DE202019002530U1

DE202019002530U1 - Press-in element, arrangement and device

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Publication number: DE202019002530U1
Application number: DE202019002530.8U
Authority: DE
Original assignee: Arnoid Umformtechnik & Co KG GmbH
Current assignee: Arnoid Umformtechnik & Co KG GmbH
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2019-06-26
Anticipated expiration: 2029-06-12

Abstract

Einpresselement mit einem Schaft, mit einem Kopf, der an dem Schaft angeordnet ist, der in radialer Richtung über eine Mantelfläche des Schafts hinausragt und der auf seiner, dem Schaft zugewandten Seite eine Anlagefläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft sich ausgehend von der Anlagefläche erweitert.

Press-in element with a shaft, with a head which is arranged on the shaft, which projects in the radial direction over a lateral surface of the shaft and on its, the shaft-facing side has a contact surface, characterized in that the shaft starting from the contact surface extended.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einpresselement mit einem Schaft, mit einem Kopf, der an dem Schaft angeordnet ist, der in radialer Richtung über eine Mantelfläche des Schafts hinausragt und der auf seiner, dem Schaft zugewandten Seite eine Anlagefläche aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Einpresselement und wenigstens einem Blechbauteil und eine Vorrichtung zum Einpressen eines Einpresselements.The invention relates to a press-in element with a shaft, with a head which is arranged on the shaft, which projects in the radial direction over a lateral surface of the shaft and which has a contact surface on its side facing the shaft. The invention also relates to an arrangement with at least one press-in element according to the invention and at least one sheet-metal component and a device for pressing in a press-fit element.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 080 505 A1 ist ein Einpresselement mit einem Schaft, mit einem Kopf, der an dem Schaft angeordnet ist, der in radialer Richtung über eine Mantelfläche des Schafts hinausragt und der auf seiner, dem Schaft zugewandten Seite eine Anlagefläche aufweist, bekannt. Der Schaft ist zylindrisch ausgeführt. Wenn auf das Einpresselement eine Kraft entgegen der Einpressrichtung wirkt, können die erzielbaren Auspresskräfte zu gering für bestimmte Anwendungen sein.From the German patent application DE 10 2011 080 505 A1 is a press-in element with a shaft, with a head, which is arranged on the shaft, which projects in the radial direction over a lateral surface of the shaft and which has a bearing surface on its side facing the shaft. The shaft is cylindrical. When a force against the press-in direction acts on the press-in element, the achievable extrusion forces can be too low for certain applications.

Mit der Erfindung soll ein Einpresselement und eine Anordnung mit wenigstens einem Einpresselement dahingehend verbessert werden, dass größere Auspresskräfte erzielt werden können.With the invention, a press-in element and an arrangement with at least one press-in element are to be improved so that larger extrusion forces can be achieved.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Einpresselement mit einem Schaft, mit einem Kopf, der an dem Schaft angeordnet ist, der in radialer Richtung über eine Mantelfläche des Schafts hinausragt und der auf seiner, dem Schaft zugewandten Seite eine Anlagefläche aufweist, vorgesehen, bei dem der Schaft sich ausgehend von der Anlagefläche erweitert.According to the invention for this purpose, a press-in element with a shaft, with a head which is arranged on the shaft, which projects in the radial direction over a lateral surface of the shaft and on its side facing the shaft has a contact surface provided, in which the shaft extended starting from the contact surface.

Auf diese Weise bildet der Schaft einen Hinterschnitt aus, der nach dem Einpressen in ein Blechbauteil an dem Blechbauteil angreift und dadurch höhere Auspresskräfte sicherstellt. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass eine Anlage des Materials des Blechbauteils an dem Schaft trotz des durch den Schaft ausgebildeten Hinterschnitts erzielt werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass beim Einpressen oder auch Einstanzen des erfindungsgemäßen Einpresselements sich das Blechbauteil erwärmt und beim Abkühlen dann wieder zusammenzieht. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass beim Einpressen oder auch Einstanzen das Material des Blechbauteils geringfügig zum Fließen gebracht werden kann, so dass es dann auch im Bereich des Hinterschnitts an dem Schaft des Einpresselements anliegt.In this way, the shaft forms an undercut which engages after pressing into a sheet metal component on the sheet metal component and thereby ensures higher extrusion forces. Surprisingly, it has been found that an investment of the material of the sheet metal component can be achieved on the shaft despite the undercut formed by the shaft. It is assumed that during pressing or punching of the press-in element according to the invention, the sheet metal component is heated and then contracts again during cooling. In addition, it is assumed that the material of the sheet metal component can be made to flow slightly during pressing or stamping, so that it then rests in the region of the undercut on the shaft of the press-in.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Schaft im Querschnitt eine polylobulare Form auf.In a further development of the invention, the shaft has a polylobular shape in cross-section.

Eine polylobulare Form besteht aus mehreren gekrümmten Kanten mit vergleichsweise großem Radius, die durch abgerundete Bereiche mit vergleichsweise kleinem Radius verbunden sind. Beispielsweise ist ein trilobularer Querschnitt aus einem dreieckartigen Querschnitt mit konvex gekrümmten Kanten gebildet, wobei die Enden der Kanten durch Bereiche mit kleinen Radien miteinander verbunden sind. Mittels einer polylobularen Form des Querschnitts lässt sich eine sehr gute Verdrehsicherung des Einpresselements nach dem Einpressen erzielen.A polylobular shape consists of several curved edges of comparatively large radius connected by rounded areas of comparatively small radius. For example, a trilobular cross-section is formed of a triangular-like cross-section with convexly curved edges, the ends of the edges being interconnected by areas of small radii. By means of a polylobular shape of the cross section, a very good security against rotation of the press-in element can be achieved after the press-fitting.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Schaft kegelstumpfförmig ausgebildet.In a further development of the invention, the shaft is frustoconical.

