DE19801654A1

DE19801654A1 - Deforming tool to produce hole surrounded by collar in metal sheet

Info

Publication number: DE19801654A1
Application number: DE1998101654
Authority: DE
Inventors: Ludwig Baumann; Werner Schubert
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1998-01-15
Filing date: 1998-01-15
Publication date: 1999-07-22

Abstract

The deforming tool has a punch (10) and die to form a hole with a collar to serve as a nut for a screw connection. The punch has at least three shaping zones, the first being a punching zone (22), the second a collar building zone (19-21) and the third a stamping zone (18). The die has at least two shaping zones, of which the first zone is the collar building zone and the second the stamping zone. All these zones may be concentric with the tool axis.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umformwerkzeug mit Stempel und Matrize zur Bildung eines bei einer Schraubverbindung als Mutter dienenden, mit einem Kragen umgebenen Loches in einem dünnwandigen Blechteil.The invention relates to a forming tool with stamp and die for formation one serving as a nut for a screw connection, surrounded by a collar Hole in a thin-walled sheet metal part.

Speziell in der Automobilindustrie werden in Blechkonstruktionen, die nur eine begrenzte Einschraubtiefe bieten, vielfach genormte Anschweiß- oder Annietmuttern verwendet. Weiterhin ist bekannt, Blechmuttern einzusetzen, die im wesentlichen aus einer Basisplatte bestehen, die wenigstens einen Bruchteil eines Gewindeganges aufweist. Die Blechmuttern können als das Blechteil umgreifende klammerförmige Klipsmuttern ausgebildet sein. In den Fällen, in denen keine klammerförmigen Klipsmuttern Verwendung finden, da der Umgriff der Blechmutter um das Blechteil nicht erwünscht ist, müssen die Blechmuttern auf andere Weise am Blechteil fixiert werden. Hierzu werden die Blechmuttern beispielsweise punktgeschweißt oder mittels mehr oder weniger aufwendig gestalteten Befestigungsvorrichtungen des Blechteils mit diesem verbunden. Möglichkeiten zur Ausgestaltung des Blechteils zur Aufnahme von Blechmuttern können beispielsweise der DE 30 45 659 A1 oder der DE 26 36 654 C2 entnommen werden. Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren zur Anbringung einer Mutter an einem Blechteil ist, daß die Mutter als Einzelteil zum Einsatz kommt, für dessen Handhabung und Fixierung am Blechteil zusätzliche Arbeitsgänge und/oder Fertigungseinrichtungen erforderlich sind. Darüber hinaus muß zum Anbringen der Mutter die Zugänglichkeit des Blechteils auf der der Anlageseite eines Anschlußbauteils abgewandten Seite gewährleistet sein. Weiterhin gestaltet sich der Korrosionsschutz im Verschraubungsbereich durch die zahlreichen Spalte und Hohlräume zwischen Mutter, Blechteil und Anschlußbauteil besonders schwierig. Especially in the automotive industry, sheet metal constructions are limited Provide screw-in depth, often uses standardized weld-on or rivet nuts. It is also known to use sheet metal nuts, which essentially consist of a base plate exist, which has at least a fraction of a thread. The sheet nuts can be designed as clamp-shaped clip nuts encompassing the sheet metal part. In the Cases in which no clip-shaped clip nuts are used because of the wrap the sheet metal nut around the sheet metal part is not desired, the sheet metal nuts must be on others Be fixed on the sheet metal part. For this, the sheet nuts are used, for example spot welded or by means of more or less elaborate designs Fastening devices of the sheet metal part connected to this. Opportunities for Embodiment of the sheet metal part for receiving sheet metal nuts can be found, for example, in DE 30 45 659 A1 or can be taken from DE 26 36 654 C2. A disadvantage of these known Method of attaching a nut to a sheet metal part is that the nut is a single part is used for handling and fixing it to the sheet metal part Operations and / or manufacturing facilities are required. In addition, the Attach the nut to the accessibility of the sheet metal part on the plant side of a Connection component facing away be guaranteed. Furthermore, the Corrosion protection in the screw area through the numerous gaps and cavities between nut, sheet metal part and connecting component particularly difficult.

