnitt dargestellten Ansicht eine alternative Ausführungsform eines in Montageposition befindlichen Verbindungselements zusammen mit dem für den Setzvorgang in Stellung gebrachten Setzwerkzeug (A) mit diagrammartiger Positionsdarstellung (B) und das Verbindungselement im verankerten Zustand (C).

The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments and the figures. They show:

1 by way of example, a schematic side view of an arrangement for carrying out the method according to the invention,
2 example, a schematic side view of the arrangement according to 1 with a connecting element positioned in the assembly position by means of an arm element and already screwed onto the tension element,
3a - 3c examples of different design variants of connecting elements, each designed as a press-in nut element;
4a - 4c roughly schematically sketched in a partially sectioned view of a connecting element in the assembly position and a setting tool (A) positioned for the setting process with a respective diagrammatic position representation (B) and
5 roughly schematically sketched in a partially sectioned view a Alternative embodiment of a connecting element in assembly position together with the setting tool (A) positioned for the setting process with diagrammatic position representation (B) and the connecting element in the anchored state (C).

Die 1 und 2 zeigen beispielhaft und lediglich grob schematisch skizziert eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verankern von Verbindungselementen 1 in einer Vorlochung 2' eines bleibend verformbaren metallischen Flachmaterials bzw. eines daraus hergestellten Bauteils 2 oder Werkstücks durch Fügen und Einpressen bzw. Verformen mittels eines Setzwerkzeugs 3. Für das Verfahren geeignete Verbindungselemente 1 sind insbesondere Nietelemente, Stanzelemente oder Einpresselemente, und zwar bevorzugt mutter- oder bolzenförmige Verbindungselemente mit einem zumindest teilweise vorhandenen Innen- oder Außengewinde. Als Mutterelement kann zum Beispiel ein Nietmutterelement oder ein Einpressmutterelement 1a verwendet werden sein, wie es beispielhaft in den 3a bis 3c dargestellt ist. Auch können mit dem Verfahren zweiteilige Verbindungselemente 1b gesetzt und verankert werden, wobei die zweiteiligen Verbindungselemente 1b sowohl ein Mutterelement 1b1 als auch einen Abstandshalter 1b2 bzw. eine Scheibe umfassen und in Form einer Mutterelement-Abstandshalter-Kombination ausgebildet sind.The 1 and 2 show, by way of example and only roughly schematically, an arrangement for carrying out the method according to the invention for anchoring connecting elements 1 in a pre-hole 2' of a permanently deformable metallic flat material or a component 2 or workpiece made therefrom by joining and pressing or deforming by means of a setting tool 3. Connecting elements 1 suitable for the method are in particular rivet elements, punching elements or press-in elements, preferably nut- or bolt-shaped connecting elements with an at least partially present internal or external thread. For example, a rivet nut element or a press-in nut element 1a can be used as the nut element, as is shown by way of example in the 3a to 3c is shown. The method can also be used to set and anchor two-part connecting elements 1b, wherein the two-part connecting elements 1b comprise both a nut element 1b1 and a spacer 1b2 or a disk and are designed in the form of a nut element-spacer combination.

Ein für das Verfahren geeignetes Verbindungselement 1 weist beispielsweise einen sich entlang einer Längsachse LA erstreckenden Grundkörper 1.1 mit einem Kopfabschnitt 1.2 und einen daran entlang der Längsachse LA anschließenden, gegenüber dem Kopfabschnitt 1.2 zurückversetzten Fügeabschnitt 1.3 auf. In den in 3a bis 3c dargestellten Beispielen von Einpressmutterelementen 1a, ist der Grundkörper 1.1 hülsenförmig ausgebildet und weist eine konzentrisch zur Längsachse LA verlaufende Innenwandung 1.4 mit einem zumindest im Bereich des Kopfabschnittes 1.2 vorgesehenen Innengewinde 1.5 auf. Das Innengewinde 1.5 weist hierbei eine vorgegebene axiale Gewindetragkraft auf. Unter der axialen Gewindekraft wird im vorliegenden Sinne diejenige axiale Kraft verstanden, die auf ein in das Innengewinde 1.5 eingeschraubtes Schraubenelement einwirkt und bei Überschreitung dessen eine Beschädigung und/oder Zerstörung des Innengewindes 1.5 auftritt. Die axiale Gewindetragkraft gibt somit diejenige axiale Kraft an, welcher das Innengewinde 1.5 ohne Beschädigung noch Stand hält.A connecting element 1 suitable for the method has, for example, a base body 1.1 extending along a longitudinal axis LA with a head section 1.2 and a joining section 1.3 adjoining it along the longitudinal axis LA and set back from the head section 1.2. In the 3a to 3c In the examples of press-in nut elements 1a shown, the base body 1.1 is sleeve-shaped and has an inner wall 1.4 running concentrically to the longitudinal axis LA with an internal thread 1.5 provided at least in the area of the head section 1.2. The internal thread 1.5 has a predetermined axial thread load-bearing capacity. In the present sense, the axial thread force is understood to be the axial force that acts on a screw element screwed into the internal thread 1.5 and, if this is exceeded, damage and/or destruction of the internal thread 1.5 occurs. The axial thread load-bearing capacity thus indicates the axial force that the internal thread 1.5 can withstand without damage.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei der Verarbeitung verschiedenartigster Bauteile zum Einsatz kommen, wobei mit dem vorliegenden Verfahren Verbindungselemente beispielsweise in Bauteile aus Metall oder Metalllegierungen, insbesondere aus Stahl, Edelstahl, Messing, Aluminium etc. oder auch in Bauteile aus Kunststoff verankert werden können. Insbesondere können die Bauteile in Form von Profilen, beispielsweise auch Strangpressprofilen oder als Druckgussteile ausgebildet sein.The method according to the invention can be used in the processing of a wide variety of components, whereby the present method can be used to anchor connecting elements, for example, in components made of metal or metal alloys, in particular steel, stainless steel, brass, aluminum, etc., or also in components made of plastic. In particular, the components can be designed in the form of profiles, for example extruded profiles, or as die-cast parts.

In 1 ist ein aus einem metallischen Flachmaterial hergestelltes Bauteil 2 dargestellt, welches beispielsweise als Metallprofil ausgebildet ist. Das Metallprofil 2 weist beispielsweise einen U-förmigen oder quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt auf. In zumindest einem der Schenkel- oder Wandabschnittes des Bauteils 2 ist zumindest eine Vorlochung 2' eingebracht, in welcher das Verbindungselement 1 verankert werden soll.In 1 a component 2 made from a metallic flat material is shown, which is designed, for example, as a metal profile. The metal profile 2 has, for example, a U-shaped or square or rectangular cross-section. In at least one of the leg or wall sections of the component 2, at least one pre-hole 2' is made, in which the connecting element 1 is to be anchored.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beispielsweise drei Vorlochungen 2' im linken Schenkel- oder Wandabschnitt des Metallprofils 2 vorgesehen, welche aufgrund der geschlossen Ausführung des Metallprofils 2 nur über zwei stirnseitige Öffnungen des Metallprofils 2 vom Profilinnenraum her zugänglich sind. Das Verankern der Verbindungselemente 1 in den Vorlochungen 2' erfolgt derart, dass der Fügeabschnitt 1.3 von einem Profilinnenraum nach außen gefügt wird und damit der Kopfabschnitt 1.2 des Grundkörpers 1.1 nach erfolgten Setzen des Verbindungselementes 1 im Profilinnenraum verbleibt.In the present embodiment, for example, three pre-holes 2' are provided in the left leg or wall section of the metal profile 2, which, due to the closed design of the metal profile 2, are only accessible from the interior of the profile via two front openings in the metal profile 2. The anchoring of the connecting elements 1 in the pre-holes 2' takes place in such a way that the joining section 1.3 is joined from the interior of the profile to the outside and thus the head section 1.2 of the base body 1.1 remains in the interior of the profile after the connecting element 1 has been set.

Zum Einführen bzw. Zuführen des bzw. der Verbindungselemente(s) 1 in den Profilinnenraum und zum Positionieren der Verbindungselemente 1 an einer jeweiligen Montageposition, die sich auf einer dem Setzwerkzeug 3 gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials vor der Vorlochung 2' befindet, ist beispielsweise ein mittels einer Zustelleinheit 4 in einer Zustellrichtung zustellbares Armelement 5 vorgesehen, auf dem das bzw. die zu verankernden Verbindungselement(e) 1 bereits lösbar fixiert sind, und zwar vorzugsweise in den durch die Vorlochungen 2' vorgegebenen Abständen. Beispielsweise können zur lösbaren Fixierung Magnete oder Spannzangen Verwendung finden. In der vorliegenden in 1 dargestellten Ausführungsvariante ist die Zustelleinheit 4 lediglich mittels eines Doppelpfeils schematisch angedeutet.For introducing or feeding the connecting element(s) 1 into the profile interior and for positioning the connecting elements 1 at a respective assembly position, which is located on an upper side of the flat material opposite the setting tool 3 in front of the pre-hole 2', an arm element 5 is provided, for example, which can be fed in a feed direction by means of a feed unit 4, on which the connecting element(s) 1 to be anchored are already releasably fixed, preferably at the distances specified by the pre-holes 2'. For example, magnets or collets can be used for releasably fixing. In the present in 1 In the embodiment shown, the delivery unit 4 is only indicated schematically by means of a double arrow.