Auf diese Weise lässt sich ein im Längsschnitt keilförmiger Hinterschnitt erzielen. Ein kegelstumpfförmiger Schaft lässt sich vergleichsweise problemlos herstellen, kann problemlos in ein Blechbauteil eingepresst oder eingestanzt werden und stellt eine erhebliche Verbesserung der Auspresskräfte gegenüber konventionellen Einpresselementen bereit.In this way, a wedge-shaped undercut in longitudinal section can be achieved. A frusto-conical shaft can be produced comparatively easily, can be pressed or stamped into a sheet-metal component without problems, and provides a considerable improvement of the extrusion forces compared with conventional press-in elements.

In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Kegelwinkel des Schafts im Bereich von 4° bis 8° und beträgt insbesondere 6°.In a further development of the invention, a cone angle of the shaft is in the range of 4 ° to 8 ° and is in particular 6 °.

Solche Kegelwinkel des Schafts lassen sich noch gut in ein Blechbauteil einpressen und gleichzeitig wird eine deutliche Verbesserung der Auspresskräfte des Einpresselements erzielt.Such cone angle of the shaft can still be pressed well into a sheet metal component and at the same time a significant improvement of the Auspresskräfte the press-fit is achieved.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Schaft an seinem, dem Kopf abgewandten Ende eine umlaufende Stanzkante auf.In a development of the invention, the shaft has a circumferential punching edge at its end facing away from the head.

Durch eine umlaufende Stanzkante ist es möglich, das erfindungsgemäße Einpresselement in nicht vorgelochte Bauteile einzusetzen. Überraschenderweise kann auch bei eingestanzten Einpresselementen sichergestellt werden, dass das Material des Bauteils, in das das Einpresselement eingestanzt wird, im Wesentlichen vollflächig an der Mantelfläche des hinterschnittenen Schafts anliegt.By a circumferential punching edge, it is possible to use the press-in element according to the invention in non-pre-punched components. Surprisingly, it can be ensured even with stamped-in press-in elements that the material of the component into which the press-in element is stamped bears substantially over the whole area against the jacket surface of the undercut shaft.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Schaft wenigstens abschnittsweise eine Rändelung auf.In a further development of the invention, the shaft has knurling at least in sections.

Eine Rändelung kann für eine Erhöhung der Auspresskräfte in axialer Richtung als auch zu einer Erhöhung von in Umfangsrichtung wirkenden Haltekräften sorgen. Speziell kann eine Verdrehsicherung deutlich verbessert werden.Knurling can provide an increase of the extrusion forces in the axial direction as well as an increase of circumferentially acting holding forces. Specifically, a rotation can be significantly improved.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Rändelung mittels in Längsrichtung des Schafts verlaufender Vorsprünge gebildet.In development of the invention, the knurling is formed by means extending in the longitudinal direction of the shaft projections.

Eine Längsrändelung lässt sich gut und kontrolliert in ein Blechbauteil einpressen, da das Einpressen in Längsrichtung des Schafts erfolgt. Eine Längsrändelung kann eine sehr gute Verdrehsicherung und in Verbindung mit der Erweiterung des Schafts ausgehend von der Anlagefläche auch hohe Auspresskräfte entgegen der Einpressrichtung bereitstellen. A longitudinal knurling can be well and controlled pressed into a sheet metal component, since the pressing in the longitudinal direction of the shaft takes place. A Längsrändelung can provide a very good anti-rotation and in connection with the extension of the shaft, starting from the contact surface and high Auspresskräfte against the press-in.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Schaft wenigstens abschnittsweise eine glatte Mantelfläche auf.In a further development of the invention, the shaft has, at least in sections, a smooth lateral surface.

Beispielsweise kann ein auf eine Stanzkante am freien Ende des Schafts folgender Bereich glatt ausgebildet sein oder ein Bereich, der sich unmittelbar an die Anlagefläche am Übergang zum Schaft anschließt, kann glatt ausgebildet sein. Solche Abschnitte mit glatter Mantelfläche des Schafts können das Einpressverhalten aber auch die Herstellbarkeit des erfindungsgemäßen Einpresselements verbessern.For example, a following on a punching edge at the free end of the shaft following area can be smooth or an area that connects directly to the contact surface at the transition to the shaft, can be smooth. Such sections with a smooth lateral surface of the shaft can improve the press-fit behavior but also the manufacturability of the press-fit element according to the invention.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch eine Anordnung mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Einpresselement und wenigstens einem Blechbauteil gelöst, wobei das Einpresselement in eine Durchgangsöffnung des Blechbauteils eingepresst ist und wobei das Material des wenigstens einen Blechbauteils über die gesamte Länge des Schafts des Einpresselements an einer Mantelfläche des Schafts anliegt.The problem underlying the invention is also solved by an arrangement with at least one press-in element according to the invention and at least one sheet metal component, wherein the press-in element is pressed into a through hole of the sheet metal component and wherein the material of the at least one sheet metal component over the entire length of the shaft of the press-in on a Lateral surface of the shaft rests.