Um die sich durch die Mutter als zusätzliches Bauteil ergebenden Nachteile zu vermeiden, werden oftmals die Blechteile nur mit einem Loch versehen, in das Blechschrauben oder sogenannte Gewindefurchschrauben eingesetzt werden, die sich beim Eindrehen ihr Gewinde selbst quasi schneiden. Dabei ist der Begriff des "Schneidens" nicht als spanabhebende Verformung zu verstehen, sondern als "Einformen", bei welchem - wie dem Fachmann bekannt ist - die Gewindefurch-Schraube das sog. "Gegen-Gewinde" im Blechteil durch Materialverdrängung herstellt, wodurch sich eine vorteilhafte Gefügeverfestigung und somit Verdichtung des Blechteilmaterials im Gewindebereich ergibt.In order to avoid the disadvantages resulting from the nut as an additional component, the sheet metal parts are often only provided with a hole in the sheet metal screws or So-called thread-cutting screws are used, which turn their thread when screwing in cut yourself. The term "cutting" is not considered to be cutting To understand deformation, but as "molding", in which - as the expert is known - the thread-forming screw through the so-called "counter-thread" in the sheet metal part Manufacture material displacement, which results in an advantageous solidification and thus Compression of the sheet metal part results in the thread area.

Hierbei ist es durchaus üblich, daß das Loch in dem Blechteil kragenförmig ausgebildet wird, wie dies beispielsweise dem DE-Fachbuch Steinhilper, W., Maschinen- und Konstruktionselemente, Band 1, 4. Auflage 1994, Springer-Verlag, S. 318, zu entnehmen ist. Auf diese Weise erreicht man eine Vergrößerung der Einschraubtiefe und einen Klemmeffekt durch die sich beim Anziehen der Schraube in den Gewindegrund stemmende Kragenwand. Auf der anderen Seite geht jedoch dadurch, daß auf die Mutter als zusätzliches Bauteil verzichtet wird, auch deren Versteifungseffekt für das dünnwandige Blechteil verloren. Weiterhin ist auch diese Lösung in bezug auf den Korrosionsschutz insofern als nicht befriedigend anzusehen, als das Anschlußbauteil im Verschraubungsbereich auf dem Blechteil flächig aufliegt. Hierdurch ist es nicht möglich, den Verschraubungsbereich nachträglich, d. h., nach Anschrauben des Anschlußbauteils, beispielsweise durch Tauchen in ein Lack- oder Korrosionsschutzmittelbad vor Korrosion zu schützen. Gleichzeitig wird einmal eingedrungenes Wasser in dem engen Spalt zwischen Blechteil und Anschlußbauteil über lange Zeit festgehalten.It is quite common here for the hole in the sheet metal part to be collar-shaped, such as the DE specialist book Steinhilper, W., Maschinen- und Construction elements, Volume 1, 4th edition 1994, Springer-Verlag, p. 318. In this way, the screw-in depth is increased and a clamping effect is achieved due to the collar wall pressing into the thread base when the screw is tightened. On the other hand, however, is that the mother as an additional component is waived, also lost their stiffening effect for the thin-walled sheet metal part. Furthermore, this solution is also not as far as corrosion protection is concerned to be viewed satisfactorily as the connection component in the screwing area on the sheet metal part lies flat. As a result, it is not possible to retrofit the screw area, i. H., after screwing on the connection component, for example by dipping into a paint or Protect anti-corrosion agent bath from corrosion. At the same time, once penetrated water in the narrow gap between the sheet metal part and the connecting component held for a long time.

Davon ausgehend liegt der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, mit dem in ein Blechteil ein mit einem Kragen umgebenes, als Schraubenmutter dienendes Loch mit geringem Aufwand eingebracht werden kann, wobei das Blechteil im Bereich des Loches versteift und bei Bedarf gewährleisten werden kann, daß die fertige Schraubverbindung nachträglich, beispielsweise durch Tauchen in ein Korrosionsschutzbad, insbesondere auch im Bereich zwischen Blechteil und Anschlußbauteil wirksam gegen Korrosion geschützt werden kann.Proceeding from this, the invention specified in claim 1 is based on the object To create a tool with which, in a sheet metal part, a collar Screw nut serving hole can be introduced with little effort, the Sheet metal part stiffened in the area of the hole and can be ensured if necessary that the finished screw connection subsequently, for example by immersing in a Corrosion protection bath, especially in the area between sheet metal part and connection component can be effectively protected against corrosion.