Jedes zu verankernde Verbindungselement 1 ist in seiner Montageposition so vor der jeweiligen Vorlochung 2' platziert, dass es mit der Vorlochung 2' bestmöglich zur Deckung gelangt. Die Positionierung vor den Vorlochungen 2' unterliegt jedoch gegebenermaßen einer gewissen Toleranzabweichung, so dass die Ausrichtung und Positionierung der Verbindungselemente 1 vor den jeweiligen Vorlochungen 2' zwar innerhalb eines Toleranzbereiches genau genug ist für einen Eingriff durch den Zugdorn 3.4, jedoch meist die Längsachse LA des Verbindungselementes 1 nicht gänzlich korrekt und präzise mit einer Mittenachse der Vorlochung 2' fluchtet.Each connecting element 1 to be anchored is placed in its assembly position in front of the respective pre-hole 2' so that it is as closely aligned with the pre-hole 2' as possible. However, the positioning in front of the pre-holes 2' is subject to a certain tolerance deviation, so that the alignment and positioning of the connecting elements 1 in front of the respective pre-holes 2' is accurate enough within a tolerance range for engagement by the tension mandrel 3.4, but usually the longitudinal axis LA of the connecting element elements 1 are not completely correctly and precisely aligned with a centre axis of the pre-hole 2'.

Das eine Werkzeugachse WA aufweisende Setzwerkzeug 3 umfasst ein Gehäuse 3.1, eine Krafteinheit 3.2, eine Motoreinheit 3.3 sowie einen von der Motoreinheit 3.3 über die Krafteinheit 3.2 in einer ersten und zweiten Drehrichtung antreibbares Zugelement 3.4, welche im dargestellten Beispiel der 1 alle in Achsrichtung der Werkzeugachse WA aneinander anschließen bzw. aufeinander folgen. Das Setzwerkzeug kann für den automatisierten Betrieb eingerichtet sein und als ein in einen Automationsprozess integriertes Setzwerkzeug ausgebildet sein, das für den gesteuerten Betrieb des Setzwerkzeugs in kommunizierender Verbindung mit einer Steuereinheit steht. Alternativ kann das Setzwerkzeug für den manuellen Betrieb bzw. die manuelle Bedienung ausgebildet sein und vorzugsweise durch ein Handwerkzeug gebildet sein.The setting tool 3, which has a tool axis WA, comprises a housing 3.1, a power unit 3.2, a motor unit 3.3 and a pulling element 3.4 which can be driven by the motor unit 3.3 via the power unit 3.2 in a first and second direction of rotation, which in the example shown is the 1 all adjoin one another or follow one another in the axial direction of the tool axis WA. The setting tool can be set up for automated operation and designed as a setting tool integrated into an automation process, which is in communication with a control unit for the controlled operation of the setting tool. Alternatively, the setting tool can be designed for manual operation or manual operation and can preferably be formed by a hand tool.

Im Beispiel der 1, in dem ein Mutterelement als Verbindungselement 1 verwendet wird, ist das Zugelement 3.4 als Zugdorn ausgebildet. Für den Setz- und Fügevorgang nimmt das Setzwerkzeug 3 eine entsprechende Arbeitsposition vor der Vorlochung 2' ein, in der ein Aufspindeln der Verbindungselemente 1 auf den Zugdorn 3.4 möglich ist, wobei auch hier die anfängliche Position des Setzwerkzeuges 3 relativ zur Vorlochung 2' im Rahmen einer zulässigen Toleranzabweichung „ungenau“ sein kann.In the example of 1 , in which a nut element is used as the connecting element 1, the tension element 3.4 is designed as a tension mandrel. For the setting and joining process, the setting tool 3 assumes a corresponding working position in front of the pre-hole 2', in which the connecting elements 1 can be spun onto the tension mandrel 3.4, whereby here too the initial position of the setting tool 3 relative to the pre-hole 2' can be "inaccurate" within the scope of a permissible tolerance deviation.

Der Zugdorn 3.4 weist zumindest im Bereich seines freien Endes 3.4' ein Außengewinde auf, auf welches das Verbindungselement 1 mit seinem Innengewinde 1.5 aufschraubbar ist. Ferner weist das Setzwerkzeug 3 einen den Zugdorn 3.4 ringförmig umschließenden, eine Matrize bildenden Gehäuseabschnitt 3.5 auf, der vorliegend auch als Mundstück bezeichnet wird, insbesondere als ein den Zugdorn 3.4 aufnehmendes Mundstück. Das freie Ende 3.4' des Zugdorns 3.4 steht in axialer Richtung, nämlich in Richtung der Werkzeugachse WA vom Gehäuseabschnitt 3.5 ab.The mandrel 3.4 has an external thread at least in the area of its free end 3.4', onto which the connecting element 1 can be screwed with its internal thread 1.5. The setting tool 3 also has a housing section 3.5 that surrounds the mandrel 3.4 in a ring shape and forms a die, which is also referred to here as a mouthpiece, in particular as a mouthpiece that receives the mandrel 3.4. The free end 3.4' of the mandrel 3.4 protrudes from the housing section 3.5 in the axial direction, namely in the direction of the tool axis WA.

Zum Setzen und Verankern der im vorliegenden Ausführungsbeispiel innerhalb des Profilinnenraums angeordneten, in jeweiligen Montagepositionen vor den Vorlochungen 2' auf der dem Setzwerkzeug 3 abgewandten, gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials positionierten Verbindungselemente 1, wird der Zugdorn 3.4 des Setzwerkzeuges 3 durch die Vorlochung 2' des Flachmaterials bzw. des daraus hergestellten Bauteils 2 durchgeführt. Anschließend wird das Verbindungselement 1 von der dem Setzwerkzeug 3 gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials auf den Zugdorn 3.4 durch axiales Drehen des Zugdorns 3.4 aufgespindelt, d.h. das Verbindungselement 1 wird auf den Zugdorn 3.4 für den nachfolgenden eigentlichen Setzvorgang aufgeschraubt.To set and anchor the connecting elements 1, which in the present embodiment are arranged within the profile interior and are positioned in respective assembly positions in front of the pre-holes 2' on the opposite upper side of the flat material facing away from the setting tool 3, the pulling mandrel 3.4 of the setting tool 3 is passed through the pre-hole 2' of the flat material or the component 2 produced from it. The connecting element 1 is then spun from the upper side of the flat material opposite the setting tool 3 onto the pulling mandrel 3.4 by axially rotating the pulling mandrel 3.4, i.e. the connecting element 1 is screwed onto the pulling mandrel 3.4 for the subsequent actual setting process.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist hierzu der Zugdorn 3.4 entlang der Werkzeugachse WA verschiebbar im Gehäuse 3.1 des Setzwerkzeuges aufgenommen, wodurch der Abstand zwischen dem freien Ende 3.4' des Zugdorns 3.4 und dem die Matrize bildenden Gehäuseabschnitt 3.5 einstellbar ist. Insbesondere ist der Zugdorn 3.4 vorzugsweise gesteuert verfahrbar aufgenommen.In a preferred embodiment, the mandrel 3.4 is accommodated in the housing 3.1 of the setting tool so that it can move along the tool axis WA, whereby the distance between the free end 3.4' of the mandrel 3.4 and the housing section 3.5 forming the die can be adjusted. In particular, the mandrel 3.4 is preferably accommodated so that it can move in a controlled manner.

