DE2524507C2

DE2524507C2 - Nut, method of fastening it, and tools for performing the procedure

Info

Publication number: DE2524507C2
Application number: DE19752524507
Authority: DE
Inventors: Harold A. Dipl.-Ing. Livonia Mich. Ladouceur
Original assignee: Multifastener Corp
Current assignee: Multifastener Corp
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE2524507A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mutter bzw. Mutternbefestigung, ein Verfahren zur Verbindung der Mutter mit einem plattenförmigen Werkstück sowie ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a nut or nut fastening, a method for connecting the nut with a plate-shaped workpiece and a tool for performing the method.

Zur Herstellung einer Mutternbefestigung an einem Blech ist es durch die FR-OS 21 41 787 und durch die DE-OS 22 29 499 bekannt, eine Mutter zu verwenden, die neben der eigentlichen Mutternbohrung noch eine zweite Bohrung oder Ansenkung aufweist. Der Durchmesser der zweiten Bohrung ist größer als die Mutternbohrung, und es bildet sich eine ringförmige Oberfläche in der Mutter. Die zweite Bohrung schließt sich unmittelbar an die Endfläche der Mutter an, gegen welche das Blech zur Anlage kommt und besitzt noch einen Bohrungsabschnitt, der sich zur Endfläche hin verjüngt.To produce a nut attachment to a sheet metal, it is through the FR-OS 21 41 787 and through the DE-OS 22 29 499 known to use a nut which, in addition to the actual nut hole, still has one has a second bore or countersink. The diameter of the second hole is larger than the nut hole, and an annular surface is formed in the nut. The second hole closes immediately to the end face of the nut against which the sheet comes to rest and has another Bore section which tapers towards the end face.

In diese zweite Bohrung mit Verjüngungsabschnitt wird mittels eines Stanzstempels das Blechmaterial hineingepreßt, so daß nach der Auffüllung mit dem Blechmaterial ein etwa der Mutternbohrung entsprechender Durchmesser auch in diesem Bereich vorliegtThe sheet metal material is pressed into this second bore with a tapered section by means of a punch, so that after the filling with the sheet material an approximately corresponding to the nut hole Diameter is also present in this area

Beim Einschrauben einer selbstschneidenden Gewindeschraube oder einer Gewindefomschraube wird dann ein Gewinde zunächst in das Blechmaterial und anschließend in die kontinuierlich sich fortsetzende Mutternbohrung geschnitteaWhen screwing in a self-tapping thread screw or a thread forming screw then a thread first in the sheet metal and then in the continuously continuing one Nut hole cut a

Um relative Verschiebungen zwischen der Mutter und dem Blech beim Eindrehen der Gewindeschraube in möglichst engen Grenzen zu halten, sind vorbeugende Maßnahmen getroffen worden, beispielsweise Schlitze im Mutternkörper oder Rippen bzw. Stege in der Bohrung selbst Trotz solcher Vorkehrungen führen insbesondere die beim Gewindeschneiden auftretenden hohen Dreh- und Axialabdrückkräfte oftmals zu einer nicnt ausreichenden Verbindung der Mutter mit dem Blech; auch ist die gleichmäßige Ausbildung des Gewindes nicht gewährleistetTo avoid relative displacements between the nut and the sheet metal when screwing in the threaded screw in To keep the limits as narrow as possible, preventive measures have been taken, such as slots in the nut body or ribs or webs in the bore itself. Despite such precautions, lead in particular the high torsional and axial push-off forces that occur during thread cutting are often combined into one Insufficient connection between the nut and the sheet metal; also is the uniform formation of the thread not guaranteed

Aus der US-PS 32 82 317 ist eine Mutternbefestigung bekannt, bei der die Mutter eine erste kreisförmige Bohrung zur Aufnahme einer Schraube aufweist und eine Ansenkung besitzt, die sich zu der dem plattenförmigen Werkstück anliegenden Mutternfläche hin verjüngt. Der primäre Zweck der sich verjüngenden Ansenkung besteht darin, die Mutter auf dem plattenförmigen, aus Metall bestehenden Werkstück gegen axiale Verschiebungen zu sichern, die durch Abdrückkräfte beim Einschrauben einer selbstschneidenden Schraube od. dgl. in die Mutternbohrung auftreten können. Eine derartige Ausbildung verhindert jedoch nicht Drehbewegungen bzw. Drehversetzungen der Mutter während des Einschraubvorganges, was dazu führen kann, daß ein Schräggewinde geschnitten wird. Außerdem kann eine derartige Mutter trotz der mit der sich verjüngenden Ausfräsung beabsichtigten Verankerung axial versetzt werden, da die selbstschneidende Schraube direkt in die Mutternbohrung schneidet.From US-PS 32 82 317 a nut fastener is known in which the nut has a first circular bore has for receiving a screw and has a countersink, which extends to the plate-shaped Workpiece tapered nut surface. The primary purpose of the tapered countersink consists in the nut on the plate-shaped, made of metal workpiece against axial displacement to secure the od by pressing forces when screwing in a self-tapping screw. can occur in the nut hole. However, such a design does not prevent rotational movements or rotational dislocations of the nut during the screwing process, which can lead to a Helical thread is cut. In addition, such a mother can despite the tapered Milling intended anchorage are axially offset, as the self-tapping screw directly into the Nut hole cuts.