In Weiterbildung der Erfindung ist das wenigstens eine Einpresselement in deckungsgleich angeordnete Durchgangsöffnungen mehrerer Blechbauteile eingepresst.In a further development of the invention, the at least one press-in element is pressed into congruently arranged passage openings of a plurality of sheet metal components.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch eine Vorrichtung zum Einpressen eines erfindungsgemäßen Einpresselements in wenigstens ein Blechbauteil gelöst, wobei die Vorrichtung eine Einpressmatrize mit einer Auflagefläche für das wenigstens eine Blechbauteil und eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Einpresselements und/oder der Einpressmatrize in Einpressrichtung aufweist, bei der die Auflagefläche wenigstens einen Vorsprung aufweist, wobei der Vorsprung in einem Bereich angeordnet ist, der im eingepressten Zustand des Einpresselements den Schaft des Einpresselements umgibt.The problem underlying the invention is also solved by a device for pressing a press-in element according to the invention in at least one sheet metal component, wherein the device has a Einpressmatrize with a bearing surface for the at least one sheet metal component and a feed device for moving the press-in and / or Einpressmatrize in the press-fitting in that the support surface has at least one projection, wherein the projection is arranged in a region which surrounds the shank of the press-in element in the pressed-in state of the press-in element.

Mittels wenigstens eines Vorsprungs in der Auflagefläche der Matrize, der in Richtung auf das Blechbauteil vorragt, kann erreicht werden, dass das Material des Blechbauteils beim Einpressen des Einpresselements so fließt, dass es im vollständig eingepressten Zustand des Einpresselements an dem Schaft des Einpresselements anliegt und dadurch ein Hinterschnitt zwischen Blechbauteil und dem Schaft des Einpresselements ausgebildet wird. Das Vorsehen wenigstens eines Vorsprungs sorgt dadurch für einen sicheren Halt des Einpresselements im Blechbauteil.By means of at least one projection in the support surface of the die, which protrudes in the direction of the sheet metal component, it can be achieved that the material of the sheet metal component during pressing of the press-in element flows so that it rests in the fully pressed state of the press-in element on the shaft of the press-in element and thereby an undercut is formed between the sheet metal component and the shank of the press-in element. The provision of at least one projection thereby ensures a secure hold of the press-in element in the sheet-metal component.

In Weiterbildung der Erfindung grenzt der wenigstens eine Vorsprung unmittelbar an den Schaft oder eine gedachte Verlängerung des Schafts in Einpressrichtung an.In a development of the invention, the at least one projection directly adjoins the shaft or an imaginary extension of the shaft in the press-fitting direction.

Auf diese Weise muss das Material des Blechbauteils in radialer Richtung nur geringfügig fließen, um in Anlage an den Schaft des Einpresselements zu gelangen und dadurch einen Hinterschnitt auszubilden.In this way, the material of the sheet metal component in the radial direction must flow only slightly to get into contact with the shank of the press-in element and thereby form an undercut.

In Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine Vorsprung in radialer Richtung von dem Schaft oder einer gedachten Verlängerung des Schafts in Einpressrichtung um eine Länge beabstandet, die zwischen einem Zehntel und einem Dreißigstel, insbesondere ein Zwanzigstel, des Radius des Schafts des Einpresselements beträgt.In a development of the invention, the at least one projection in the radial direction is spaced from the shaft or an imaginary extension of the shaft in the press-in direction by a length which is between one tenth and one thirtieth, in particular one twentieth, of the radius of the shaft of the pressfit element.

Der Vorsprung ist somit in radialer Richtung zwar beabstandet, aber noch sehr nahe an dem Schaft oder einer gedachten Verlängerung des Schafts angeordnet. Durch einen solchen geringen Abstand können einerseits Toleranzen des Einpresselements sowie der Positioniergenauigkeit beim Einpressen des Einpresselements kompensiert werden und dennoch muss das Material des Blechbauteils nur eine sehr geringe Distanz in radialer Richtung fließen, um den Hinterschnitt mit dem Einpresselement auszubilden.The projection is thus spaced in the radial direction, but still arranged very close to the shaft or an imaginary extension of the shaft. Tolerances of the press-in element and the positioning accuracy during press-fitting of the press-fit element can be compensated for by such a small distance, and yet the material of the sheet metal component only has to flow in the radial direction a very small distance in order to form the undercut with the press-in element.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Vorsprung ringförmig ausgebildet.In a further development of the invention, the projection is annular.

Der Vorsprung umgibt eine Durchgangsöffnung, in die das Einpresselement eingepresst werden soll, oder eine gedachte Verlängerung des Schafts des Einpresselements, wenn dieses in ein nicht vorgelochtes Blechbauteil eingesetzt werden soll. Der ringförmige Vorsprung sorgt dann dafür, dass das Material des Blechbauteils in radialer Richtung gleichmäßig nach innen in Richtung auf den Schaft des Einpresselements zu fließt und dadurch ein Hinterschnitt mit dem Schaft des Einpresselements hergestellt wird.The projection surrounds a passage opening into which the press-in element is to be pressed, or an imaginary extension of the shaft of the press-in element, if this is to be inserted into a sheet metal component which has not been punched. The annular projection then ensures that the material of the sheet metal component flows in the radial direction uniformly inwardly in the direction of the shank of the press-in element, thereby producing an undercut with the shank of the press-in element.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine dem wenigstens einen Blechbauteil zugewandte Oberseite des ringförmigen Vorsprungs eben.In a further development of the invention, the at least one sheet metal component facing top of the annular projection is flat.

Auf diese Weise kann das Material des Blechbauteils gleichmäßig in einem, den Schaft des Einpresselements umgebenden Bereich zum Fließen gebracht werden.In this way, the material of the sheet metal component can be made to flow evenly in a region surrounding the shank of the press-fit element.

In Weiterbildung der Erfindung weist der ringförmige Vorsprung in Einpressrichtung gesehen eine polylobulare Form auf. In a further development of the invention, the annular projection seen in the pressing in a polylobular shape.