Für den eigentlichen Setzvorgang der Verbindungselemente 1 wird bei dem vorliegenden Verfahren jedes in Montageposition vorpositionierte und anschließend auf den Zugdorn 3.4 aufgespindelte Verbindungselement durch Ziehen des Zugdorns 3.4 in axialer Richtung entlang der Werkzeugachse WA - oder durch über das Aufspindeln hinausgehendes weiteres axiales Drehen des Zugdorns 3.4 - in die Vorlochung 2' des Flachmaterials 2 gefügt. Hierbei wird zum positionsgenauen Setzen des Verbindungselements 1 mittels einer bereitgestellten Zentrierhilfe eine selbsttätige Zentrierung des Verbindungselementes 1 in Bezug auf die Vorlochung 2' ausgeführt. Diese selbsttätige Zentrierung kann auch als Toleranzausgleich oder automatischer Toleranzausgleich verstanden werden und dient insbesondere dazu, die oberhalb erwähnten Abweichungen beim Positionieren in der Montageposition auszugleichen.For the actual setting process of the connecting elements 1, in the present method, each connecting element pre-positioned in the assembly position and then spun onto the mandrel 3.4 is inserted into the pre-hole 2' of the flat material 2 by pulling the mandrel 3.4 in the axial direction along the tool axis WA - or by further axial rotation of the mandrel 3.4 beyond the spun-on. In this case, in order to set the connecting element 1 in the exact position, an automatic centering of the connecting element 1 in relation to the pre-hole 2' is carried out using a centering aid provided. This automatic centering can also be understood as tolerance compensation or automatic tolerance compensation and serves in particular to compensate for the deviations mentioned above when positioning in the assembly position.

Aus der Darstellung der 1 und 2 zwar nicht erkennbar, ist die für die selbsttätige oder automatische Zentrierung bzw. Selbstzentrierung bereitgestellte Zentrierhilfe durch wenigstens einen am Verbindungselement 1 und/oder durch einen an dem die Matrize bildenden Gehäuseabschnitt 3.5 des Setzwerkzeugs 3 (nämlich am Mundstück) vorgesehenen Zentrierabschnitt 6, 6' gebildet. In Bezug auf einen am Verbindungselement 1 vorgesehenen Zentrierabschnitt 6 wird auf die 3a und 3b sowie 4a bis 4c mit zugehöriger Beschreibung verwiesen, wo derartige Verbindungselemente 1 mit Zentrierabschnitt 6 mehr im Detail gezeigt und beschrieben werden. Ebenso wird im Zusammenhang mit einem am Mundstück des Setzwerkzeugs 3 vorgesehenen Zentrierabschnitt 6' auf 4a bis 4c mit zugehöriger Beschreibung verwiesen.From the presentation of the 1 and 2 Although not visible, the centering aid provided for the automatic centering or self-centering is formed by at least one centering section 6, 6' provided on the connecting element 1 and/or by a centering section 6, 6' provided on the housing section 3.5 of the setting tool 3 forming the die (namely on the mouthpiece). With regard to a centering section 6 provided on the connecting element 1, reference is made to the 3a and 3b and 4a to 4c with the associated description, where such connecting elements 1 with centering section 6 are shown and described in more detail. Likewise, in connection with a centering section 6' provided on the mouthpiece of the setting tool 3, reference is made to 4a to 4c with associated description.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante wird als Setzwerkzeug 3 ein Setzwerkzeug 3 verwendet, bei dem der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt 3.5 mit dem Zugelement 3.4 oder aber das Setzwerkzeug 3 als solches schwimmend gelagert ist. Insbesondere erfolgt die schwimmende Lagerung dabei sowohl in Bezug auf eine x-Richtung als auch in Bezug auf eine y-Richtung. Die Zentrierung sowie die Verwendung eines schwimmend gelagerten Setzwerkzeugs 3 wird untenstehend mit Bezug auf die 4a bis 4d mehr im Detail beschrieben.According to a preferred embodiment, a setting tool 3 is used as the setting tool 3 in which the housing section 3.5 forming the die with the tension element 3.4 or the setting tool 3 as such is mounted in a floating manner. In particular, the floating mounting takes place both in relation to an x-direction and in relation to a y-direction. The centering and the use of a floatingly mounted setting tool 3 is described below with Reference to the 4a to 4d described in more detail.

Beim positionsgenauen Setzen, insbesondere bei der Zentrierung während des Ziehens des Zugdorns 3.4 in axialer Richtung wird aufgrund des/der Zentrierabschnitte(s) 6, 6' das Verbindungselement automatisch 1 auf die Vorlochung 2' ausgerichtet und dabei so orientiert, dass die Längsachse LA des Verbindungselements 1 durch einen die Mittenachse MA der Vorlochung 2' ringförmig umschließenden Mittenbereich der Vorlochung 2' verläuft, insbesondere mit der Mittenachse MA der Vorlochung 2' zusammenfällt. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass das Verbindungselement 1 beim Setzen 1 akkurat und genau fluchtend zur Vorlochung 2' ausgerichtet wird und das Verbindungselement 1 daher in der optimalen Ausrichtung mit höchster Genauigkeit gesetzt und verankert wird.When setting the position precisely, in particular when centering while pulling the mandrel 3.4 in the axial direction, the connecting element 1 is automatically aligned with the pre-hole 2' due to the centering section(s) 6, 6' and is oriented in such a way that the longitudinal axis LA of the connecting element 1 runs through a center region of the pre-hole 2' that surrounds the center axis MA of the pre-hole 2' in a ring shape, in particular coincides with the center axis MA of the pre-hole 2'. This advantageously ensures that the connecting element 1 is aligned accurately and precisely in line with the pre-hole 2' during setting 1 and that the connecting element 1 is therefore set and anchored in the optimal alignment with the highest precision.

Hierzu wird, im Falle eines am Gehäuseabschnitt 3.5 bzw. Mundstück des Setzwerkzeugs 3 bereitgestellten Zentrierabschnitts 6', zunächst das Mundstück 3.5 aufgrund des Zentrierabschnitts 6' in Bezug auf die Vorlochung 2' zentriert ausgerichtet, wobei der Zentrierabschnitt 6' eine Führungs- und Gleitfläche bildet, die das Mundstück 3.5 unter Anlage an den inneren Rand der Vorlochung 2' positionsgerecht in diese führt. Damit einhergehend wird auch der im Mundstück 3.5 aufgenommene Zugdorn 3.4 zentriert ausgerichtet. Bedingt durch diese Erst- oder Vorausrichtung des Zugdorns 3.4 wird anschließend das auf dem Zugdorn 3.4 aufgespindelte Verbindungselement 1 zentriert. Im Falle eines am Verbindungselement 1 vorgesehenen Zentrierabschnitts 6 erfolgt die Zentrierung umgekehrt, wobei hier zunächst das Verbindungelement 1 auf die Vorlochung 2' ausgerichtet wird und damit einhergehend dann, durch den Vorgang des Ziehens, Setzens und Fügens, auch der Zugdorn 3.4 mit Mundstück 3.5 korrekt ausgerichtet wird, so dass zum abschließenden Verformen oder Verpressen auch der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt 3.5, insbesondere das Mundstück richtig und exakt positioniert ist.For this purpose, in the case of a centering section 6' provided on the housing section 3.5 or mouthpiece of the setting tool 3, the mouthpiece 3.5 is first centered in relation to the pre-hole 2' due to the centering section 6', whereby the centering section 6' forms a guide and sliding surface that guides the mouthpiece 3.5 into the correct position while resting on the inner edge of the pre-hole 2'. At the same time, the mandrel 3.4 accommodated in the mouthpiece 3.5 is also centered. Due to this initial or pre-alignment of the mandrel 3.4, the connecting element 1 spun onto the mandrel 3.4 is then centered. In the case of a centering section 6 provided on the connecting element 1, the centering is carried out in reverse, whereby the connecting element 1 is first aligned with the pre-hole 2' and then, through the process of pulling, setting and joining, the pulling mandrel 3.4 with mouthpiece 3.5 is also correctly aligned, so that for the final deformation or pressing, the housing section 3.5 forming the die, in particular the mouthpiece, is also correctly and precisely positioned.

Im Anschluss an das positionsgenaue exakte Setzen des Verbindungselementes 1 wird der Fügeabschnitt 1.3 mittels des die Matrize bildenden Gehäuseabschnittes 3.5 verpresst bzw. verformt, und zwar derart, dass sowohl der Kopfabschnitt 1.2 des Verbindungselementes 1 als auch der eine Matrize bildende Gehäuseabschnittes 3.5 des Setzwerkzeuges 3 an den einander gegenüberliegenden Oberseiten des Flachmaterials zur Anlage gelangen, wobei die vom Setzwerkzeug 3 über den Zugdorn 3.4 eingeleitete axiale Zugkraft derart eingestellt wird, dass diese gleich oder kleiner als die axiale Gewindetragkraft des Innengewindes 1.5 ist. Das Verbindungselement 1 wird somit von der dem Setzwerkzeug 3 gegenüberliegenden Seite des Flachmaterials in Richtung des Setzwerkzeuges 3 in die Vorlochung gefügt. Die axiale Richtung bzw. Zugrichtung fluchtet hierbei mit der Längsachse LA des aufgespindelten Verbindungselementes 1.Following the precise positioning of the connecting element 1, the joining section 1.3 is pressed or deformed by means of the housing section 3.5 forming the die, in such a way that both the head section 1.2 of the connecting element 1 and the housing section 3.5 of the setting tool 3 forming a die come to rest on the opposite upper sides of the flat material, whereby the axial tensile force introduced by the setting tool 3 via the pulling mandrel 3.4 is set such that it is equal to or smaller than the axial thread load capacity of the internal thread 1.5. The connecting element 1 is thus inserted into the pre-hole from the side of the flat material opposite the setting tool 3 in the direction of the setting tool 3. The axial direction or pulling direction is aligned with the longitudinal axis LA of the spindled connecting element 1.