Weiterhin ist in der US-PS 32 34 987 eine Mutternausbüdung offenbart, bei der eine Vielzahl radialer Zakken zur Stabilisierung der Mutter an dem Blech bzw. der Platte gegen Drehbewegung während des Gewindeschneidvorgangs vorgesehen ist. Außerdem besitzt diese Mutter eine verformte Kante zur Verhinderung axialer Bewegungen der Mutter. Diese bekannte Mutter ist jedoch mit einer bereits ein Gewinde aufweisenden Bohrung zur Aufnahme einer Schraube mit Außengewinde versehen; sie weist also keine lediglich kreisförmige Bohrung zur Aufnahme einer selbstschneidenden Schraube auf, wie es bevorzugt im Rahmen der Erfindung vorgesehen ist. Sofern diese bekannte Mutter in !Combination mit einer selbstschneidenden Schraube verwendet würde, würde sie sehr leicht entweder axial oder in Drehrichtung bewegt und unerwünscht versetzt werden können, da die axialen Kräfte, die beim Gewindeschneiden auftreten, direkt auf die Mutter übertragen werden würden.Furthermore, in US-PS 32 34 987 a Nutausbüdung discloses in which a plurality of radial Zakken to stabilize the nut on the sheet or the plate is provided against rotational movement during the tapping process. Also owns this nut has a deformed edge to prevent axial movements of the nut. This famous mother is, however, with an already threaded hole for receiving a screw with an external thread Mistake; so it does not have a purely circular one Hole for receiving a self-tapping screw, as is preferred within the scope of the invention is provided. Provided this well-known nut is in combination with a self-tapping screw were used, it would very easily be moved either axially or in the direction of rotation and would be undesirably displaced as the axial forces that occur during thread cutting are transmitted directly to the nut would be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile mit einer Mutter sowie der Art ihrer Befestigung zu vermeiden, die sich insbesondere zur Aufnahme selbstschneidender Schrauben eignet. Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, Dreh- und Axialverschiebungen durch eine Ansenkung oder Ausfräsung zu verhindern, die in einer ringförmigen Fläche mit »Berg- und Tal-Gestaltung« endet. Das von der Ansenkung der Mutter umgrenzte bzw. abgedeckte Material des Bleches bzw. der Platte wird in die Form eines ringförmigen Vorsprungs gestanzt und gebogen, der in ein Endteil ausläuft, und zwar paarig mit und benachbart zur ringförmigen Oberfläche der Ansenkung. Das kronenförmige Verbindungsverhältnis zwischen der Mutternansenkung und dem umgebogenen Platten- bzw. Blechmaterial stabilisiert bzw. fixiert die Mutter gegen Dreh- und axiale Bewegung während des Eindrehens einer selbstschneidenden Schiaube.The invention is based on the object of the aforementioned disadvantages with a mother and the nature of her Avoid fastening, which is particularly suitable for holding self-tapping screws. the The solution to this problem is based on the idea of rotational and axial displacements by means of a countersink or to prevent milling that ends in a ring-shaped surface with a »mountain and valley design«. That from the countersinking of the mother bounded or covered material of the sheet or plate is in the Punched and bent in the form of an annular projection which terminates in an end part, in pairs with and adjacent to the annular surface of the countersink. The crown-shaped connection ratio between the nut countersink and the bent plate or sheet metal stabilizes or fixes the Nut against rotational and axial movement while screwing in a self-tapping screw.

Durch das US-Patent 20 04 182 ist es beispielsweise weiterhin bekannt, ein Blech zu stanzen und das Blechmaterial so umzubiegen, daß es an seinen Enden eine gezackte Form annimmt Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung wird bei diesem bekannten Vorschlag jedoch das Ausbrechen des gestanzten Blechmaterials nicht kontrolliert, während bei der Erfindung das Blechmaterial in eine Ansenkung hinein verformt wird, die in einer ringförmigen Oberfläche endet, paarig mit dem Ende bzw. den Endabschnitten des Blechausbruchs, so daß die Mutter gegen Drehverschiebung während des Gewindeschneidens bzw. des Einschraubens einer selbstschneidenden Schraube fixiert wirdFrom US Pat. No. 20 04 182, for example, it is also known to punch a sheet metal and the sheet metal material bend so that it assumes a jagged shape at its ends In contrast to the present one In this known proposal, however, the invention is the breaking out of the stamped sheet metal material not controlled, while in the invention the sheet metal material is deformed into a countersink, which in ends an annular surface, paired with the end or the end sections of the sheet metal breakout, see above that the nut against rotational displacement during threading or screwing in a self-tapping screw is fixed

Die erfindungsgemäße Mutter besitzt eine der Anlage dienende Befestigungsfläche zur Montage an einer Metallplatte bzw. einem Blech und eine kreisringförmige Bohrung durch die Montagefläche zur Aufnahme einer Schraube, die gegebenenfalls selbstschneidend ausgebildet sein kann. Um die Mutter während des Einschraubvorganges der Schraube an dem Blech gegen Drehverschiebung zu fixieren, weist die Mutter weiterhin in der Befestigungsfläche eine Ansenkung auf, die in einer ringförmigen Oberfläche mit kronenartiger Konfiguration endet Die Mutter kann vorzugsweise zusätzlich eine zweite Ansenkung besitzen, die sich zur Befestigungsfläche hin verjüngt, so daß eine einspringende Nut zur Aufnahme von Blechmaterial entsteht, wodurch die Mutter während des Einschraubvorganges gegen Axialverschiebung gesichert wird.The nut according to the invention has a fastening surface which is used for installation on a plant Metal plate or sheet metal and an annular hole through the mounting surface for receiving a screw, which can optionally be designed to be self-tapping. To the nut during the screwing-in process To fix the screw on the sheet metal against rotational displacement, the nut still has a countersink in the mounting surface formed in an annular surface with a crown-like configuration ends The nut can preferably also have a second countersink that becomes the fastening surface tapers out so that a re-entrant groove for receiving sheet metal material is created, whereby the nut is secured against axial displacement during the screwing-in process.