Diese Aufgabe wird bei einem Umformwerkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stempel mindestens drei Formgebungszonen enthält, von denen eine erste Zone als Stanzzone, eine zweite Zone als Kragenbildungszone und eine dritte Zone als Prägezone ausgebildet ist, und die Matrize mindestens zwei Formgebungszonen enthält, von denen eine erste Zone als Kragenbildungszone und eine zweite Zone als Prägezone ausgebildet ist.This task is performed in a forming tool with the features of the preamble of Claim 1 according to the invention solved in that the stamp at least three Forming zones contains, of which a first zone as a punching zone, a second zone as Collar formation zone and a third zone is designed as an embossing zone, and the die contains at least two shaping zones, of which a first zone as Collar formation zone and a second zone is designed as an embossing zone.

Durch die in das Umformwerkzeug integrierten mehreren Formgebungszonen ist es möglich, in einem Arbeitsgang in ein Blechteil ein Loch zu stanzen, dieses kragenförmig auszubilden und es mit Verprägungen zu umgeben. Während zur Ausbildung des Kragens und der Verprägungen Stempel und Matrize je eine Kragenbildungs- bzw. eine Prägezone enthalten, braucht zum Stanzen des Loches die Matrize nicht notwendigerweise einen der Stanzzone des Stempels entsprechenden Bereich aufzuweisen.The several shaping zones integrated in the forming tool make it possible to Punch a hole in a sheet metal part in one work step and form it into a collar and surround it with embossments. While training the collar and the Embossments stamp and die each contain a collar formation or an embossing zone, the die does not necessarily need one of the punching zones of the die to punch the hole To show stamp corresponding area.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Sollen die Verprägungen des Blechteils nicht nur der Versteifung und Vergrößerung des Krafteinleitungsbereichs der Schraubverbindung sondern auch der Möglichkeit eines verbesserten nachträglichen Korrosionsschutzes dienen, ist es sinnvoll, wenn die Prägezone des Stempels insbesondere vertiefte Bereiche enthält, die sich zweckmäßig radial zur Längsachse des Umformwerkzeugs erstrecken und mit komplementären Bereichen der Matrize zur Deckung kommen. Hierdurch werden im Blechteil wulstförmige Erhebungen auf der dem Anschlußbauteil zugewandten Seite erzeugt, so daß das Anschlußbauteil auf dem Blechteil nur linienförmig in einem definierten Abstand aufliegt, der ausreichend ist, um eine Flutung mit Korrosionsschutzmittel zu ermöglichen.Should the embossing of the sheet metal part not only reinforce and enlarge the Force application area of the screw connection but also the possibility of one serve subsequent corrosion protection, it makes sense if the embossing zone of the stamp in particular contains recessed areas which are expediently radial to Extend the longitudinal axis of the forming tool and with complementary areas of the Cover die. As a result, bulges are raised in the sheet metal part the connection component facing side generated so that the connection component on the Sheet metal part only lies linearly at a defined distance, which is sufficient to a To enable flooding with anti-corrosion agents.

Vorzugsweise entsprechen die der mechanischen Aufnahme dienenden Bereiche des Schafts von Stempel und Matrize denjenigen von Standardlochstempeln und -matrizen, so daß die Aufnahme des Umformwerkzeugs in ein Preßwerkzeug, beispielsweise ein Tiefziehwerkzeug, auf die gleiche Weise erfolgen kann wie bei Standardlochstempeln und -matrizen. Es können somit Standardaufnahmen verwendet werden, und eine Austauschbarkeit mit Standardlochstempeln und -matrizen ist gewährleistet. Hierbei ist zu beachten, daß das Umformwerkzeug in Arbeitsrichtung des Preßwerkzeugs, d. h. in Pressenhubrichtung, eingesetzt wird. Soll in einem Winkel zur Pressenhubrichtung gearbeitet werden, so können in dem das Umformwerkzeug aufnehmenden Preßwerkzeug in bekannter Weise Schieber zur Betätigung des Umformwerkzeugs vorgesehen werden.The regions of the shaft which serve for mechanical reception preferably correspond of punches and dies to those of standard punches and dies, so that the Inclusion of the forming tool in a pressing tool, for example a deep-drawing tool, can be done in the same way as for standard punches and dies. It can thus standard recordings are used, and interchangeability with Standard punches and dies are guaranteed. It should be noted that the Forming tool in the working direction of the press tool, d. H. in the press stroke direction, is used. If you want to work at an angle to the direction of the press stroke, you can in the pressing tool receiving the forming tool in a known manner slide Actuation of the forming tool can be provided.