Nach dem erfolgten Setzvorgang wird dann der Zugdorn 3.4 wieder ausgespindelt, d.h. aus dem Innengewinde 1.5 des verankerten Verbindungselementes 1 ausgeschraubt und steht für einen erneuten Setzvorgang wieder zur Verfügung.After the setting process has been completed, the tension mandrel 3.4 is then unscrewed, i.e. unscrewed from the internal thread 1.5 of the anchored connecting element 1, and is available again for a new setting process.

Das auf den Zugdorn 3.4 aufgespindelte Verbindungselement 1 wird somit mit seinem Fügeabschnitt 1.3 in die Vorlochung 2' eingefügt bis die ringförmige, über den Fügeabschnitt 1.3 überstehende Unterseite des Kopfabschnittes 1.2 auf der Oberseite des Flachmaterials zur Anlage gelangt. Ferner gelangt der die Matrize bildende Gehäuseabschnitt 3.5 des Setzwerkzeuges 3 an der gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials zur Anlage, so dass mittels der vom Setzwerkzeug 3 erzeugten axialen Krafteinwirkung das freie Ende des Kopfabschnittes 1.2 entsprechend in das Flachmaterial eingepresst oder dieser verformt wird, so dass sich eine Hinterschneidung ausbildet, über welche eine Auspresskraft erzeugt wird.The connecting element 1, which is spun onto the mandrel 3.4, is thus inserted with its joining section 1.3 into the pre-hole 2' until the ring-shaped underside of the head section 1.2, which protrudes beyond the joining section 1.3, comes to rest on the top side of the flat material. Furthermore, the housing section 3.5 of the setting tool 3, which forms the die, comes to rest on the opposite top side of the flat material, so that the free end of the head section 1.2 is pressed into the flat material or deformed by means of the axial force generated by the setting tool 3, so that an undercut is formed, via which an extrusion force is generated.

Mit Bezug auf die 3a bis 3c werden nunmehr einzelne Beispiele von Verbindungselementen 1 mehr im Detail beschrieben. Die Verbindungselement 1 sind jeweils in einem Schnitt entlang der Längsachse LA dargestellt, wobei für jedes Beispiel zusätzlich ein vergrößerter Ausschnitt des Fügeabschnittes 1.3 gezeigt ist.With reference to the 3a to 3c Individual examples of connecting elements 1 will now be described in more detail. The connecting elements 1 are each shown in a section along the longitudinal axis LA, with an enlarged section of the joining section 1.3 also being shown for each example.

Die dargestellten Verbindungselemente 1 sind alle als Mutterelemente, insbesondere als Einpressmutterelemente 1a ausgebildet. Es versteht sich jedoch von selbst, dass, wie oberhalb bereits erwähnt wurde, auch andere Verbindungselemente 1 wie Nietelemente, beispielsweise auch bolzenartige Schraubelemente geeignet und von der vorliegenden Erfindung umfasst sind.The connecting elements 1 shown are all designed as nut elements, in particular as press-in nut elements 1a. However, it goes without saying that, as already mentioned above, other connecting elements 1 such as rivet elements, for example bolt-like screw elements, are also suitable and are included in the present invention.

Wie oberhalb beschrieben weisen die Einpressmutterelemente 1a der 3a bis 3c alle einen im Wesentlichen hülsenförmigen Grundkörper 1.1 mit einem Kopfabschnitt 1.2 und einem entlang der Längsachse daran anschließenden Fügeabschnitt 1.3 auf. An der konzentrisch zur Längsachse LA verlaufende Innenwandung 1.4 ist zumindest im Bereich des Kopfabschnittes 1.2 ein Innengewinde 1.5 mit einer vorgegebenen axialen Gewindetragkraft vorgesehenen.As described above, the press-in nut elements 1a of the 3a to 3c all have a substantially sleeve-shaped base body 1.1 with a head section 1.2 and a joining section 1.3 adjoining it along the longitudinal axis. An internal thread 1.5 with a predetermined axial thread load-bearing capacity is provided on the inner wall 1.4 running concentrically to the longitudinal axis LA, at least in the area of the head section 1.2.

Bei den Beispielen gemäß 3a und 3b weist das Einpressmutterelement 1a erfindungsgemäß jeweils einen Zentrierabschnitt 6 auf und bildet darüber die Zentrierhilfe. Der Zentrierabschnitt 6 ist dabei freiendseitig am Fügeabschnitt 1.3 vorgesehen und in den dargestellten Ausführungsbeispielen als abgeschrägte Fläche, insbesondere als Schrägfläche bzw. Fase am freien Ende des Fügeabschnittes 1.3 ausgebildet. Der Zentrierabschnitt 6, insbesondere die Fase 6 bildet dabei einen konzentrisch um die Längsachse verlaufenden, sich konisch verjüngenden Mantelflächenabschnitt, der sich ausgehend von einem dem Kopfabschnitt 1.2 zugewandten oberen Fasenende zu einem freiendseitigen unteren Fasenende verjüngt, insbesondere stetig verjüngt. Somit weist das freiendseitige untere Fasenende einen geringeren Außendurchmesser auf als das dem Kopfabschnitt 1.2 zugewandte obere Fasenende, wodurch das Eingreifen des Fügeabschnittes 1.3 in die Vorlochung 2' erleichtert ist und auch innerhalb einer vorgegebenen Toleranzabweichung bei der Positionierung in Montageposition möglich wird. Über den Zentrierabchnitt 6 wird ein freies Einführende des Fügeabschnitts 1.3 gebildet.In the examples according to 3a and 3b According to the invention, the press-in nut element 1a has a centering section 6 and forms the centering aid. The centering section 6 is provided on the free end of the joining section 1.3. and in the exemplary embodiments shown, is designed as a bevelled surface, in particular as an inclined surface or chamfer at the free end of the joining section 1.3. The centering section 6, in particular the chamfer 6, forms a conically tapering lateral surface section which runs concentrically around the longitudinal axis and tapers, in particular continuously, from an upper chamfer end facing the head section 1.2 to a lower chamfer end on the free end. The lower chamfer end on the free end thus has a smaller outer diameter than the upper chamfer end facing the head section 1.2, which makes it easier for the joining section 1.3 to engage in the pre-hole 2' and also makes it possible within a predetermined tolerance deviation when positioning in the assembly position. A free insertion end of the joining section 1.3 is formed via the centering section 6.

Der durch die Fase 6 gebildete konisch verlaufende Mantelflächenabschnitt wirkt als Führungsfläche, wenn der Fügeabschnitt 1.3 in die Vorlochung 2' eingeführt bzw. eingefügt wird. Durch die Aufweitung der Fase 6 in Richtung zum Kopfabschnitt 1.2 hin, kann der Fügeabschnitt 1.3 in idealer und optimaler Weise auf die Vorlochung 2' zentriert ausgerichtet werden. Der als Fase ausgebildete Zentrierabschnitt 6 der dargestellten Einpressmutterelemente 1a stellt im Wesentlichen einen kegelstumpfförmigen Endabschnitt im Bereich des Fügeabschnittes 1.3 dar. Vorzugsweise ist eine Abschrägung bzw. eine Schräge der Fase 6 dabei dergestalt, dass eine sich entlang des Mantelflächenabschnittes erstreckende Mantellinie mit der Längsachse LA einen spitzen Winkel, beispielsweise in einem Bereich von 30° bis 60°, bevorzugt in einem Bereich von 40° bis 50°, besonders bevorzugt in einem Bereich von 42° bis 48° und beispielsweise einen Winkel von rund 45° einschließt.The conical surface section formed by the chamfer 6 acts as a guide surface when the joining section 1.3 is introduced or inserted into the pre-hole 2'. By widening the chamfer 6 in the direction of the head section 1.2, the joining section 1.3 can be aligned in an ideal and optimal way centered on the pre-hole 2'. The centering section 6 of the press-in nut elements 1a shown, which is designed as a chamfer, essentially represents a truncated cone-shaped end section in the region of the joining section 1.3. Preferably, a bevel or a slope of the chamfer 6 is such that a surface line extending along the surface section encloses an acute angle with the longitudinal axis LA, for example in a range of 30° to 60°, preferably in a range of 40° to 50°, particularly preferably in a range of 42° to 48° and for example an angle of around 45°.