Das Verfahren zum Anbringen dieser Mutter an einem Blech besteht darin, daß die Mutternbefestigungsfläche gegen das Blech gerichtet und das Blech, mit der betreffenden Stelle der Mutternbohrung zugeordnet, mit einem Stanzwerkzeug gestanzt wird. Das Ende des Stanzwerkzeuges weist eine Vielzahl sich schneidender, ebener Oberflächen auf, die zur Achse der Mutternbohrung geneigt verlaufen und sich derart schneiden, daß eine Vielzahl von Kanten sowie eine Stanzspitze entstehen. Die sich schneidenden Flächen werden bei einem Ausführungsbeispiel durch eine Vielzahl von Ebenen gebildet, während sie bei einem anderen Ausführungsbeispiel durch eine Vielzahl von Nuten verwirklicht werden. Der Stanz- und Befestigungsvorgang besteht darin, daß das Stanzwerkzeug durch das Blechmaterial und in die Mutternbohrung gedrückt wird, um das durch den Umfang der Mutternansenkung umgrenzte Blechmaterial axial wegzudrücken und in die Mutter zu pressen. Das verformte Blechmaterial nimmt ringförmige Gestalt an und endet in einer Vielzahl in Spitzen auslaufender Ecken, die durch die Kanten des Stanzwerkzeuges gebildet werden. Während des Befestigungsvorganges ist die Mutter derart ausgerichtet, daß die kronenförmige Ringausbildung der Ansenkung zum Werkzeug fluchtend ausgerichtet ist, so daß das vorspringende Blechende in die Ansenkungsauszackung gepreßt wird, um die Mutter an dem Blech gegen Dreh- und Axialabdrückkräfte zu sichern, die während des Eindrehens einer Schraube auftreten. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Mutter eine ein-The method of attaching this nut to a sheet metal is that the nut mounting surface directed against the sheet metal and assigned to the sheet metal with the relevant point of the nut hole, is punched with a punching tool. The end of the punch has a multitude of features intersecting, flat surfaces that are inclined to the axis of the nut bore and so cut so that a multitude of edges as well as a punching point arise. The intersecting surfaces are formed in one embodiment by a plurality of planes, while in another they Embodiment can be realized by a plurality of grooves. The punching and fastening process is that the punch is pushed through the sheet metal and into the nut hole is to axially push away the sheet metal material delimited by the circumference of the nut countersink and into the To squeeze mother. The deformed sheet material assumes an annular shape and ends in a multitude of Tips of tapering corners, which are formed by the edges of the punching tool. During the fastening process the nut is oriented so that the crown-shaped ring formation of the countersink is aligned with the tool, so that the protruding sheet metal end in the countersunk serration is pressed in order to secure the nut on the sheet metal against rotational and axial abutment forces that occur during the Occurrence of screwing in a screw. In a preferred embodiment, the nut has a single

springende Nut auf, die eine sich verjüngende Vertiefung darstellt. Ein Teil des Blechmaterials wird in diese Vertiefung durch die Lochstanzwirkung des Stanzwerkzeuges gedrückt und dient dazu, die Mutter am Blech gegen axiale Abdrückkräfte oder Abhebekräfte zusätzlich zu sichern.jumping groove, which is a tapered recess. Part of the sheet metal material is in this Depression pressed by the hole punching action of the punching tool and serves to keep the nut on To additionally secure sheet metal against axial pushing-off forces or lifting-off forces.

Der während des Stanzvorganges gebildete ringförmige Blechvorsprung wird in die Mutternansenkungen wie beschrieben gepreßt und kann einen inneren Durchmesser haben, der gleich dem Durchmesser der Mutternbohrung ist, so daß durch den Blechvorsprung und in die Mutternbohrung hinein ein kontinuierliches Innengewinde gebildet werden kann. Sofern eine selbstschneidende Schraube verwendet wird, schneidet diese beim Anbringen an einer derartigen Mutter-Blech-Verbindung zunächst in das Material des Blechvorsprungs, das dadurch die durch die Schraube auf die Verbindung ausgeübten axialen Schneidkräfte absorbiert. Beim weiteren Einschrauben in die Verbindung schneidet die Schraube gleichzeitig durch die in Spitzen auslaufenden Teile des Endabschnittes des Blechvorsprungs und in die inneren Seitenflächen der durch die Ansenkungsauszackung gebildeten Ecken oder Spitzen. Das gleichzeitige Einschneiden in diese beiden ineinandergreifenden Oberflächen führt zu außerordentlich guten Ergebnissen. Erstens wird die Mutter gegen während des Einschraubens auftretende Drehkräfte gesichert und zweitens bilden die durch die Mutternansenkung gebildeten Spitzen einen »Einlauf«, der für ein kontinuierliches Gewinde vom Blechmaterial in die Mutternbohrung sorgt.The ring-shaped sheet metal projection formed during the punching process is inserted into the nut countersinks pressed as described and may have an inner diameter equal to the diameter of the Nut hole is so that a continuous through the sheet metal projection and into the nut hole Internal thread can be formed. If a self-tapping screw is used, it will cut When attaching such a nut-sheet metal connection, first in the material of the sheet metal projection, which thereby absorbs the axial cutting forces exerted on the connection by the screw. With further Screwing into the connection cuts the screw at the same time through the tapering tips Parts of the end portion of the sheet metal projection and into the inner side surfaces of the serrated countersink formed corners or points. The simultaneous cutting into these two interlocking Surfaces leads to extremely good results. First, the nut is against during screwing in occurring torsional forces secured and secondly form those formed by the counterbore Points an »inlet«, which ensures a continuous thread from the sheet metal material into the nut bore.

Selbstverständlich führt das Ineinandergreifen der kronenförmigen Blechverformung und der Ansenkungsauszackung zu denselben Vorteilen, unabhängig von der Art der verwendeten Schraube, da diese Gestaltungsmerkmale die Mutter am Blech während eines Einschraubvorganges sei es einer selbstschneidenden Schraube oder irgendeiner anderen Schraube absolut unbeweglich halten.Of course, the interlocking of the crown-shaped sheet metal deformation and the countersunk serration leads to the same advantages regardless of the type of screw used, as these design features the nut on the sheet metal during a screwing-in process, be it a self-tapping one Hold the screw or any other screw absolutely immovable.