Die polylobulare Form des ringförmigen Vorsprungs entspricht vorteilhaft der polylobularen Form des Schafts des Einpresselements, so dass in radialer Richtung gesehen der Vorsprung und der Schaft des Einpresselements bzw. eine gedachte Verlängerung des Schafts des Einpresselements gleichmäßig voneinander beabstandet sind.The polylobular shape of the annular projection advantageously corresponds to the polylobular shape of the shaft of the press-in element, so that in the radial direction the projection and the shaft of the press-in element or an imaginary extension of the shaft of the press-in element are uniformly spaced from one another.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie im Zusammenhang beschrieben oder gezeigt sind. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Einpresselements gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Ansicht auf die Schnittebene A-A des Einpresselements der 1,
3 eine vergrößerte, abschnittsweise Darstellung des Einpresselements der 1,
4 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Einpresselements gemäß einer zweiten Ausführungsform und
5 eine teilweise Schnittansicht einer Vorrichtung zum Einpressen und einer Anordnung.

Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description of preferred embodiments of the invention in conjunction with the drawings. Individual features of the different, illustrated and described embodiments can be combined with one another in an arbitrary manner without exceeding the scope of the invention. This also applies to the combination of individual features without further individual features with which they are described or shown in the context. In the drawings show:

1 a front view of a press-in element according to the invention according to a first embodiment,
2 a view on the cutting plane AA of the press-in element of 1 .
3 an enlarged, sectional representation of the press-in of the 1 .
4 an isometric view of a press-in element according to the invention according to a second embodiment and
5 a partial sectional view of a device for pressing and an arrangement.

1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Einpresselement 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Einpresselement 10 weist einen Schaft 12 und einen Kopf 14 auf, der an dem Schaft angeordnet ist und der in radialer Richtung über eine Mantelfläche des Schafts 12 hinausragt. Der Schaft 12 weist auf seiner Mantelfläche eine Längsrändelung auf, die durch zahlreiche, angrenzend aneinander angeordnete und im Querschnitt dreieckförmige Vorsprünge gebildet ist. Die Vorsprünge 16 verlaufen annähernd parallel zu einer Mittellängsachse 18 des Einpresselements 10 und im Wesentlichen über die gesamte Länge des Schafts 12, vgl. 2. 1 and 2 show a press-in element according to the invention 10 according to a first embodiment of the invention. The press-fit element 10 has a shaft 12 and a head 14 on, which is arranged on the shaft and in the radial direction over a lateral surface of the shaft 12 protrudes. The shaft 12 has on its lateral surface on a Längsrändelung, which is formed by numerous, adjacent to each other and triangular in cross-section projections. The projections 16 run approximately parallel to a central longitudinal axis 18 of the press-in element 10 and essentially over the entire length of the shaft 12 , see. 2 ,

Der Schaft weist einen trilobularen Querschnitt auf. Der trilobulare Querschnitt kann durch eine dreieckartige Form mit konvex nach außen gewölbten Kanten beschrieben werden, wobei die konvex gekrümmten Kanten durch konvexe Bereiche mit kleinerem Radius miteinander verbunden sind. Der Querschnitt des Schafts wird noch genauer anhand der Darstellung der 3 beschrieben.The shaft has a trilobular cross-section. The trilobular cross-section may be described by a triangular shape with convexly outwardly curved edges, the convexly curved edges being interconnected by convex portions of smaller radius. The cross section of the shaft will be described in more detail with reference to the illustration of 3 described.

Das Einpresselement weist eine konzentrisch zur Mittellängsachse 18 angeordnete Innengewindebohrung 20 auf. In die Innengewindebohrung 20 kann beispielsweise ein Bolzen eingeschraubt werden. Anstelle der Innengewindebohrung 20 kann das Einpresselement beispielsweise auch mit einem über das Ende des Schafts oder den Kopf hinausragenden Bolzen versehen sein, der dann zur Befestigung weiterer Bauteile vorgesehen sein kann. Die Innengewindebohrung 20 kann auch vollständig entfallen, beispielsweise wenn mit dem Einpresselement eine Möglichkeit geschaffen werden soll, einen Schweißpunkt zu setzen, oder wenn das Einpresselement für andere Zwecke dienen soll.The press-in element has a concentric to the central longitudinal axis 18 arranged internal threaded hole 20 on. Into the internal threaded hole 20 For example, a bolt can be screwed. Instead of the internal threaded hole 20 For example, the press-in element can also be provided with a bolt projecting beyond the end of the shaft or the head, which can then be provided for fastening further components. The internally threaded hole 20 can also be completely eliminated, for example, if with the press-in a possibility is to be created to set a weld point, or if the press-fit is to serve for other purposes.

2 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 1. Es ist zu erkennen, dass der Schaft 12 nicht zylindrisch ausgebildet ist, sondern sich ausgehend von einer Anlagefläche 22 auf einer dem Schaft 12 zugewandten Seite des Kopfes 14 erweitert. Der Schaft 12 hat eine kegelstumpfartige Form. Ein Kegelwinkel des Schafts 12 beträgt bei der in 2 dargestellten Ausführungsform 6°. In 2 eingezeichnet ist der halbe Kegelwinkel von 3°, also der Winkel, den in der Ansicht der 2 eine Mantellinie des Schafts 12 mit der Mittellängsachse 18 bzw. einer Parallelen zur Mittellängsachse 18 einschließt. Der Kegelwinkel des Schafts 12 kann im Rahmen der Erfindung im Bereich von 4° bis 8° liegen. 2 shows a view on the cutting plane AA in 1 , It can be seen that the shaft 12 is not cylindrical, but starting from a contact surface 22 on one of the shaft 12 facing side of the head 14 extended. The shaft 12 has a frustoconical shape. A cone angle of the shaft 12 is at the in 2 illustrated embodiment 6 °. In 2 plotted is the half cone angle of 3 °, ie the angle in the view of 2 a generatrix of the shaft 12 with the central longitudinal axis 18 or a parallel to the central longitudinal axis 18 includes. The cone angle of the shaft 12 may be within the scope of the invention in the range of 4 ° to 8 °.