In den Figuren zwar nicht gezeigt, versteht es sich jedoch von selbst, dass der Zentrierabschnitt 6 der Verbindungselemente 1 im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht auf einen durch eine Fase gebildeten Abschnitt beschränkt ist, sondern dass der Zentrierabschnitt 6 anstelle der Fase vielmehr auch als ein gerundeter oder abgerundeter Abschnitt ausgebildet sein kann, wobei die Rundung des Zentrierabschnittes 6 einen vorgegebenen Radius aufweist. In diesen Fällen dient der Zentrierabschnitt ebenfalls als Führungsfläche, insbesondere als Führungsradius.Although not shown in the figures, it goes without saying that the centering section 6 of the connecting elements 1 in the sense of the present invention is not limited to a section formed by a bevel, but that the centering section 6 can also be designed as a rounded or rounded section instead of the bevel, wherein the rounding of the centering section 6 has a predetermined radius. In these cases, the centering section also serves as a guide surface, in particular as a guide radius.

Abhängig vom Anwendungsfall, insbesondere auch abhängig davon, in welchem Umfang Toleranzen und Positionsabweichungen auszugleichen sind, kann ein als Rundung bzw. Radius ausgebildeter Zentrierabschnitt 6 oder aber ein als Fase ausgebildeter Zentrierabschnitt 6 am besten geeignet sein.Depending on the application, in particular depending on the extent to which tolerances and position deviations are to be compensated, a centering section 6 designed as a rounding or radius or a centering section 6 designed as a chamfer may be most suitable.

Das in 3c dargestellte Einpressmutterelement 1a weist keinen Zentrierabschnitt 6 auf, kann jedoch gleichermaßen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, sofern die Zentrierhilfe durch das Setzwerkzeug 3, nämlich beispielsweise durch einen am Mundstück 3.5 des Setzwerkzeugs vorgesehenen Zentrierabschnitt 6' bereitgestellt wird.This in 3c The press-in nut element 1a shown does not have a centering section 6, but can equally be used in the method according to the invention, provided that the centering aid is provided by the setting tool 3, namely, for example, by a centering section 6' provided on the mouthpiece 3.5 of the setting tool.

Die in den 3a bis 3c beispielhaft dargestellten Einpressmutterelemente 1a können zusätzlich Mittel zur Verdrehsicherung 1.6 aufweisen, welche ein Verdrehen des in der Vorlochung 2' des Flachmaterials bzw. des Bauteils 2 gesetzten Verbindungselementes 1 effektiv verhindern. Die Mittel zur Verdrehsicherung 1.6 sind, wie in den Figuren dargestellt, beispielsweise durch Einkerbungen oder durch eine Rändelung im Bereich des Übergangs von der Unterseite des Kopfabschnittes 1.2 zum Fügeabschnitt 1.3 gebildet. Alternativ können die Mittel zur Verdrehsicherung 1.6 durch eine von der Kreisform abweichende, vorzugsweise polygone Querschnittsform des Fügeabschnittes 1.3 gebildet sein. Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsvariante die Querschnittsform der Vorlochung 2' an die Querschnittsform des Fügeabschnittes 1.3 angepasst. In diesen Varianten stellt ein als Fase ausgebildeter Zentrierabschnitt 6 ebenfalls eine polygone Schrägfläche dar.The 3a to 3c The press-in nut elements 1a shown as examples can additionally have means for preventing rotation 1.6, which effectively prevent rotation of the connecting element 1 placed in the pre-hole 2' of the flat material or the component 2. The means for preventing rotation 1.6 are, as shown in the figures, formed for example by notches or by knurling in the area of the transition from the underside of the head section 1.2 to the joining section 1.3. Alternatively, the means for preventing rotation 1.6 can be formed by a cross-sectional shape of the joining section 1.3 that deviates from the circular shape, preferably polygonal. In this embodiment, the cross-sectional shape of the pre-hole 2' is preferably adapted to the cross-sectional shape of the joining section 1.3. In these variants, a centering section 6 designed as a chamfer also represents a polygonal inclined surface.

Ferner kann das Verbindungselement 1 Mittel zur Erzeugung einer Auspresskraft aufweisen, die entweder bereits vor dem Setzen des Verbindungselementes 1 vorgesehen sind oder die erst durch Verformen zumindest eines Teils des Fügeabschnittes 1.3 beim Setzvorgang erzeugt werden. Beispielsweise kann dazu am Einpressmutterelement 1a eine Hinterschneidung 1.7 vorgesehen sein, in die beim Verformen bzw. Verpressen Material einfließen kann.Furthermore, the connecting element 1 can have means for generating an extrusion force, which are either already provided before the connecting element 1 is set or which are only generated by deforming at least part of the joining section 1.3 during the setting process. For example, an undercut 1.7 can be provided on the press-in nut element 1a, into which material can flow during deformation or pressing.

Anhand der 4a bis 4c wird noch einmal der Setzvorgang mit Zentrierung veranschaulicht. Teil A der 4a bis 4c zeigt jeweils grob schematisch skizziert in einer teilweise im Schnitt dargestellten Ansicht ein an einer Oberseite des Flachmaterials bzw. Bauteils 2 in Montageposition vor der Vorlochung 2' (vor)positioniertes Verbindungselement 1 zusammen mit einem an der gegenüberliegenden Oberseite des Flachmaterials in Stellung gebrachten Setzwerkzeug 3. Teil B der 4a bis 4c zeigt diagrammartig mittels jeweiliger x-y-Koordinatendarstellungen beispielhafte Positionen des Fügeabschnittes 1.3 des Verbindungselementes 1 (bezogen auf die x- und y-Richtung) relativ zur Vorlochung 2', wobei das Verbindungselement 1 im dargestellten Beispiel wiederum als Einpressmutter 1a ausgebildet ist.Based on 4a to 4c The setting process with centering is illustrated again. Part A of the 4a to 4c shows a roughly schematic sketch in a partially sectioned view of a connecting element 1 (pre-)positioned on an upper side of the flat material or component 2 in the assembly position in front of the pre-hole 2' together with a setting tool 3 positioned on the opposite upper side of the flat material. Part B of the 4a to 4c shows diagrammatically, by means of respective xy coordinate representations, exemplary positions of the joining section 1.3 of the connecting element 1 (related to the x and y directions) relative to the pre-hole 2', wherein the connecting element 1 in the example shown is again designed as a press-in nut 1a.

Die im Beispiel der 4a bis 4c gezeigte Vorlochung 2' weist eine kreisrunde Querschnittsform auf. Entsprechend sind auch der Fügeabschnitt 1.3 des Einpressmutterelements 1a sowie das Mundstück 3.5 des Setzwerkzeugs 3 hinsichtlich ihrer Querschnittsform und - dimension an diejenige der Vorlochung 2' angepasst und weisen ebenfalls eine kreisrunde Querschnittsform auf. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Querschnittsformen denkbar und möglich sind.The example of the 4a to 4c The pre-punch 2' shown has a circular cross-sectional shape. Accordingly, the joining section 1.3 of the press-in nut element 1a and the mouthpiece 3.5 of the setting tool 3 are adapted to that of the pre-punch 2' in terms of their cross-sectional shape and dimensions and also have a circular cross-sectional shape. However, it is understood that other cross-sectional shapes are also conceivable and possible.

Das Setzwerkzeug 3 des dargestellten Beispiels ist schwimmend gelagert und zwar derart, dass zumindest das Mundstück 3.5 mit Zugelement 3.4 sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung innerhalb eines vorgegebenen Bewegungsbereichs schwimmend beweglich und einstellbar ist.The setting tool 3 of the example shown is mounted in a floating manner in such a way that at least the mouthpiece 3.5 with pulling element 3.4 is floatingly movable and adjustable in both the x-direction and the y-direction within a predetermined range of motion.