Nachfolgend sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Advantageous embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings explained. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Stempels, Fig. 1 is a perspective view of a punch,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zu dem Stempel von Fig. 1 gehörenden Matrize, FIG. 2 shows a perspective view of a die belonging to the stamp of FIG. 1, FIG.

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführung des Stempels von Fig. 1, Fig. 3 shows a modified embodiment of the plunger of Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zu dem Stempel von Fig. 3 gehörenden Matrize, Fig. 4 is a perspective view of a belonging to the stamp of Fig. 3 matrix,

Fig. 5 eine Draufsicht im Teilschnitt auf ein Blechteil mit einem kragenförmigen Loch und Verprägungen mit Anschlußteil, Fig. 5 is a plan view in partial section on a sheet metal part with a collar-shaped hole and Error with a connection part,

Fig. 6 einen vereinfachten Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 5 sowie Fig. 6 is a simplified cross section along the line AA of Fig. 5 and

Fig. 7 einen vereinfachten Querschnitt entlang der Linie B-B der Fig. 5. FIG. 7 shows a simplified cross section along the line BB of FIG. 5.

Der in Fig. 1 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete Stempel weist einen zylindrischen Schaft 12 auf, dessen eines Ende von einer zylindrischen Schulter 14 mit größerem Außendurchmesser gebildet wird, die der mechanischen Aufnahme und verdrehsicheren Fixierung in einer nicht dargestellten, an sich bekannten Aufnahmevorrichtung dient. Das andere Ende des Schafts 12 wird durch einen als Ganzes mit 16 bezeichneten Umformbereich gebildet, der im wesentlichen drei konzentrische Umformzonen beinhaltet. Die äußerste Umformzone ist eine Prägezone 18, an die sich eine als Ganzes mit 20 bezeichnete Kragenbildungszone anschließt. Die innerste Umformzone ist eine kreisförmige, von einem zylindrischen Schaft 23 getragene Stanzzone 22. Die Prägezone 18 weist vier längliche, radial verlaufende erhabene Prägewülste 24 auf die sich bis in einen konischen Abschnitt 19 der Kragenbildungszone 20 erstrecken. Die Kragenbildungszone 20 läuft von dem konischen Abschnitt 19 in einen weiter innen liegenden zylindrischen Abschnitt 21 aus, dessen Ende über einen Radius in den zylindrischen Schaft 23 der Stanzzone 22 mündet.The stamp shown in FIG. 1, designated overall by 10 , has a cylindrical shaft 12 , one end of which is formed by a cylindrical shoulder 14 with a larger outer diameter, which is used for mechanical reception and non-rotating fixation in a known, not shown, recording device . The other end of the shaft 12 is formed by a forming area, designated as a whole by 16 , which essentially contains three concentric forming zones. The outermost forming zone is an embossing zone 18 , which is followed by a collar formation zone, designated as a whole by 20 . The innermost forming zone is a circular stamping zone 22 carried by a cylindrical shaft 23 . The embossing zone 18 has four elongated, radially extending raised embossing beads 24 , which extend into a conical section 19 of the collar formation zone 20 . The collar-forming zone 20 runs from the conical section 19 into a cylindrical section 21 lying further inside, the end of which opens out into the cylindrical shaft 23 of the punching zone 22 over a radius.