In 2 ist einer der einen Abschnitt der Mantelfläche des Schafts 12 bildenden Vorsprünge 16 zu erkennen, wobei die Vorsprünge 16 gemeinsam eine Längsrändelung bilden, vgl. 1.In 2 is one of a section of the lateral surface of the shaft 12 forming protrusions 16 to recognize, with the projections 16 together form a longitudinal knurling, cf. 1 ,

An einem, in 2 rechts dargestellten freien Ende 24 des Schafts 12 ist eine umlaufende Stanzkante 26 angeordnet. Die Stanzkante 26 dient dazu, in ein Blechbauteil, in das das Einpresselement 10 eingepresst wird, eine Durchgangsöffnung zu stanzen. In 2 ist schematisch in der unteren Hälfte ein Blechbauteil 30 dargestellt. Die Stanzkante 26 liegt geringfügig außerhalb des Blechbauteils 30. Das Blechbauteil 30 liegt mit Ausnahme des Bereichs an der umlaufenden Stanzkante 26 vollflächig an der Mantelfläche des Schafts 12 an. At one, in 2 right end shown 24 of the shaft 12 is a circumferential punching edge 26 arranged. The punching edge 26 serves to a sheet metal component, in which the press-in element 10 is pressed to punch a through hole. In 2 is schematically in the lower half of a sheet metal component 30 shown. The punching edge 26 is slightly outside of the sheet metal component 30 , The sheet metal component 30 lies with the exception of the area at the circumferential punching edge 26 over the entire surface of the lateral surface of the shaft 12 on.

Beim Einpressen des Einpresselements 10 wird das Einpresselement mittels einer gegen eine Oberseite 32 des Kopfes 14 wirkenden Einpresskraft gegen das ungelochte Blechbauteil 30 gedrückt, wobei mit einer nicht dargestellten Matrize auf der in 2 rechts dargestellten Seite des Blechbauteils 30 gegengehalten wird. Die Stanzkante 26 stanzt eine Durchgangsöffnung in das Blechbauteil 30. Nachdem die in 2 dargestellte Position des Einpresselements 10 erreicht ist, fällt ein Stanzbutzen, der nicht dargestellt ist, ab. Es ist in 2 zu erkennen, dass die Vorsprünge 16 in radialer Richtung ein Stück weit über die umlaufende Stanzkante bzw. deren Projektion hinausragen. Alleine dadurch ist bei der dargestellten Ausführungsform sichergestellt, dass das Material des Blechbauteils 30 im Wesentlichen vollflächig an der Mantelfläche des Schafts 12 anliegt. Beim Einpressen des Einpresselements 10 erwärmt sich aber auch der die gestanzte Durchgangsöffnung unmittelbar umgebende Bereich des Blechbauteils 30. Nachdem die Position der 2 erreicht ist, kühlt das Blechbauteil wieder ab und der Bereich um die gestanzte Durchgangsöffnung zieht sich infolgedessen zusammen. Auch dadurch wird die im Wesentlichen vollflächige Anlage des Blechbauteils 30 an der Mantelfläche des Schafts 12 sichergestellt.When pressing in the press-fit element 10 is the press-in element by means of a against an upper side 32 Of the head 14 acting pressing force against the unperforated sheet metal component 30 pressed, with a die, not shown on the in 2 right side of the sheet metal component 30 is held against. The punching edge 26 punches a through hole in the sheet metal component 30 , After the in 2 shown position of the press-in element 10 is reached, a punched slug that does not fall is shown off. It is in 2 to recognize that the protrusions 16 project in the radial direction a little way over the circumferential punching edge or its projection. This alone ensures in the illustrated embodiment that the material of the sheet metal component 30 essentially on the entire surface of the lateral surface of the shaft 12 is applied. When pressing in the press-fit element 10 However, the region of the sheet-metal component immediately surrounding the stamped passage opening also heats up 30 , After the position of 2 is reached, the sheet metal component cools again and the area around the punched through hole contracts as a result. This also makes the substantially full-surface contact of the sheet metal component 30 on the lateral surface of the shaft 12 ensured.

Schließlich wird durch das Einpressen und das Gegenhalten mit einer Matrize erreicht, dass das Material des Blechbauteils 30, das die gestanzte Durchgangsöffnung unmittelbar umgibt, geringfügig zu fließen beginnt und in die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 16 eindringt und auch den hinterschnittenen Bereich des Schafts 12 flächig anliegend umgibt. Dieser Effekt kann beispielsweise dadurch verstärkt werden, dass, wie in 2 ansatzweise dargestellt ist, die Anlagefläche 22 des Einpresselements 10 ein Stück weit in die in 2 links liegende Oberfläche des Blechbauteils 30 hineingedrückt wird. Durch den Gegenhalt der in 2 nicht dargestellten Matrize wird dadurch Material des Blechbauteils 30 in radialer Richtung auf den Schaft 12 zu verlagert.Finally, it is achieved by the pressing and holding with a die that the material of the sheet metal component 30 that immediately surrounds the punched through hole, begins to flow slightly, and into the spaces between the protrusions 16 penetrates and also the undercut area of the shaft 12 surrounding flat. This effect can for example be reinforced by the fact that, as in 2 is shown approach, the contact surface 22 of the press-in element 10 a little way into the in 2 left-lying surface of the sheet metal component 30 is pressed into it. By the counterpoint of in 2 As a result, the die, which is not shown, becomes material of the sheet metal component 30 in the radial direction on the shaft 12 to relocate.