Bei dem Beispiel gemäß 4a bis 4c ist jeweils sowohl am Verbindungselement 1 wie auch am Mundstück 3.5 des Setzwerkzeugs 3 ein Zentrierabschnitt 6, 6' vorgesehen, und zwar beispielhaft in Form einer Fase. Hierbei ist der Zentrierabschnitt 6' an dem Mundstück 3.5, nämlich an dem die Matrize bildenden Gehäuseabschnitt 3.5 des Setzwerkzeugs 3 insbesondere als eine am bauteilberührenden Ende des Mundstücks 3.5 vorgesehene Fase ausgebildet, wobei ein äußerer Durchmesser des Mundstücks 3.5 vom Beginn des abgeschrägten Flächenabschnitts, nämlich der Fase 6' zu dem bauteilberührenden freien Ende des Mundstücks 3.5 hin abnimmt. Es versteht sich, dass alternativ auch ein gerundeter Flächenabschnitt, insbesondere eine Rundung mit einem geeigneten Rundungs- bzw. Krümmungsradius als Zentrierabschnitt 6' an dem Mundstück 3.5 vorgesehen sein kann. Der ebenfalls durch eine Fase gebildete Zentrierabschnitt 6 des Einpressmutterelementes 1a ist beispielsweise so ausgestaltet, wie oberhalb im Zusammenhang mit 3a und 3b beschrieben.In the example according to 4a to 4c a centering section 6, 6' is provided on both the connecting element 1 and the mouthpiece 3.5 of the setting tool 3, for example in the form of a chamfer. The centering section 6' on the mouthpiece 3.5, namely on the housing section 3.5 of the setting tool 3 forming the die, is designed in particular as a chamfer provided on the end of the mouthpiece 3.5 that touches the component, with an outer diameter of the mouthpiece 3.5 decreasing from the beginning of the beveled surface section, namely the chamfer 6', to the free end of the mouthpiece 3.5 that touches the component. It is understood that alternatively a rounded surface section, in particular a curve with a suitable curve or curvature radius, can also be provided as the centering section 6' on the mouthpiece 3.5. The centering section 6 of the press-in nut element 1a, which is also formed by a chamfer, is designed, for example, as described above in connection with 3a and 3b described.

Für ein exaktes, fehlerfreies und positionsgenaues Setzen, Fügen und Verankern des Verbindungselements 1 in der Vorlochung 2' ist eine wie in 4a dargestellte Ausrichtung bzw. Vorpositionierung des Verbindungselementes 1a und des Setzwerkzeuges 3 relativ zur Vorlochung 2' optimal. Wie aus Teil B der 4a hervorgeht, sind in dieser optimalen Ausrichtung der Fügeabschnitt 1.3 des Verbindungselements 1a sowie das Mundstück 3.5 des Setzwerkzeugs 3 mit Zugelement 3.4 derart auf die Vorlochung 2' ausgerichtet und sowohl in x-Richtung, wie auch in y-Richtung zentriert, dass die Längsachse LA des Verbindungselements 1a, die Werkzeugachse WA des Setzwerkzeugs 3 und eine Mittenachse MA der Vorlochung 2' zusammenfallen. Üblicherweise unterliegt jedoch in der Praxis im Einsatzbereich des Verfahrens, insbesondere bei der Durchführung von Setzverfahren, aus technischen und/oder anwendungsbezogenen Gründen die (Vor)Positionierung des Verbindungselementes 1a vor der Vorlochung 2' und/oder die Positionierung des Setzwerkzeuges 3 relativ zur Vorlochung 2' einer gewissen Abweichung bzw. Toleranz, so dass in x-Richtung (siehe 4b) und/oder in y-Richtung (siehe 4c) ein entsprechender Versatz auftreten kann, bei dem die Längsachse LA des Verbindungselements 1a und/oder die Werkzeugachse WA des Setzwerkzeugs 3 nicht mit der Mittenachse MA der Vorlochung 2' zusammenfallen, möglicherweise sogar alle Achsen LA, WA, MA, im Rahmen der Toleranz, versetzt zueinander verlaufen.For an exact, error-free and precise positioning, joining and anchoring of the connecting element 1 in the pre-hole 2', a 4a The alignment or pre-positioning of the connecting element 1a and the setting tool 3 relative to the pre-hole 2' shown in FIG. 1 is optimal. As can be seen from part B of the 4a As can be seen, in this optimal alignment, the joining section 1.3 of the connecting element 1a and the mouthpiece 3.5 of the setting tool 3 with the pulling element 3.4 are aligned with the pre-hole 2' and centered in both the x-direction and the y-direction in such a way that the longitudinal axis LA of the connecting element 1a, the tool axis WA of the setting tool 3 and a center axis MA of the pre-hole 2' coincide. However, in practice in the field of application of the method, in particular when carrying out setting methods, the (pre-)positioning of the connecting element 1a before the pre-hole 2' and/or the positioning of the setting tool 3 relative to the pre-hole 2' is usually subject to a certain deviation or tolerance for technical and/or application-related reasons, so that in the x-direction (see 4b) and/or in y-direction (see 4c ) a corresponding offset can occur in which the longitudinal axis LA of the connecting element 1a and/or the tool axis WA of the setting tool 3 do not coincide with the centre axis MA of the pre-hole 2', possibly even all axes LA, WA, MA are offset from one another within the tolerance.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Zentrierhilfe, nämlich die Zentrierabschnitte 6, 6' am Verbindungselement 1 und/oder am Mundstück 3.5 des Setzwerkzeugs 3 ermöglichen nunmehr, dass trotz einer wie gemäß 4b, 4c skizzierten, in x-Richtung und/oder y-Richtung versetzten (Vor)Positionierung des Verbindungselements 1a und/oder Setzwerkzeugs 3, eine Zentrierung derart erfolgen kann, dass auch hier ein exaktes, fehlerfreies und positionsgenaues Setzen, Fügen und Verankern des Verbindungselements 1 in der Vorlochung 2' sichergestellt ist.The centering aid provided according to the present invention, namely the centering sections 6, 6' on the connecting element 1 and/or on the mouthpiece 3.5 of the setting tool 3, now enable that despite a 4b , 4c sketched (pre-)positioning of the connecting element 1a and/or setting tool 3 offset in the x-direction and/or y-direction, a centering can be carried out in such a way that an exact, error-free and positionally accurate setting, joining and anchoring of the connecting element 1 in the pre-hole 2' is ensured here too.

Ausgehend von dem in den 4a bis 4c dargestellten Verfahrensstadium bei dem vorliegenden Verfahren zum Setzen und Verankern des Verbindungselementes 1a erfolgt bei bzw. nach dem Durchführen des Zugdorns 3.4 durch die Vorlochung 2' das Aufspindeln des Verbindungselementes 1a auf den Zugdorn 3.4 und das anschließende Ziehen des Fügeabschnittes 1.3 in die Vorlochung. Währenddessen wird zunächst das die Matrize bildende Mundstück 3.5, aufgrund des Zentrierabschnitts 6' in Bezug auf die Vorlochung 2' zentriert ausgerichtet, indem der als Schrägfläche bzw. als Fase ausgebildete Zentrierabschnitt 6' ein Führen bzw. ein gerichtetes Entlanggleiten oder Abgleiten des Zentrierabschnittes 6' an einem inneren Rand der Vorlochung 2' bewirkt, bis das Mundstück 3.5 zentriert ist. Dies erfolgt insbesondere effektiv durch die schwimmend gelagerte Anordnung des Setzwerkzeugs 3. Einhergehend damit wird auch das im Mundstück 3.5 aufgenommene Zugelement 3.4 zentriert ausgerichtet. Bedingt durch diese Erst- oder Vorausrichtung des Zugelementes 3.4, nämlich des Zugdorns, wird auch das auf dem Zugelement aufgespindelte Verbindungselement 1a zentriert.Based on the 4a to 4c In the process stage shown in the present process for setting and anchoring the connecting element 1a, when or after the pulling mandrel 3.4 is passed through the pre-hole 2', the connecting element 1a is spun onto the pulling mandrel 3.4 and the joining section 1.3 is then pulled into the pre-hole. During this, the mouthpiece 3.5 forming the die is first aligned in a centered manner with respect to the pre-hole 2' due to the centering section 6', in that the centering section 6' designed as an inclined surface or as a chamfer causes the centering section 6' to guide or slide along or slide off an inner edge of the pre-hole 2' until the mouthpiece 3.5 is centered. This is achieved particularly effectively by the floating arrangement of the setting tool 3. At the same time, the pulling element 3.4 accommodated in the mouthpiece 3.5 is also aligned in a centered manner. Due to this initial or pre-alignment of the tension element 3.4, namely the tension mandrel, the connecting element 1a spindled onto the tension element is also centered.

Für eine zusätzlich verbesserte Führung bzw. Ausrichtung und für eine noch genauere oder präzisere Zentrierung und Positionsausgleich ist im dargestellten Fall, ferner auch das für den Setzvorgang verwendete zu verankernde Verbindungselement 1a zusätzlich ebenfalls mit einem Zentrierabschnitt 6 versehen, wodurch auch von Seiten des Verbindungselements 1a her die automatische Zentrierung unterstützt wird. Auch hier erfolgt über den als Schrägfläche bzw. als Fase ausgebildeten Zentrierabschnitt 6 ein Führen bzw. ein gerichtetes Entlanggleiten oder Abgleiten des Zentrierabschnittes 6 an dem inneren Rand der Vorlochung 2', bis der Fügeabschnitt 1.3 zentriert ist.For an additionally improved guidance or alignment and for an even more accurate or precise centering and position compensation, in the case shown, the connecting element 1a to be anchored for the setting process is also additionally provided with a centering section 6, whereby the automatic centering is also supported from the side of the connecting element 1a. Here, too, the The centering section 6, which is designed as an inclined surface or as a chamfer, allows the centering section 6 to be guided or to slide along or slide off the inner edge of the pre-hole 2' until the joining section 1.3 is centered.