Die insgesamt mit 27 bezeichnete Matrize gemäß Fig. 2 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Schaft 26, der an einem Endabschnitt eine seitliche Fixierfläche 28 aufweist, die zur Klemmung und gleichzeitigen Verdrehsicherung in einer nicht dargestellten Aufnahmevorrichtung dient. Der die seitliche Fixierfläche 28 aufweisende Endabschnitt des Schafts 26 wird durch eine Stirnfläche mit einem als Ganzes mit 30 bezeichneten Umformbereich begrenzt. Der Umformbereich 30 ist aufgeteilt in eine äußere ringförmige Prägezone 32 und eine innere, als Ganzes mit 34 bezeichnete Kragenbildungszone. Die Kragenbildungszone 34 geht von einem äußeren konischen Abschnitt 33 in einen weiter innen liegenden zylindrischen Abschnitt 35 über, an den sich ein Loch 36 anschließt. Die Prägezone 32 enthält vier radial verlaufende längliche Prägesicken 38, die sich bis in die Kragenbildungszone 34 erstrecken.The designated overall by 27 matrix of FIG. 2 has a substantially cylindrical shank 26 having at one end a lateral fixing surface 28 which serves for clamping and simultaneous rotation in a not shown recording device. The end section of the shaft 26 which has the lateral fixing surface 28 is delimited by an end face with a shaping region designated as a whole as 30 . The forming area 30 is divided into an outer annular embossing zone 32 and an inner collar formation zone, designated as a whole by 34 . The collar formation zone 34 merges from an outer conical section 33 into an inner cylindrical section 35 , which is followed by a hole 36 . The embossing zone 32 contains four radially extending elongated embossing beads 38 which extend into the collar formation zone 34 .

Die in Fig. 2 gezeigte Matrize 27 bildet als Gegenstück zu dem Stempel 10 von Fig. 1 zusammen mit diesem ein Umformwerkzeug, mit dem in ein dünnwandiges Blechteil ein bei einer Schraubverbindung als Mutter dienendes, mit einem Kragen umgebenes Loch eingebracht werden kann, das mit radialen Verprägungen zur Erhöhung der Steifigkeit umgeben ist. Beim Umformvorgang wird das zu bearbeitende Blechteil zwischen Stempel 10 und Matrize 27 eingespannt und mittels der Stanzzone 22 des Stempels 10 zunächst ein Loch gestanzt, wobei ein dabei entstehender Abschnitt über das Loch 36 der Matrize 27 abgeführt werden kann. Die Formung des Kragens und der Verprägungen erfolgt unter Druck zwischen komplementären Bereichen der Kragenbildungszonen 20 und 34 sowie der Prägezonen 18 und 32 von Stempel 10 bzw. Matrize 27. Hierbei kommen die Prägewülste 24 des Stempels 10 mit den Prägesicken 38 der Matrize 27 zur Deckung ebenso wie die konischen und zylindrischen Abschnitte der Kragenbildungszone 20 des Stempels mit den entsprechenden Abschnitten der Kragenbildungszone 34 der Matrize 27.The die 27 shown in FIG. 2 forms, as a counterpart to the punch 10 of FIG. 1, together with this a forming tool, with which a hole surrounded by a collar and serving as a nut for a screw connection can be introduced into a thin-walled sheet metal part radial embossments to increase the rigidity is surrounded. During the forming process, the sheet metal part to be machined is clamped between the punch 10 and the die 27 and a hole is first punched by means of the punching zone 22 of the punch 10 , it being possible for a section formed to be removed via the hole 36 in the die 27 . The collar and the embossments are formed under pressure between complementary regions of the collar formation zones 20 and 34 and the stamping zones 18 and 32 of the punch 10 or die 27 . Here, the embossing beads 24 of the stamp 10 come to coincide with the embossing beads 38 of the die 27 , as do the conical and cylindrical sections of the collar formation zone 20 of the stamp with the corresponding sections of the collar formation zone 34 of the die 27 .