Mit dem erfindungsgemäßen Einpresselement 10 lassen sich nicht nur eine sehr gute Verdrehsicherung, also gegenüber einer Verdrehung um die Mittellängsachse 18, sondern auch hohe Auspresskräfte entgegen der Einpressrichtung, in 2 also nach links und parallel zur Mittellängsachse 18, erzielen. Dies wird durch den Hinterschnitt des Schafts 12 erreicht, der sich zur Bildung dieses Hinterschnitts in einer Richtung vom Kopf 14 weg kegelstumpfförmig erweitert.With the press-in element according to the invention 10 Not only a very good anti-rotation, so against a rotation about the central longitudinal axis 18 , but also high extrusion forces against the pressing direction, in 2 ie to the left and parallel to the central longitudinal axis 18 to achieve. This is done by the undercut of the shaft 12 attained, leading to the formation of this undercut in a direction from the head 14 extended away frusto-conical.

3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Einpresselements 10 der 1. Die Querschnittsform des Schafts 12 ist durch eine dreieckartige Form gebildet, die zwischen einem strichpunktiert dargestellten Umkreis 40 und einem ebenfalls strichpunktiert dargestellten Inkreis 42 verläuft. Die Mantelfläche bzw. ein Querschnitt der Mantelfläche wird durch drei Bereiche 44 mit vergleichsweise kleinem Radius gebildet, die um 120° voneinander beabstandet sind. Zwischen den Bereichen 44 liegen jeweils konvex gekrümmte Bereiche 46 mit größerem Radius. In der Mitte der Bereiche 44, in 3 dargestellt jeweils durch eine strichpunktierte Linie, liegt die Mantelfläche des Schafts 12 auf dem Umkreis 40. In der Mitte zwischen zwei strichpunktierten Linien, die die Mitte der Bereiche 44 angeben, berühren die Bereiche 46 mit größerem Radius dann den Inkreis 42. 3 shows an enlarged view of the press-in element 10 the 1 , The cross-sectional shape of the shaft 12 is formed by a triangular shape between a dash-dotted outline 40 and a likewise dot-dashed inscribed circle 42 runs. The lateral surface or a cross section of the lateral surface is defined by three areas 44 formed with comparatively small radius, which are spaced apart by 120 °. Between the areas 44 each lie convex curved areas 46 with a larger radius. In the middle of the areas 44 , in 3 represented by a dot-dash line, the lateral surface of the shaft is located 12 on the perimeter 40 , In the middle between two dotted lines, which are the middle of the areas 44 specify, touch the areas 46 with larger radius then the inscribed circle 42 ,

Die Darstellung der 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Einpresselement 50 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Einpresselement 50 weist einen Schaft 52 auf, der auf seiner Mantelfläche mit einer Längsrändelung in Form von zahlreichen, nebeneinander angeordneten und in Längsrichtung des Schafts 52 verlaufenden Rippen 56 versehen ist. Ein Kopf 54 des Einpresselements 50 ragt in radialer Richtung über den Schaft 52 hinaus. Eine Anlagefläche 58 des Kopfes 54, die dem Schaft 52 zugewandt ist, ist mit mehreren plateauförmigen Vorsprüngen 60 versehen. Bei der Ausführungsform der 4 ist die Anlagefläche 58 mit insgesamt acht plateauförmigen Vorsprüngen 60 versehen. Beim Einpressen des Einpresselements 50 dringen diese plateauförmigen Vorsprünge 60 ein Stück weit in die Oberfläche eines Blechbauteils ein, in das das Einpresselement 50 eingepresst wird. Die plateauförmigen Vorsprünge 60 sorgen für eine deutlich verbesserte Verdrehsicherung. Der Schaft 52 ist, wie der Schaft 12 des Einpresselements 10 der 2, so ausgebildet, dass er sich in axialer Richtung und von der Anlagefläche 58 weg kegelartig erweitert. Dies ist in der Perspektive der 4 nicht zu erkennen.The presentation of the 4 shows a press-in element according to the invention 50 according to a second embodiment. The press-fit element 50 has a shaft 52 on, on its lateral surface with a Längsrändelung in the form of numerous, juxtaposed and in the longitudinal direction of the shaft 52 running ribs 56 is provided. A head 54 of the press-in element 50 protrudes in the radial direction over the shaft 52 out. An investment area 58 Of the head 54 that the shaft 52 facing, is with several plateau-shaped projections 60 Provided. In the embodiment of the 4 is the contact surface 58 with a total of eight plateau-shaped projections 60 Provided. When pressing in the press-fit element 50 penetrate these plateau-shaped projections 60 a little way into the surface of a sheet metal component, in which the press-in element 50 is pressed. The plateau-shaped projections 60 provide a significantly improved anti-rotation. The shaft 52 is like the shaft 12 of the press-in element 10 the 2 , designed so that it extends in the axial direction and from the contact surface 58 extended away cone-like. This is in the perspective of 4 not recognizable.

5 zeigt eine teilweise Schnittansicht einer Vorrichtung zum Einpressen eines erfindungsgemäßen Einpresselements 10 und einer erfindungsgemäßen Anordnung mit dem Blechbauteil 30 und dem in das Blechbauteil 30 eingepressten Einpresselement 10. 5 shows a partial sectional view of a device for pressing a press-in element according to the invention 10 and an inventive arrangement with the sheet metal component 30 and in the sheet metal part 30 pressed-in press-in element 10 ,

Die Vorrichtung 70 weist eine Einpressmatrize 72 auf, die in 5 lediglich abschnittsweise dargestellt ist, und einen Stempel 74, der Teil einer im Übrigen nicht dargestellten Vorschubeinrichtung ist.The device 70 has a Einpressmatrize 72 on that in 5 is shown only in sections, and a stamp 74 , which is part of an otherwise not shown feed device.