5 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem ein zweiteiliges Verbindungselement 1b in dem Flachmaterial, insbesondere Bauteil 2 verankert wird. Das in Form einer Mutterelement-Abstandshalter-Kombination vorgesehene zweiteilige Verbindungselement 1b umfasst dabei ein Mutterelement 1b1, welches im Beispiel der 5 als Einpressmutterelement 1b1 ausgebildet ist sowie einen Abstandshalter 1b2. Derartige Mutterelement-Abstandshalter-Kombinationen sind insbesondere zum Verankern in Flachmaterialien mit größerer Dicke bzw. Materialstärke vorgesehen. Das Mutterelement 1b1 und der Abstandshalter 1b2 werden hierbei an gegenüberliegenden Oberseiten des Flachmaterials angeordnet, wobei der Abstandshalter 1b2 mittels des Setzwerkzeuges 3 auf der dem Setzwerkzeug 3 zugewandten Oberseite des Flachmaterials in einer Montageposition vor der Vorlochung 2' positioniert wird und das Mutterelement 1b1 auf der dem Setzwerkzeug 3 abgewandten Oberseite des Flachmaterials in Montageposition vor der Vorlochung 2' positioniert wird. 5 shows a further example in which a two-part connecting element 1b is anchored in the flat material, in particular component 2. The two-part connecting element 1b, which is provided in the form of a nut element-spacer combination, comprises a nut element 1b1, which in the example of the 5 is designed as a press-in nut element 1b1 and a spacer 1b2. Such nut element-spacer combinations are intended in particular for anchoring in flat materials with greater thickness or material strength. The nut element 1b1 and the spacer 1b2 are arranged on opposite upper sides of the flat material, the spacer 1b2 being positioned by means of the setting tool 3 on the upper side of the flat material facing the setting tool 3 in an assembly position in front of the pre-punch 2' and the nut element 1b1 being positioned on the upper side of the flat material facing away from the setting tool 3 in an assembly position in front of the pre-punch 2'.

Die Vor(Positionierung) des Verbindungselements 1b und des Setzwerkzeugs 3 ist in Teil A der 5 grob schematisch skizziert dargestellt. Teil B der 5 zeigt diagrammartig mittels x-y-Koordinatendarstellung die optimale Position des Mutterelements 1b1 und des Abstandshalters 1b2 (bezogen auf die x- und y-Richtung) relativ zur Vorlochung 2' und Teil C der 5 zeigt das bereits verankerte Verbindungselement 1b.The pre-positioning of the connecting element 1b and the setting tool 3 is shown in Part A of the 5 shown roughly schematically. Part B of the 5 shows diagrammatically using xy coordinates the optimal position of the nut element 1b1 and the spacer 1b2 (related to the x and y directions) relative to the pre-hole 2' and part C of the 5 shows the already anchored connecting element 1b.

Die Zentrierhilfe wird in der dargestellten Variante über einen am Abstandshalter 1b2 im Bereich dessen Fügeabschnitts vorgesehenen Zentrierabschnitt 6" bereitgestellt, welcher beispielhaft wiederum durch eine Fase gebildet ist. Bei dieser Verfahrensvariante kann die Zentrierung des gesamten Verbindungselements 1b über den Zentrierabschnitt 6" des Abstandhalters, insbesondere der Scheibe bewerkstelligt werden, oder es kann, wie im Beispiel der 5 für die zusätzlich verbesserte Führung bzw. Ausrichtung und für eine noch genauere oder präzisere Zentrierung und Positionsausgleich ferner auch das Mutterelement 1b1 zusätzlich mit einem Zentrierabschnitt 6 versehen sein.In the variant shown, the centering aid is provided via a centering section 6" provided on the spacer 1b2 in the area of its joining section, which is in turn formed by a bevel, for example. In this method variant, the centering of the entire connecting element 1b can be accomplished via the centering section 6" of the spacer, in particular the disk, or it can, as in the example of the 5 For additional improved guidance or alignment and for even more accurate or precise centering and position compensation, the nut element 1b1 can also be additionally provided with a centering section 6.

Über den Zentrierabschnitt 6" wird zunächst der Abstandshalter 1b2 zur Vorlochung ausgerichtet und damit in Folge auch das im Mundstück 3.5 aufgenommene Zugelement 3.4 des Setzwerkzeugs 3, da der Abstandshalter 1b2 mittels des Setzwerkzeugs 3 vor der Vorlochung 2' positioniert wird. Das Mutterelement 1b1 wird dann schließlich über den eingespindelten Zugdorn 3.4 korrekt zur Vorlochung 2' ausgerichtet und zentriert.The centering section 6" is used to first align the spacer 1b2 with the pre-punch and thus also the pulling element 3.4 of the setting tool 3 held in the mouthpiece 3.5, since the spacer 1b2 is positioned in front of the pre-punch 2' by means of the setting tool 3. The nut element 1b1 is then finally correctly aligned and centered with the pre-punch 2' via the spindled pulling mandrel 3.4.

In den Figuren zwar nicht dargestellt, kann gemäß vorliegender Erfindung auch ein gewindefreies, buchsen- oder hülsenartiges Verbindungselement in einem Bauteil verankert werden. Hierzu ist beispielweise in dem zustellbaren Armelement 5 (siehe 1 und 2), über welches das Verbindungselement in Montageposition positioniert wird, ein Hilfsgewinde, vorzugsweise als Innengewinde, vorgesehen. Mittels dieses Hilfsgewindes erfolgt dabei ein Einspindeln des Zugdorns 3.4 in das Armelement 5, wodurch auch das buchsen- oder hülsenartige Verbindungselement ohne Gewinde auf dem Zugdorn mit festgelegt wird. Dies kann vorliegend als indirektes Aufspindeln des Verbindungselements verstanden werden.Although not shown in the figures, according to the present invention, a thread-free, bushing- or sleeve-like connecting element can also be anchored in a component. For this purpose, for example, in the adjustable arm element 5 (see 1 and 2 ), via which the connecting element is positioned in the assembly position, an auxiliary thread, preferably as an internal thread, is provided. This auxiliary thread is used to screw the mandrel 3.4 into the arm element 5, whereby the bushing or sleeve-like connecting element without a thread is also fixed to the mandrel. In this case, this can be understood as indirect screwing of the connecting element.

In Analogie zu dem Verfahren mit „direkt“ aufgespindelten Verbindungselementen 1 erfolgt auch hierbei ein Ziehen in Richtung zur Oberseite des Flachmaterials und damit das Setzen und Fügen des Fügeabschnittes des Verbindungselements in die Vorlochung und schließlich das Einpressen des buchsen- oder hülsenartigen Verbindungselements.In analogy to the method with “directly” spindled connecting elements 1, a pulling in the direction of the upper side of the flat material also takes place here and thus the setting and joining of the joining section of the connecting element in the pre-hole and finally the pressing in of the bushing or sleeve-like connecting element.

Insbesondere kann auch in einer derartigen Variante durch den am Mundstück 3.5 des Setzwerkzeugs 3 vorgesehenen Zentrierabschnitt 6' eine optimale Zentrierung und Toleranzausgleich sichergestellt werdenIn particular, even in such a variant, optimal centering and tolerance compensation can be ensured by the centering section 6' provided on the mouthpiece 3.5 of the setting tool 3.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegend Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above using exemplary embodiments. It is understood that numerous changes and modifications are possible without departing from the inventive concept underlying the invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: VerbindungselementConnecting element
1a1a: EinpressmutterelementPress-in nut element
1b1b: zweiteiliges Verbindungselementtwo-part connecting element
1b11b1: MutterelementNut element
1b21b2: AbstandshalterSpacers
1.11.1: hülsenförmiger Grundkörpersleeve-shaped base body
1.21.2: KopfabschnittHead section
1.31.3: SchaftabschnittShaft section
1.41.4: InnenwandungInner wall
1.51.5: Innengewindeinner thread
1.61.6: Mittel zur VerdrehsicherungMeans of anti-twisting
1.71.7: HinterschneidungUndercut
22: Bauteil bzw. MetallprofilComponent or metal profile
2'2': VorlochungPre-punching
33: SetzwerkzeugSetting tool
3.13.1: GehäuseHousing
3.23.2: KrafteinheitPower unit
3.33.3: MotoreinheitMotor unit
3.43.4: ZugelementTension element
3.4'3.4': freies Endefree end
3.53.5: GehäuseabschnittHousing section
44: ZustelleinheitDelivery unit
55: ArmelementArm element
6, 6', 6"6, 6', 6": Zentrierabschnitt Centering section
LALA: LängsachseLongitudinal axis
MAMA: Mittenachse der VorlochungCenter axis of the pre-hole
WAW-A: WerkzeugachseTool axis