Der Kragen des in einem Blechteil mittels Stempels 10 und Matrize 27 gebildeten Lochs weist neben einem konischen auch einen zylindrischen Abschnitt auf, dessen Länge unter anderem vom Verhältnis des Außendurchmessers der Stanzzone 22 zum Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 21 der Kragenbildungszone des Stempels 10 abhängt. Der Außendurchmesser des Lochs 36 der Matrize 27 sollte um mindestens zweimal die Blechdicke des umzuformenden Blechteils größer sein als der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 21 der Kragenbildungszone des Stempels 10, wenn beim Umformvorgang die Blechdicke des zylindrischen Abschnitts des Kragens nicht dünner als die Ausgangsblechdicke werden soll.The collar of the hole formed in a sheet metal part by means of stamp 10 and die 27 has, in addition to a conical, also a cylindrical section, the length of which depends, inter alia, on the ratio of the outside diameter of the punching zone 22 to the outside diameter of the cylindrical section 21 of the collar formation zone of the punch 10 . The outside diameter of the hole 36 of the die 27 should be at least twice the sheet thickness of the sheet metal part to be formed larger than the outside diameter of the cylindrical section 21 of the collar formation zone of the stamp 10 if the sheet thickness of the cylindrical section of the collar should not become thinner than the starting sheet thickness during the forming process.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten, insgesamt mit 39 bezeichneten Stempel handelt es sich um ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Stempels 10 von Fig. 1. Zu diesem gehört eine in Fig. 4 veranschaulichte, als Ganzes mit 41 bezeichnete Matrize. Bereiche des Stempels 39 und der Matrize 41, die gleich ausgestaltet sind wie die entsprechenden Bereiche des Stempels 10 bzw. der Matrize 27 haben gleiche Bezugszeichen.The stamp shown in FIG. 3, designated overall by 39 , is a modified exemplary embodiment of the stamp 10 of FIG. 1. This includes a die illustrated in FIG. 4 and designated overall by 41 . Areas of the stamp 39 and the die 41 which are configured in the same way as the corresponding areas of the punch 10 and the die 27 have the same reference symbols.

Der Stempel 39 unterscheidet sich vom Stempel 10 im wesentlichen dadurch, daß die Prägezone 18 neben den erhabenen Prägewülsten 24 auch vier radial angeordnete vertiefte Prägesicken 40 enthält. Diese kommen beim Umformvorgang mit komplementären erhabenen Prägewülsten 42 der Matrize 41 zur Deckung, wodurch in das zu bearbeitende Blechteil Verprägungen eingebracht werden, die auf der dem Kragen abgewandten Seite des Blechteils erhaben sind. Hierdurch wird erreicht, daß ein Anschlußbauteil in einem durch die Dicke der Verprägung definierten Abstand zum Blechteil zu liegen kommt und zu diesem nur einen Linienkontakt über die radialen Verprägungen hat, so daß die fertige Schraubverbindung von Blechteil und Anschlußbauteil beispielsweise durch Tauchen in ein Korrosionsschutzmittel bad wirksam gegen Korrosion geschützt werden kann, und zwar auch in dem besonders kritischen Verschraubungsbereich. The stamp 39 differs from the stamp 10 essentially in that the embossing zone 18 contains, in addition to the raised embossing beads 24, also four radially arranged recessed embossing beads 40 . During the forming process, these come to coincide with complementary raised embossing beads 42 of the die 41 , as a result of which embossments are introduced into the sheet metal part to be processed, which are raised on the side of the sheet metal part facing away from the collar. This ensures that a connecting component comes to lie at a distance defined by the thickness of the embossing from the sheet metal part and has only a line contact to the radial embossing, so that the finished screw connection of the sheet metal part and connecting component is effective, for example by immersion in a corrosion protection agent can be protected against corrosion, even in the particularly critical screw connection area.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen in vereinfachter Darstellung eine Schraubverbindung zwischen einem mittels Stempel 39 und Matrize 41 umgeformten Blechteil 44 und einem Anschlußbauteil 54. Die äußere Grenze eines Umformbereichs, innerhalb dessen das Blechteil 44 umgeformt wird, ist durch die gestrichtelte Linie 52 gegeben. Das Anschlußbauteil 54 weist ein Schrauben- Durchgangs-Loch 46 auf, über welches es mittels einer Schraube 58 an dem Blechteil 44 befestigt ist. Die Schraube 58 ist eine sogenannte Gewindefurchschraube, die sich ihr Gewinde beim Eindrehen in das Blechteil 44 selbst eindreht. Hierzu weist das Blechteil 44 ein als Mutter dienendes Schrauben-Loch 46' auf, das mit einem insgesamt mit 64 bezeichneten Kragen umgeben ist. Der Kragen 64 besitzt einen zylindrischen Abschnitt 70 und einen weiter außen liegenden konischen Abschnitt 68. Der Innendurchmesser des von dem zylindrischen Abschnitt 70 des Kragens 64 begrenzten Schrauben-Lochs 46' entspricht, bis auf durch Rückfederungseffekte hervorgerufene Abweichungen, dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 21 der Kragenbildungszone des Stempels 39. Das Blechteil 44 weist weiterhin radial verlaufende längliche Verprägungen 48 und 50 auf, von denen die Verprägungen 48 mit Bezug auf die dem Anschlußbauteil 54 zugewandte Oberfläche 56 des Blechteils 44 erhaben und die Verprägungen 50 vertieft sind. Figs. 5 to 7 show a simplified representation of a screw connection between a means of punch 39 and die 41 shaped sheet-metal part 44 and a connecting member 54. The outer limit of a forming area within which the sheet metal part 44 is formed is given by the broken line 52 . The connecting component 54 has a screw through hole 46 , via which it is fastened to the sheet metal part 44 by means of a screw 58 . The screw 58 is a so-called self-tapping screw which turns its thread itself when it is screwed into the sheet metal part 44 . For this purpose, the sheet metal part 44 has a screw hole 46 'serving as a nut, which is surrounded by a collar, designated overall by 64 . The collar 64 has a cylindrical section 70 and a conical section 68 located further out. The inside diameter of the screw hole 46 'delimited by the cylindrical section 70 of the collar 64 corresponds to the outside diameter of the cylindrical section 21 of the collar formation zone of the punch 39 , except for deviations caused by springback effects. The sheet metal part 44 also has radially extending elongated embossments 48 and 50 , of which the embossments 48 are raised with respect to the surface 56 of the sheet metal part 44 facing the connecting component 54 and the embossments 50 are deepened.