Mit der Vorschubeinrichtung werden die Einpressmatrize 72 und der Stempel 74 aufeinander zubewegt, so dass das Einpresselement 10 in das Blechbauteil 30 eingepresst wird, bis der in 5 dargestellte Zustand erreicht ist. Das Blechbauteil 30 kann dabei vorgelocht sein, es ist aber auch möglich, das Einpresselement 10 in ein nicht vorgelochtes Blechbauteil einzupressen.With the feed device are the Einpressmatrize 72 and the stamp 74 moved towards each other, so that the press-in element 10 in the sheet metal part 30 is pressed until the in 5 shown state is reached. The sheet metal component 30 can be pre-punched, but it is also possible, the press-in 10 to be pressed into a non-pre-punched sheet metal component.

Die Einpressmatrize 72 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 76 versehen, der Teil einer Auflagefläche 78 der Einpressmatrize 72 für das Blechbauteil 30 bildet. Der ringförmige Vorsprung 76 weist eine ebene Oberseite auf und erhebt sich aus der ansonsten ebenen Auflagefläche 78. Der ringförmige Vorsprung 76 umgibt eine Durchgangsöffnung 80 in der Einpressmatrize 72. Die Durchgangsöffnung 80 ist dafür vorgesehen, im vollständig eingepressten Zustand des Einpresselements 10 einen Abschnitt des Schafts 12 des Einpresselements 10 aufzunehmen. Wird das Einpresselement 10 in ein ungelochtes Blechbauteil 30 eingepresst, dient die Durchgangsöffnung 80 zum Abführen des dann abfallenden Butzens.The press-in die 72 is with an annular projection 76 provided, the part of a support surface 78 the press-in die 72 for the sheet metal component 30 forms. The annular projection 76 has a flat top and rises from the otherwise flat bearing surface 78 , The annular projection 76 surrounds a passage opening 80 in the press-in die 72 , The passage opening 80 is intended, in the fully pressed state of the press-fit 10 a section of the shaft 12 of the press-in element 10 take. Will the press-in element 10 in an unperforated sheet metal component 30 Pressed in, serves the passage opening 80 for discharging the then sloping Butzens.

Der ringförmige Vorsprung 76 wird beim Einpressen des Einpresselements 10 in die Unterseite des Blechbauteils 30 in den Bereich eingepresst, der den Schaft 12 des Einpresselements 10 umgibt bzw. vor dem Einpressvorgang bzw. während des Einpressvorgangs eine gedachte Verlängerung des Schafts 12 des Einpresselements 10 umgibt. Eine in radialer Richtung innenliegende Begrenzung des ringförmigen Vorsprungs 76 ist abgerundet ausgebildet und in geringem Abstand von einem größten Außenumfang des Schafts 12 angeordnet. Dieser in radialer Richtung gemessene Abstand liegt zwischen einem Zehntel und einem Dreißigstel des Radius des Schafts 12 des Einpresselements 10 und liegt bei der dargestellten Ausführungsform bei etwa einem Zwanzigstel des Radius des Schafts 12 des Einpresselements 10. Eine Innenkante des ringförmigen Vorsprungs 76 kann auch unmittelbar an den Schaft 12 bzw. eine gedachte Verlängerung des Schafts 12 angrenzen. Bei der dargestellten Ausführungsform sorgt der geringe Abstand zwischen einer Innenseite des ringförmigen Vorsprungs 76 und dem Schaft 12 dafür, dass Toleranzen ausgeglichen werden können.The annular projection 76 is during the pressing of the press-in element 10 in the bottom of the sheet metal part 30 pressed into the area of the shaft 12 of the press-in element 10 surrounds or before the press-fitting or during the Einpressvorgangs an imaginary extension of the shaft 12 of the press-in element 10 surrounds. A radially inward boundary of the annular projection 76 is rounded and a short distance from a largest outer circumference of the shaft 12 arranged. This distance measured in the radial direction is between one tenth and one thirtieth of the radius of the shaft 12 of the press-in element 10 and in the illustrated embodiment is about one twentieth of the radius of the shaft 12 of the press-in element 10 , An inner edge of the annular projection 76 can also be directly to the shaft 12 or an imaginary extension of the shaft 12 adjoin. In the illustrated embodiment, the small distance between an inside of the annular projection provides 76 and the shaft 12 that tolerances can be compensated.