Während des Eindrehvorganges der Schraube wird Blechmaterial nach außen geweitet in engen Umfangskontakt mit den Oberflächen der Mutternansenkung. Weiteres Einschrauben zieht dann Mutter und Blech eng zusammen, so daß dann eine sichere Blechverbindung entstehtDuring the screwing-in process of the screw, sheet metal is expanded outwards into close circumferential contact with the surfaces of the nut countersink. Further screwing in then pulls the nut and sheet metal closely together so that a secure sheet metal connection is created

Aus den vorstehend!, r. Ausführungen ergibt sich, daß mit der vorliegenden Erfindung die bisher bestehenden Probleme des festen Verankerns oder Fixierens einer Mutter auf bzw. an plattenförmigen! Material während des Einschraubvorgangs gelöst werden durch einen einzigen Lochstanzschlag, indem das Ausbrechen des Biechmaterials während des Stanzens und Anbringens kontrolliert bzw. gesteuert wird.From the above !, r. It follows that with the present invention the heretofore existing problems of firmly anchoring or fixing a Nut on or on plate-shaped! Material can be loosened during the screwing-in process by a single punching stroke by breaking out the sheet material during punching and attachment is controlled or controlled.

Anhand der Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind, wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert Es zeigenThe invention will be explained with reference to the drawings, in which preferred exemplary embodiments are shown It will be explained in more detail below

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mutter;F i g. 1 is a perspective view of a nut according to the invention;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Mutter zur Darstellung der Ausfräsung bzw. Ansenkung, mit der die absolute Befestigung der Mutter an einem Blech erreicht wird;F i g. 2 is a plan view of the nut to show the cutout or countersink with which the absolute Attachment of the nut to a sheet metal is achieved;

F i g. 3 die Mutter, vertikal geschnitten;F i g. 3 the nut, cut vertically;

F i g. 4 einen teilweisen Schnitt durch die Mutter entlang der Linie 4-4 in F i g. 3;F i g. 4 shows a partial section through the nut along the line 4-4 in FIG. 3;

F i g. 5 eine Ansicht auf das Ende eines erfindungsgemäßen Stanzwerkzeuges, wobei die Reißkanten und flachen Oberflächen, die das Ausbrechen des gestanzten Blechmaterials kontrollieren, dargestellt sind;F i g. 5 is a view of the end of a punching tool according to the invention, the tear edges and flat surfaces controlling the breakout of the stamped sheet material are shown;

F i g. 6 die Mutter und das Blech in einem für das Anbringen vorgesehenen Stanzstempel, teilweise im 'Schnitt;F i g. 6 the nut and the sheet metal in a punch provided for attachment, partly in 'Cut;

F i g. 7 und 8 ähnliche Darstellungen wie F i g. 6, wobei jedoch die während des Anbringvorganges erfolgende Verformung des Blechmaterials verdeutlicht wird;F i g. 7 and 8 representations similar to those in FIG. 6, but taking place during the application process Deformation of the sheet material is illustrated;

Fig.9 die fertiggestellte Mutter-Blech-Befestigung, im teilweisen Schnitt;
Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie 10-10 in9 shows the completed nut-sheet metal fastening, in partial section;
Fig. 10 is a section along line 10-10 in

ίο Fig.9, zur Verdeutlichung der ineinandergreifenden Anordnung von Mutternansenkung und Endteil des Blechvorsprungs;ίο Fig. 9, to clarify the interlocking Arrangement of nut countersink and end part of the sheet metal projection;

F i g. 11 eine fertiggestellte Muttern-, Blech- und Schraubenanordnung, bei der eine selbstschneidende Schraube ein durchgehendes Gewinde durch den Blechvorsprung und in die Mutternbohrung schneidet, teilweise im Schnitt;F i g. 11 a completed nut, sheet metal and Screw arrangement in which a self-tapping screw has a continuous thread through the Sheet metal protrusion and cuts into the nut hole, partly in section;

Fig. 12 und 13 Seitenansicht bzw. Endansicht eines Stanzwerkzeuges, mit dem eine Blechverformung durchgeführt wird, die zu der in den Fig. 14 und 15 dargestellten Mutter paßt;Figures 12 and 13 are side and end views, respectively, of one Punching tool with which a sheet metal deformation is carried out, similar to that shown in FIGS. 14 and 15 Mother fits;

Fig. 14 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mutter, wobei die Mutter vier Seitenflächen besitzt; und14 shows a plan view of a second exemplary embodiment of the nut according to the invention, the nut has four side faces; and

Fig. 15 eine fertiggestellte Blech- und Mutternanordnung mit einer Mutter gemäß F i g. 14, teilweise im Schnitt15 shows a completed sheet metal and nut arrangement with a mother according to FIG. 14, partly in section

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mutter 20 (perspektivisch in F i g. 1 dargestellt), die Mutter in Kombination mit einem Blech 22 (wie in F i g. 9 dargestellt) oder einem ähnlichen plattenförmigen Werkstück, die Muttern- und Blechanordnung in Kombination mit einer selbstschneidenden Schraube 24 (wie in F i g. 11 dargestellt) und ein Stanzwerkzeug 26 zum Anbringen der Mutter am Blech (dargestellt in F i g. 6 bis 8).The present invention relates to a nut 20 (shown in perspective in FIG. 1), the nut in combination with a sheet metal 22 (as shown in FIG. 9) or a similar plate-shaped workpiece, the nut and sheet metal arrangement in combination with a self-tapping screw 24 (as in F i g. 11) and a punch 26 for attachment the nut on the sheet metal (shown in FIGS. 6 to 8).

Wie aus den F i g. 1 bis 3 hervorgeht, besitzt die Mutter 20 eine Endfläche 28 für die Montage und Anlage am Blech, ein hexagonales Führungs- und Greifteil 30 und ein zylindrisches Grundteil 32, durch das sich eine kreisringförmige Bohrung 34 zur Aufnahme der selbstschneidenden Schraube 24 erstreckt Die äußere Form der Mutter bildet für sich keinen Teil der Erfindung, jedoch ist sie generell auf der Basis der besonderen An-Wendung der Mutter gewählt. Wie jedoch an anderer Stelle noch im einzelnen erläutert werden wird, kann die äußere Form des Führungsteils 30 zur Ausrichtung der Mutter im Stanzstempel eingesetzt werden.As shown in FIGS. 1 to 3, the nut 20 has an end surface 28 for assembly and plant on the sheet metal, a hexagonal guide and gripping part 30 and a cylindrical base part 32 through which a circular bore 34 for receiving the self-tapping screw 24 extends the outer shape the mother does not form part of the invention by itself, but it is generally based on the particular application chosen by the mother. However, as will be explained in detail elsewhere, can the outer shape of the guide part 30 can be used to align the nut in the punch.