Diese Verprägungen 48, 50 werden dabei durch die Prägesicken 38 und 40 sowie die Prägewulste 24 und 42 des beschriebenen Umformwerkzeuges, d. h. durch den Stempel 39 und die Matrize 41 erzeugt. In gleicher Weise wird das Schrauben-Loch 46' mit dem Kragen 64 durch die Kragenbildungszone 20 bzw. durch den zylindrischen Abschnitt 21 derselben sowie durch die Stanzzone 22 des Stempels 39 in Zusammenwirken mit der Kragenbildungszone 34 und dem Loch 36 der Matrize 41 erzeugt. Dabei haben die wulstförmigen Verprägungen 48 im Querschnitt einen äußeren, in Richtung auf das Anschlußbauteil 54 ansteigenden Abschnitt 60, an den sich ein im wesentlichen parallel zu der Oberfläche 56 verlaufender Abschnitt 62 anschließt. Die Verprägungen 50 sind sickenförmig ausgestaltet mit einem von der Oberseite 56 des Blechteils nach unten verlaufenden äußeren Abschnitt 72 und einem im wesentlichen parallel zur Oberfläche 56 angeordneten Abschnitt 74. These embossments 48 , 50 are produced by the embossing beads 38 and 40 and the embossing beads 24 and 42 of the shaping tool described, ie by the punch 39 and the die 41 . In the same way, the screw hole 46 ′ with the collar 64 is produced through the collar formation zone 20 or through the cylindrical section 21 thereof and through the punching zone 22 of the stamp 39 in cooperation with the collar formation zone 34 and the hole 36 of the die 41 . The bead-shaped embossments 48 in cross-section have an outer section 60 rising in the direction of the connection component 54 , to which a section 62 extending essentially parallel to the surface 56 is connected. The embossments 50 are designed in the form of beads with an outer section 72 running downward from the upper side 56 of the sheet metal part and a section 74 arranged essentially parallel to the surface 56 .

Die Verprägungen 48 und 50 versteifen den Bereich, in dem über die Schraube 58 Kräfte in das Blechteil 44 eingeleitet werden, und sorgen für einen insgesamt günstigen Kraftfluß in dem Blechteil 44. Die wulstförmigen, über die Oberfläche 56 erhabenen Verprägungen 48 gewahrleisten darüber hinaus, daß das Anschlußbauteil 54 in einem definierten Abstand A zum Blechteil 44 zu liegen kommt. Dieser Abstand A wird so gewählt, daß er ausreichend ist, um in den Zwischenraum zwischen Blechteil 44 und Anschlußbauteil 54 der fertigen Schraubverbindung ein Korrosionsschutzmittel oder einen Lack einzubringen. The embossments 48 and 50 stiffen the area in which forces are introduced into the sheet metal part 44 via the screw 58 and ensure an overall favorable flow of force in the sheet metal part 44 . The bead-shaped embossments 48 raised above the surface 56 also ensure that the connection component 54 comes to lie at a defined distance A from the sheet metal part 44 . This distance A is chosen so that it is sufficient to introduce an anti-corrosion agent or a lacquer into the space between the sheet metal part 44 and the connection component 54 of the finished screw connection.