Claims

Method for setting and anchoring connecting elements (1), in particular rivet elements or press-in elements in a pre-hole (2') of a permanently deformable flat material or a component (2) or workpiece made therefrom by joining and pressing or deforming by means of a setting tool (3), wherein the setting tool (3) having a tool axis (WA) has a tension element (3.4) and a housing section (3.5) which surrounds the tension element (3.4) in a ring shape and forms a die, wherein the free end (3.4') of the tension element (3.4) protrudes in the axial direction from the housing section (3.5) and wherein the connecting element (1) has at least one head section (1.2) and a joining section (1.3) adjoining thereto along a longitudinal axis (LA) of the connecting element (1), in which the connecting element (1) is positioned by means of an arm element (5) at an assembly position which is located on an upper side of the flat material opposite the setting tool (3). the pre-hole (2'), in which the joining section (1.3) of the connecting element (1) is inserted into the pre-hole (2') from the top side of the flat material opposite the setting tool (3), in which the pulling element (3.4) of the setting tool (3) is guided through the pre-hole (2') of the flat material and the connecting element (1) or the arm element (5) carrying the connecting element (1) is spun on by axially rotating the pulling element (3.4), namely by means of a thread or auxiliary thread provided on the connecting element (1) or on the arm element (5), in which the connecting element (1) is inserted into the pre-hole (2') of the flat material by pulling the pulling element (3.4) in the axial direction or by further axially rotating the pulling element (3.4), and in this case for the precise positioning of the connecting element (1) by means of a thread provided via the connecting element (1) and/or via the setting tool (3) provided centering aid, an automatic centering of the connecting element (1) in relation to the pre-punch (2') is carried out, and in which the joining section (1.3) is subsequently pressed or deformed by means of the housing section (3.5) of the setting tool (3) forming the die, wherein a setting tool (3) is used as the setting tool (3) in which the housing section (3.5) forming the die is mounted in a floating manner with the tension element (3.4) and/or wherein a floatingly mounted setting tool (3) is used as the setting tool (3).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the centering aid is formed by at least one centering section (6, 6') provided on the connecting element (1) and/or by a centering section (6, 6') provided on the housing section (3.5) of the setting tool (3) forming the die, and that in the method at least one connecting element (1) having the centering section (6) and/or one setting tool (3) having the centering section (6') is used.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that a setting tool (3) is used as the setting tool (3), in which the housing section (3.5) forming the die is floatingly mounted with the tension element (3.4) both in relation to an x-direction and in relation to a y-direction.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a setting tool (3) which is mounted in a floating manner both with respect to an x-direction and with respect to a y-direction is used as the setting tool (3).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (1) is automatically aligned with the pre-hole (2') for precise positioning during centering during pulling of the pulling element (3.4) and is oriented in such a way that the longitudinal axis (LA) of the connecting element (1) runs through a central region of the pre-hole (2') which annularly encloses a central axis (MA) of the pre-hole (2'), in particular coincides with the central axis of the pre-hole (2').

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the the axial tensile force introduced by the setting tool (3) via the tension element (3.4) is set such that it is less than or equal to an axial thread load-bearing capacity of the thread or auxiliary thread provided on the connecting element (1) or on the arm element (5).

Method according to one of the preceding Claims 2 until 6 , characterized in that in the case of a centering section (6') provided on the housing section (3.5) of the setting tool (3), firstly the housing section (3.5) forming the die is centered with the pulling element (3.4) in relation to the pre-hole (2'), and thereby the connecting element (1) spindled onto the pulling element (3.4) is subsequently centered.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by introducing the axial tensile force via the tension element (3.4), both the head section (1.2) of the connecting element (1) and the housing section (3.5) of the setting tool (3) forming a die come to rest on the opposite upper sides of the flat material.

Method according to one of the preceding Claims 1 until 6 , characterized in that a two-part connecting element (1b) with spacer (1b2) is used as the connecting element (1), wherein the two-part connecting element (1b) is designed in the form of a nut element-spacer combination, in particular in the form of a rivet nut-spacer combination or press-in nut-spacer combination, wherein the nut element (1b1) and the spacer (1b2) are arranged on opposite upper sides of the flat material and for this purpose the spacer (1b2) is positioned by means of the setting tool (3) on the upper side of the flat material facing the setting tool (3) in an assembly position in front of the pre-punch (2'), and wherein the centering aid is provided at least via a centering section (6") provided on the spacer (1b2).

Procedure according to Claim 9 , characterized in that by introducing the axial tensile force via the tension element (3.4), both the head section (1.2) of the nut element (1b1) and a contact section of the spacer (1b2) come to rest on the opposite upper sides of the flat material and that firstly the spacer (1b2) is aligned in a centered manner with respect to the pre-hole (2'), and thereby the nut element (1b1) spindled onto the tension element (3.4) is subsequently centered.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an extrusion force is generated by an undercut (1.7) either during the setting process by deforming the free end of the joining section (1.3) or is already provided on the joining section (1.3) and/or that an anti-twisting device of the connecting element (1) is generated by forming a predetermined geometry of the head and/or joining section (1.2, 1.3) into the flat material surrounding the pre-hole (2') and/or that an anti-twisting device is generated by using a connecting element (1) with a joining section (1.3) whose cross-sectional shape deviates from the circular shape and a pre-hole (2') adapted thereto.

Connecting element (1), in particular rivet element or press-in element for setting and anchoring in a pre-hole (2') of a permanently deformable flat material or component (2) or workpiece made therefrom by joining and pressing or deforming by means of a setting tool (3) according to a method according to the Claims 1 until 11 , comprising at least one head section (1.2) and a joining section (1.3) adjoining it along a longitudinal axis (LA) and set back from the head section (1.2), wherein the connecting element (1) is designed as a nut element and for this purpose has an inner wall running concentrically to the longitudinal axis (LA) with an internal thread (1.5) provided at least in the region of the head section (1.2), or wherein the connecting element (1) is designed as a screw element and for this purpose has a threaded section adjoining the joining section (1.3) along the longitudinal axis (LA) with an external thread provided, wherein the connecting element (1) has a centering section (6) which surrounds the longitudinal axis (LA) essentially in a ring shape, wherein the centering section (6) is provided in the region of the joining section (1.3) and is arranged on the side thereof facing away from the head section (1.2), and wherein the centering section (6) forms at least one guide and sliding surface which, when the connecting element (1) is placed, at least in sections in Abutment against an inner edge of the pre-hole (2') and thereby guides the joining section (1.3) into the pre-hole (2'), wherein the centering section (6) is formed by a bevel tapering conically towards the free insertion end with a conically extending lateral surface section and has a reduced diameter at the free insertion end compared to the area adjoining the joining section (1.3) and wherein a surface line extending along the lateral surface section forms an acute angle with the longitudinal axis (LA) in a range of 30° to 60° or wherein the Centering section (6) is formed by a rounded surface with a predetermined rounding radius.

Connecting element (1) according to Claim 12 , characterized in that the centering section (6) is provided as a section adjoining the joining section (1.3) along the longitudinal axis (LA) at a free end of the joining section (1.3) and forms a free insertion end for inserting the joining section (1.3) into the pre-hole (2') of the flat material.

Connecting element (1) according to Claim 12 or 13 , characterized in that the centering section (6) is circumferential and completely encloses the longitudinal axis (LA).

Connecting element (1) according to one of the Claims 12 until 14 , characterized in that the head and/or joining section (1.2, 1.3) have means for preventing rotation (1.6) and/or for generating an extrusion force.

Setting tool (3) for anchoring connecting elements (1), in particular rivet elements or press-in elements in a pre-hole (2') of a permanently deformable flat material or components (2) or workpieces made therefrom by joining and pressing in or deforming, comprising a housing (3.1), a power unit (3.2), a motor unit (3.3) and a pulling element (3.4) that can be driven by the motor unit (3.3) via the power unit (3.2) in a first and second direction of rotation, wherein the setting tool (3) has a housing section (3.5) that surrounds the pulling element (3.4) in a ring shape and forms a die, wherein the free end (3.4') of the pulling element (3.4) protrudes from the housing section (3.5) in the direction of a tool axis (WA), characterized in that the housing section (3.5) forming the die has a housing section end facing the pulling element (3.4) that essentially annularly surrounding centering section (6'), wherein the centering section (6') forms at least one guide and sliding surface for at least section-wise contact with an inner edge of the pre-hole (2').

Setting tool (3) after Claim 16 , characterized in that at least the housing section (3.5) forming the die is floatingly mounted with the tension element (3.4), in particular in the x-direction and y-direction.

Setting tool (3) after Claim 16 or 17 , characterized in that the centering section (6') is designed in the form of an inclined surface, in particular a chamfer.