Die Mutter 20 weist weiterhin eine einspringendeThe nut 20 also has a re-entrant

so oder zurückspringende Nut oder Kehle 36 auf, die sich zur Endfläche 28 hin verjüngt und der Aufnahme von Blechmaterial zur Festlegung der Mutter am Biech gegen Axial- und Drehverschiebung dient Die Kehle 36 wird durch eine erste Miitternansenkung gebildet, wie sie im US-Patent 37 93 658 des gleichen Erfinders beschrieben ist. Das Einbeziehen der Kehle zur Stabilisierung der Mutter auf dem Blech ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch, wie sich aus der Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen, in den Fig. 14 und 15 dargestellten Mutter ergibt Das Anbringen dieser Kehle an der erfindungsgemäßen Mutter ergänzt jedoch den Gesamtaufbau der ineinandergreifenden Ausbildung von Mutter und Blech gemäß der vorliegenden Erfindung.so or receding groove or throat 36, which tapers towards the end surface 28 and the receptacle of Sheet metal material is used to fix the nut on the flange against axial and rotational displacement. The throat 36 is formed by a first midline countersink, such as it is described in US Pat. No. 3,793,658 by the same inventor. Involving the throat for stabilization the nut on the sheet metal is not critical to the present invention, as can be seen from the description of the second embodiment of a nut according to the invention, shown in FIGS. 14 and 15 However, attaching this groove to the nut according to the invention complements the overall structure of the interlocking formation of nut and sheet metal according to the present invention.

Eine zweite Ansenkung oder Kammer 38 ist in der Mutter 20 vorgesehen und endet in einer ringförmigen Oberfläche 40, die aus einer Vielzahl von »Spitzen und Tälern« 42 bzw. 44 besteht. Anders ausgedrückt stellenA second countersink or chamber 38 is provided in nut 20 and terminates in an annular one Surface 40, which consists of a multitude of "peaks and valleys" 42 and 44, respectively. In other words, ask

die Spitzen der Ringfläche Punkte oder Ecken dar, die zur Endfläche 28 hin gerichtet sind, so daß eine kronenförmige Ansenkungsauszackung entsteht, die Blechmaterial aufnimmt, um die Mutter am Blech gegen Drehverschiebung zu sichern, sobald die Schraube 24 in den Muttern-Blech-Zusammenbau geschraubt wird. Diese ringförmige »Berg- und Tal-«Gestaltung oder kronenförmige Ausbildung der Ansenkung 38 wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Stanzkopfes hergestellt, dessen Ende in seiner Form den Spitzen und Tälern 42 und 44 entsprichtthe tips of the surface of the ring represent points or corners that are directed towards the end surface 28, so that a crown-shaped countersunk serration is formed, the sheet material receives to secure the nut on the sheet metal against rotational displacement as soon as the screw 24 in the Nut sheet metal assembly is screwed. This ring-shaped "mountain and valley" design or crown-shaped Formation of the countersink 38 is made with the help of a punch head, not shown, of which The end corresponds to the peaks and valleys 42 and 44 in shape

Wie am besten aus F i g. 4 hervorgeht, sind die Innenflächen 46 der Spitzen zylindrisch und axial bzw. fluchtend zur Oberfläche der Mutternbohrung ausgerichtet, so daß zugespitzte Verlängerungen der Bohrung 34 entstehen, die die Schraube 24 aufnehmen, was nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Fig.4 zeigt weiterhin deutlich die abwechselnde »Berg- und Tal-Ausbildung«, die zu einem Ineinandergreifen mit dem Blechmaterial führt, nachdem das Blech gestanzt worden ist und das von den Mutternansenkungen umgrenzte Material während des Stanzvorganges axial in die Mutter verformt worden istAs best seen in Fig. 4, the inner surfaces 46 of the tips are cylindrical and axial or aligned aligned to the surface of the nut bore so that pointed extensions of the bore 34 arise, which accommodate the screw 24, which will be explained in more detail below. Fig.4 shows the alternating "mountain and valley training", which interlocks with the Sheet metal leads after the sheet metal has been punched and which is delimited by the nut countersinks Material has been deformed axially into the nut during the punching process

Um die Mutter und das Blech zusammenzufügen, werden die Teile, d. h. die Mutter 20 und das Blech 22 in einem Stanzgerät 26 untergebracht, das aus einem Stanzwerkzeug oder Stanzkopf 48 und einem Matrizenhalter 50 besteht Das Stanzwerkzeug bzw. der Stanzstempel wird durch einen länglichen, stiftförmigen Schaft gebildet, der in ein abgerundetes Ende 52 ausläuft, das mit einer Vielzahl schrägverlaufender, beispielsweise durch Schleifen hergestellter Nuten 54 versehen ist Jede Nut 54 besteht aus einem Paar schrägverlaufender, flacher Oberflächen 55. Diese Flächen schneiden sich zur Bildung von Aufreißkanten 56 und einer Stanzspitze 58, die das Ausbrechen des in die Mutter verformten Blechmaterials kontrollieren bzw. lenken, so daß der Endbereich des während des Stanz- und Befestigungsvorganges gebildeten Blechvorsprungs eine Form annimmt, die gepaart mit und benachbart der ringförmigen Oberfläche 40 in der Mutter ist. Die distalen Enden der Nuten 54 erstrecken sich von den Aufreißkanten weg und sind auf dem Umfang mit Abstand angeordnet To assemble the nut and sheet metal, the parts, i.e. H. the nut 20 and the plate 22 in housed a punching device 26, which consists of a punching tool or punch head 48 and a die holder 50 consists The punching tool or the punch is by an elongated, pin-shaped Shank formed which terminates in a rounded end 52, which is tapered with a plurality of, for example grooves 54 made by grinding are provided. Each groove 54 consists of a pair of inclined, flat surfaces 55. These surfaces intersect to form tear edges 56 and one Punch tips 58, which control or guide the breaking out of the sheet metal material deformed into the nut, so that the end region of the sheet metal projection formed during the punching and fastening process a Assumes shape paired with and adjacent to the annular surface 40 in the nut. The distal Ends of the grooves 54 extend away from the tear-open edges and are circumferentially spaced