Reference list

1010th

Stempel
stamp

1212th

Schaft
shaft

1414

Schulter
shoulder

1616

Umformbereich
Forming area

1818th

Prägezone
Embossing zone

1919th

Konischer Abschnitt (von Conical section (from

2020th

)
)

2020th

Kragenbildungszone
Collar formation zone

2121

Zylindrischer Abschnitt (von Cylindrical section (from

2020th

)
)

2222

Stanzzone
Punching zone

2323

Schaft (von Shaft (of

2222

)
)

2424th

Prägewulst
Embossed bead

2626

Schaft
shaft

2727

Matrize
die

2828

Fixierfläche
Fixing surface

3030th

Umformbereich
Forming area

3232

Prägezone
Embossing zone

3333

Konischer Abschnitt (von Conical section (from

3434

)
)

3434

Kragenbildungszone
Collar formation zone

3535

Zylindrischer Abschnitt (von Cylindrical section (from

3434

)
)

3636

Loch
hole

3838

Prägesicke
Embossed bead

3939

Stempel
stamp

4040

Prägesicke
Embossed bead

4141

Matrize
die

4242

Prägewulst
Embossed bead

4444

Blechteil
Sheet metal part

4646

Schrauben-Durchgangs-Loch
Screw through hole

4646

' Schrauben-Loch
'' Screw hole

4848

Verprägung
Embossment

5050

Verprägung
Embossment

5252

Äußere Grenze eines Umformbereichs
Outer boundary of a forming area

5454

Anschlußbauteil
Connecting component

5656

Oberfläche von Surface of

4444

, ,

5454

zugewandt
facing

5858

Schraube (Gewindefurch-Schraube)
Screw (self-tapping screw)

6060

, ,

6262

Abschnitte (von Sections (of

4848

)
)

6464

Kragen
collar

6868

Konischer Abschnitt (von Conical section (from

6464

)
)

7070

Zylindrischer Abschnitt (von Cylindrical section (from

6464

)
)

7272

, ,

7474

Abschnitte (von Sections (of

5050

)
)

Claims

1. Forming tool with stamp ( 10 , 39 ) and die ( 27 , 41 ) to form a serving as a nut with a screw connection, with a collar ( 64 ) surrounding hole in a thin-walled sheet metal part ( 44 ), characterized in that the stamp ( 10 , 39 ) contains at least three shaping zones, of which a first zone is designed as a punching zone ( 22 ), a second zone as a collar formation zone ( 19 , 20 , 21 ) and a third zone as an embossing zone ( 18 ), and the die ( 27 , 41 ) contains at least two shaping zones, of which a first zone is designed as a collar formation zone ( 33 , 34 , 35 ) and a second zone as an embossing zone ( 32 ).

2. Forming tool according to claim 1, characterized in that the shaping zones of the punch ( 10 , 39 ) or the die ( 27 , 41 ) are arranged concentrically to the longitudinal axis of the forming tool.

3. Forming tool according to claim 1 or 2, characterized in that the embossing zone ( 18 , 32 ) of the punch or the die extends into the collar formation zone ( 20 , 34 ).

4. Forming tool according to one of the preceding claims, characterized in that the embossing zone ( 18 ) of the stamp contains raised and / or recessed areas ( 24 , 40 ) with areas ( 38 , 42 ) of the embossing zone ( 32 ) of the die to cover come, which are designed as negative forms with respect to the corresponding areas of the stamp.

5. Forming tool according to claim 4, characterized in that the raised or recessed areas ( 24 , 38 , 40 , 42 ) are arranged radially to the longitudinal axis of the forming tool.

6. Forming tool according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical receiving regions ( 14 , 28 ) of the shaft ( 12 , 26 ) of stamp and die correspond to those of standard punches and dies.