Der ringförmige Vorsprung 76 wird, wie ausgeführt wurde, in die Unterseite des Blechbauteils 30 eingedrückt und sorgt dafür, dass das Material des Blechbauteils in dem, den Schaft 12 umgebenden Bereich zu fließen beginnt und sich in radialer Richtung nach innen ausdehnt. Dies führt dazu, dass in den Bereichen 82 des Blechbauteils 30 das Material des Blechbauteils 30 an dem Schaft 12 anliegt, obwohl sich der Schaft 12 ja in Einpressrichtung erweitert. Eine eventuell vorher vorhandene Durchgangsöffnung, deren Innendurchmesser dem größten Außendurchmesser des Schafts 12 entspricht, wird durch das Fließen des Materials des Blechbauteils 30 in radialer Richtung nach innen infolgedessen zumindest in dem an die Oberseite des Blechbauteils 30 angrenzenden Bereich verengt, so dass das Blechbauteil 30 und das Einpresselement 10 den in 5 dargestellten Hinterschnitt ausbilden können, wenn das Einpresselement 10 vollständig in das Blechbauteil 30 eingepresst ist, wie in 5 dargestellt ist. Im Rahmen der Erfindung kann das Einpresselement 10 in ein ungelochtes Blechbauteil 30 eingesetzt werden. Die in 5 unten liegende Kante des Schafts 12 stanzt in diesem Fall zunächst einen Butzen aus dem Blechbauteil 30. Beim Einpressen des Einpresselements 10 wird gleichzeitig durch den ringförmigen Vorsprung 76, der in die Unterseite des Blechbauteils 30 eingedrückt wird, das Material des Blechbauteils 30 in dem, den Schaft 12 umgebenden Bereich zum Fließen gebracht, so dass das Material des Blechbauteils 12 radial nach innen fließt und den in 5 dargestellten Hinterschnitt mit dem Schaft 12 des Einpresselements 10 ausbildet. Das Fließen des Materials des Blechbauteils radial nach innen sorgt dann auch für einen Formschluss zwischen einer Rändelung am Schaft 12 und dem umgebenden Material des Blechbauteils 30.The annular projection 76 is, as stated, in the bottom of the sheet metal component 30 pressed and ensures that the material of the sheet metal component in the, the shaft 12 surrounding area begins to flow and extends in the radial direction inwards. This causes that in the areas 82 of the sheet metal component 30 the material of the sheet metal component 30 on the shaft 12 rests, although the shaft 12 yes expanded in press-fit. A possibly existing passage opening, the inner diameter of the largest outer diameter of the shaft 12 corresponds, is due to the flow of the material of the sheet metal component 30 in the radial direction inwardly as a result, at least in the top of the sheet metal component 30 narrowed adjacent area, leaving the sheet metal part 30 and the press-in element 10 the in 5 formed undercut can form when the press-in 10 completely in the sheet metal part 30 is pressed in, as in 5 is shown. In the context of the invention, the press-in element 10 in an unperforated sheet metal component 30 be used. In the 5 lower edge of the shaft 12 In this case, first a punch is punched out of the sheet metal component 30 , When pressing in the press-fit element 10 is simultaneously through the annular projection 76 which is in the bottom of the sheet metal component 30 is pressed, the material of the sheet metal component 30 in that, the shaft 12 surrounding area made to flow, leaving the material of the sheet metal component 12 flows radially inward and the in 5 illustrated undercut with the shaft 12 of the press-in element 10 formed. The flow of the material of the sheet metal component radially inward then also ensures a positive connection between a knurling on the shaft 12 and the surrounding material of the sheet metal component 30 ,

Alternativ zu dem ringförmigen Vorsprung 76 können auch mehrere, voneinander beabstandete Vorsprünge vorgesehen sein, die den Schaft 12 des Einpresselements 10 umgeben.Alternatively to the annular projection 76 can also be provided a plurality of spaced-apart projections, which the shaft 12 of the press-in element 10 surround.

Der ringförmige Vorsprung 76 ist vorteilhaft über den Umfang des Schafts 12 gesehen gleichmäßig von dem Schaft 12 beabstandet. Wenn der Schaft 12 einen polylobularen Querschnitt aufweist, wird auch der ringförmige Vorsprung 76 entsprechend polylobular ausgestaltet.The annular projection 76 is advantageous over the circumference of the shaft 12 seen evenly from the shaft 12 spaced. When the shaft 12 has a polylobular cross section, also the annular projection 76 designed accordingly polylobular.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011080505 A1 [0002]

Claims

Press-in element with a shaft, with a head which is arranged on the shaft, which projects in the radial direction over a lateral surface of the shaft and on its, the shaft-facing side has a contact surface, characterized in that the shaft starting from the contact surface extended.

Press-in element after Claim 1 , characterized in that the shaft has a polylobular shape in cross-section.

Press-in element after Claim 1 or 2 , characterized in that the shaft is frustoconical.

Press-in element after Claim 3 , characterized in that a cone angle of the shaft is in the range of 4 ° to 8 ° and in particular 6 °.

Press-in element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the shaft has a circumferential punching edge at its end facing away from the head.

Press-in element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the shaft has knurling at least in sections.

Press-in element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the knurling is formed by means extending in the longitudinal direction of the shaft projections.

Press-in element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the shaft has at least partially a smooth lateral surface.

Arrangement with at least one press-in element according to at least one of the preceding claims and at least one sheet metal component, wherein the press-in element is pressed into a passage opening of the sheet metal component and wherein the material of the at least one sheet metal component over the entire length of the shaft of the press-in element bears against a lateral surface of the shaft.

Arrangement according to Claim 9 , characterized in that the at least one press-in element is pressed into congruently arranged passage openings of a plurality of sheet metal components.

Device for pressing in a press-fit element according to one of the preceding Claims 1 to 8th in at least one sheet metal component, wherein the device has a Einpressmatrize with a support surface for the at least one sheet metal component and a feed device for moving the press-in and / or Einpressmatrize in the press-in, characterized in that the support surface has at least one projection, wherein the projection in a Is arranged region which surrounds the shank of the press-in element in the pressed state of the press-in element.

Device after Claim 11 , characterized in that the at least one projection directly adjacent to the shaft or an imaginary extension of the shaft in the pressing-in direction.

Device after Claim 11 characterized in that the at least one projection in the radial direction is spaced from the shaft or an imaginary extension of the shaft in the pressing-in direction by a length which is between one tenth and one thirtieth, in particular one twentieth of the radius of the shaft of the press-in element.

Device after Claim 11 . 12 or 13 , characterized in that the projection is annular.

Device after Claim 14 , characterized in that a the at least one sheet metal component facing top of the annular projection is flat.

Device after Claim 14 or 15 , characterized in that the annular projection seen in the pressing-in direction has a polylobular shape.