Es hat sich herausgestellt, daß es bei einem Ausführungsbeispiel des Stanzwerkzeuges im Gegensatz zu den »Abflachungen« gemäß Fig. 12 vorzuziehen ist, Nuten dann vorzusehen, wenn das Stanzwerkzeug dazu eingesetzt wird, um eine kronenförmige Blechverformung mit sechs oder mehr Spitzen herzustellen. Ein Stanzwerkzeug, das sechs oder mehr »Abflachungen« Ousr eigene Abplattungen besüzi, führi nicht in vollkommener Weise zur gewünschten Ausbruchform des verformten Blechmaterials, während dies jedoch durch die Anordnung von Nuten erreicht wird. Vermutlich bilden die Nuten schärfere Reißkanten 56, die bei einer größeren Anzahl von Spitzen die kronenförmige Gestaltung des Endbereichs des verformten Bleches in der gewünschten Qualität liefern.It has been found that in one embodiment of the punching tool in contrast to it is preferable to the "flattened areas" according to FIG. 12 to provide grooves when the punching tool does so is used to produce a crown-shaped sheet metal deformation with six or more points. A A punching tool that has six or more "flats" or its own flattening does not lead to perfect results Way to the desired breakout shape of the deformed sheet metal material, while this, however, through the arrangement of grooves is achieved. Presumably, the grooves form sharper tear edges 56, which in a larger number of tips the crown-shaped design of the end region of the deformed sheet in the deliver the desired quality.

Der Matrizenhalter 50 weist eine Auflagefläche 60 auf, auf die die Mutter 20 aufgelegt wird, sowie eine Vielzahl vertikal verlaufender Oberflächen zur Ausrichtung der Mutter in der gewünschten Relation zu den Reißkanten des Stanzstempels 48. Um die Mutter in die gewünschte Lage zum Stanzwerkzeug bringen zu können, sollte die Zahl der erwähnten Oberflächen 62 der Zahl der äußeren Umfangsoberflächen des Führungsteils 30 der Mutter entsprechen. Demgemäß besitzt der in F i g. 6 dargestellte Halter 50 sechs vertikal verlaufende Oberflächen 62 zur geeigneten Ausrichtung und Aufnahme des hexagonalen Führungsteils der Mutter 20.The die holder 50 has a support surface 60 on which the nut 20 is placed, as well as a Multiple vertical surfaces to align the nut in the desired relation to the Tear edges of the punch 48. In order to be able to bring the nut to the punching tool in the desired position, the number of the mentioned surfaces 62 should correspond to the number of the outer peripheral surfaces of the guide part 30 of the nut. Accordingly, the in Fig. 6 holder 50 shown has six vertically extending surfaces 62 for suitable alignment and The hexagonal guide part of the nut 20 is received.

Vor dem Stanz- und Befestigungsvorgang wird die Mutter 20 durch einen bekannten Rüttler oder ein sonstiges auf diesem technischen Gebiet bekanntes Gerät gefördert, wodurch sie so ausgerichtet wird, daß die Endfläche zur Aufnahme im Halter nach oben zeigt. UmBefore the punching and fastening process, the nut 20 is shaken by a known vibrator or something else promoted in this technical field known device, whereby it is oriented so that the The end face for receiving in the holder faces upwards. Around

ίο die gewünschte Ausrichtung der Mutter im Halter zu erreichen, so daß die ringförmige Ansenkungskonfiguration zur Form der Spitze des Stanzwerkzeuges paßt, sollte die Zahl der Seitenorientierungsflächen 62 eine ganze Zahl der Anzahl ringförmiger Spitzen oder Täler in der Mutter sein. Zum Beispiel besitzt die in Fig.2 dargestellte Mutter sechs ringförmige Spitzen, sechs ringförmige Täler und sechs Seiten. Wie bereits erwähnt, weist der Halter 50 ebenfalls eine hexagonale Form ähnlich der Außenform des Mutternführungsteils 30 auf. Bei derartigen Verhältnissen wird die Ringfläche der Ansenkung in gewünschter Weise relativ zur Ausbildung des Endes des Stanzwerkzeuges ausgerichtet, so daß der Ausbruch des Blechmaterials absolut in die kronenförmige Auszackung der Ansenkung paßt und in dieser sitzt. Diese Zuordnung zwischen der Ausbildung des Stanzwerkzeugendes und der Form der ringförmigen Mutternansenkung wird eingehalten, unabhängig von der in Drehrichtung gesehenen orientierenden Ausrichtung der Mutter 20 im Halter 50. Es ist weiterhin einzusehen, daß eine ähnliche Ausrichtung innerhalb des Stanzgerätes erreicht wird, wenn die Zahl der Spitzen und Täler in der Ansenkungsauszackung ein Vielfaches der Zahl der Führungsteiloberflächen und der Richtflächen des Halters ist Daraus folgt natürlich, daß die Zahl der Nuten oder Ebenen an der Spitze des Stanzwerkzeuges ebenfalls ein Vielfaches der Zahl der Ausrichtflächen des Halters sein kann.ίο the desired alignment of the nut in the holder so that the annular countersink configuration matches the shape of the tip of the punch, the number of side orientation surfaces 62 should be an integer of the number of annular peaks or valleys be in the mother. For example, the nut shown in Figure 2 has six annular tips, six annular valleys and six sides. As already mentioned, the holder 50 is also hexagonal Shape similar to the outer shape of the nut guide part 30. In such conditions, the ring surface the countersink aligned in the desired manner relative to the formation of the end of the punching tool, so that the outbreak of the sheet material fits absolutely into the crown-shaped serration of the countersink and in this sits. This association between the design of the punching tool end and the shape of the annular Nut countersink is observed, regardless of the orientation seen in the direction of rotation of nut 20 in holder 50. It will also be appreciated that a similar orientation within the Punching device is achieved when the number of peaks and valleys in the countersink serration is multiple the number of guide part surfaces and the alignment surfaces of the holder. It follows of course that the The number of grooves or levels at the tip of the punching tool is also a multiple of the number of alignment surfaces of the holder can be.

Wie in den F i g. 7 und 8 dargestellt, wird das Stanzen und Befestigen dadurch erreicht, daß das Stanzwerkzeug 48 durch das Blechmaterial 22 getrieben wird, und zwar fluchtend mit der Achse der Mutternbohrung 34. Die tatsächliche Hin- und Herbewegung des Stanzwerkzeuges 48 während des Stanzens führt zu einem Verpressen des durch den Umfang der Mutternansenkung 38 umgrenzten Blechmaterials. Außerdem wird das der Kante der Ansenkung, die die Kehle bildet, benachbarte Blechmaterial in den sich verjüngenden Rücksprung gepreßt oder gedrückt, um die Mutter am Blech gegen axiale Verschiebung zu halten. Wie in F i g. 7 dargestellt ist, schiebt sich das Stanzwerkzeug 48 zunächst in die Ansenkung der Mutter vor, um den Verformungsvorgang des Bicchffiäiefiäls ZU beginnen. Die Bezügsziffer 64 bezeichnet das den Reißkanten 56 des Stanzwerkzeuges benachbart liegende Material, während es zu reißen beginnt, um die aus Spitzen bestehende Ausbildung des Endbereichs zu formen, der in die kronenförmige Ansenkungsauszackung gepreßt und gedrückt wird. Beim weiteren Vordringen des Stanzwerkzeuges 48 in die Mutternbohrung (vgl. F i g. 8) nimmt das verformte Blechmaterial eine ringförmige Ausbildung 66 an und endet in einem kronenförmigen Endbereich, dessen Form der ringförmigen Endfläche der Ansenkung 38 entspricht und aus einer Vielzahl dreieckförmiger Vorsprünge 68 besteht Zufolge der extrudierartigen Verformung des Materials besitzt der verformte Blechbereich eine geringere Dicke als das unverformte Blech. Die dreieckförmigen Endbereiche 68 werden als Vorsprünge zwischen den Rissen im verpreßten Blechbe-As shown in Figs. 7 and 8, the punching and securing is accomplished in that the punching tool 48 is driven through the sheet metal material 22, in alignment with the axis of the nut bore 34. The actual to-and-fro movement of the punch 48 during punching results in crimping of the sheet metal material delimited by the circumference of the counterbore 38. Besides, this will be the Edge of the countersink that forms the groove, adjacent sheet metal material in the tapered recess pressed or pressed to hold the nut on the sheet metal against axial displacement. As in Fig. 7 shown is, the punching tool 48 first pushes itself into the counterbore of the nut in order to carry out the deformation process of the bicchffiäiefiäls to begin. The reference number 64 denotes the material adjacent to the tear edges 56 of the punch while it is being torn begins to form the tip formation of the end portion, which is in the crown-shaped Countersink serration is pressed and pressed. As the punch 48 advances further in the nut bore (see FIG. 8), the deformed sheet metal material assumes an annular formation 66 and ends in a crown-shaped end area, the shape of which is the annular end face of the countersink 38 and consists of a plurality of triangular projections 68 as a result of the extrusion-like deformation of the material, the deformed sheet metal area has a smaller thickness than the undeformed sheet metal. the triangular end regions 68 are formed as projections between the cracks in the pressed sheet metal

reich gebildet und befinden sich in Ausrichtung mit den flachen Oberflächen an der Spitze des Stanzwerkzeuges. Der Endbereich des Blechvorsprungs 66 weist einen geringfügigen Abstand von der Ringfläche der Ansenkung auf, so daß beim Eindrehen der Schraube 24 das Material weiter verpreßt werden kann. In F i g. 8 ist der Abstand zwischen dem Endbereich des verformten Blechs und der Ringfläche der Ansenkung zum Zwecke der Verdeutlichung vergrößert dargestellt.richly formed and are in alignment with the flat surfaces at the tip of the punch. The end region of the sheet metal projection 66 is slightly spaced from the annular surface of the Countersink so that when screwing in the screw 24, the material can be pressed further. In Fig. 8 is the distance between the end region of the deformed sheet metal and the annular surface of the countersink for the purpose shown enlarged for clarification.

Die gestrichelten Linien in F i g. 8 verdeutlichen den inneren Durchmesser des durch die Verformung gebildeten Blechvorsprungs und zeigen, daß der innere Durchmesser in dem der einspringenden Kehle 36 benachbarten Bereich größer ist, was auf das in diese Kehle hineingepreßte Material zurückzuführen ist.The dashed lines in FIG. 8 illustrate the inner diameter of the one formed by the deformation Sheet metal projection and show that the inner diameter is in that of the re-entrant groove 36 adjacent Area is larger, which is due to the material pressed into this groove.

Wie aus F i g, 10 hervorgeht, sind die inneren Oberflächen 70 der Vorsprünge 68 zylindrisch, so daß mit den Innenflächen 46 eine völlig glatte Ringfläche entsteht, und zwar kontinuierlich mit der Oberfläche de Bohrung 34. Fig. 10 zeigt außerdem die ineinandergreifende Eigenart der Vorsprünge 68 und Spitzen 42 der kronenförmigen Ansenkungsauszackung.As can be seen from F i g, 10, the inner surfaces 70 of the projections 68 are cylindrical so that with the Inner surfaces 46 create a completely smooth annular surface, continuously with the surface of the bore 34. Figure 10 also shows the interlocking nature of the projections 68 and tips 42 of the crown-shaped Countersink serration.

Den Fig.8 und 9 kann entnommen werden, daß sämtliches Blechmaterial, das aus dem durch die Mutternansenkungen umrissenen bzw. bestimmten Bereich verformt wird, zur Bildung des Blechvorsprungs 66 und der dreieckförmigen Vorsprünge 68 verwendet vird. Daraus folgt, daß mit der Erfindung gleichzeitig vermieden wird, daß während des Stanz- und Befestigungsvorganges Metallabfälle entstehen, die bei den bisher bekannten Einrichtungen anfallen und zu starker Verschmutzung führen. F i g. 9 macht weiterhin deutlich, daß die Innendurchmesser der Ansenkungsspitzen und der Blechspitzen genau gleich dem Durchmesser der Bohrung 34 sind, so daß für ein kontinuierliches Gewinde gesorgt ist.It can be seen from FIGS. 8 and 9 that all sheet metal material from the area outlined or determined by the nut countersinks is deformed, used to form the sheet metal projection 66 and the triangular projections 68 vird. It follows that with the invention it is avoided at the same time that during the punching and fastening process Metal waste is generated that is generated in the previously known facilities and is too strong Lead to pollution. F i g. 9 also makes it clear that the inner diameter of the countersunk tips and of the sheet metal tips are exactly equal to the diameter of the bore 34, so that for a continuous thread is taken care of.

F i g. 11 zeigt die Muttern- und Blechverbindung in einer ihrer Bestimmungsformen, wobei ein zweiter plattenförmiger Körper 69 mittels der Schraube 24 am Blech 22 befestigt ist; die Schraube 24 besteht aus einem Schraubenkopf 71 und einem selbstschneidenden Schaft 72 mit durchlaufendem Außengewinde. Zur Herstellung der Muttern-, Schrauben- und Blechverbindung wird die Schraube 24 in den Endteil des verformten Blechvorsprungs geschraubt, dor einen reduzierten Innendurchmesser besitzt, wobei dieser Teil des Blechmaterials nach außen in engen Umfangskontakt mit den Oberflächen der Mutternansenkung gedehnt wird. Da die Schraube zunächst in das Blechmaterial einschneidet, werden die während des Schneidvorgangs hervorgerufenen Axialkräfte durch den Blechvorsprung absorbiert und nicht durch die Mutter selbst Demzufolge wird die Mutter 20 am Bled gegen axiale Verschiebung gesichert Sogar wenn das Endteil der Schraube 24 durch den Blechvorsprung gedrungen ist und in die Mutternbohrung 34 schneidet, wird der Hauptteil solcher axialer Schneidkräfte immer noch durch den Blechvorsprung absorbiert, und zwar aufgrund des Eingriffs eines Teils des mit Gewinde versehenen Schraubenschaftes mit den zuvor gebildeten Gewindegängen. Jegliche Kräfte, die durch den nunmehr mit Gewinde versehenen Blechvorsprung nicht absorbiert werden, werden aufgehoben durch das Ineinandergreifen des radial in die Kehle 36 verdrängten Blechmaterials.F i g. 11 shows the nut and sheet metal connection in FIG one of its intended forms, wherein a second plate-shaped body 69 by means of the screw 24 on Sheet 22 is attached; the screw 24 consists of a screw head 71 and a self-tapping shank 72 with continuous external thread. To produce the nut, screw and sheet metal connection, the Screw 24 screwed into the end part of the deformed sheet metal projection, dor a reduced inner diameter possesses, this part of the sheet material outwardly in close circumferential contact with the surfaces the nut countersink is stretched. Since the screw first cuts into the sheet metal, the axial forces generated during the cutting process are absorbed by the sheet metal protrusion and not by the nut itself. As a result, the nut 20 is secured against axial displacement on the Bled Even if the end portion of the screw 24 has passed through the sheet metal protrusion and into the nut hole 34 cuts, the majority of such axial cutting forces are still provided by the sheet metal protrusion absorbed due to the engagement of a portion of the threaded screw shank with the previously formed threads. Any forces caused by the now threaded Sheet metal protrusions are not absorbed, are canceled by the interlocking of the radially in the throat 36 displaced sheet metal.

Mit fortschreitendem axialen Einschneiden in den Blechvorsprung schneidet die Schraube in die Innenflächen 46 der Spitzen 42 der kronenförmigen Ansenkung. Tatsächlich sind die Spitzen 42 Verlängerungen der Oberfläche der Bohrung 34 und stellen dadurch für das Gewindeschneiden oder auch Einschrauben einen graduellen Einlauf in den Mutternbereich der Muttern- und Blechverbindung dar. Darüber hinaus werden sogar die axialen Abdrückkräfte, die normalerweise auftreten, wenn eine selbstschneidende Schraube in die Mutternbohrung geschraubt wird, eliminiert, da sich die Mutter immer noch im Eingriff mit dem kronenförmigen, durch die Vorsprünge 68 gebildeten Endteil des Blechvor-Sprungs befindet.As the axial cutting into the sheet metal protrusion progresses, the screw cuts into the inner surfaces 46 of the tips 42 of the crown-shaped countersink. In fact, the tips are 42 extensions of the Surface of the bore 34 and thereby represent a gradual for thread cutting or screwing in Entrance into the nut area of the nut and sheet metal connection. In addition, even the axial forcing forces that normally occur when a self-tapping screw goes into the nut hole screwed is eliminated, since the nut is still in engagement with the crown-shaped, through the projections 68 formed end part of the sheet metal projection is located.

Aus F i g. 11 kann auch entnommen werden, daß der in Fig.8 zwischen dem Endteil des Blechvorsprungs und der ringförmigen Oberfläche 40 dargestellte Zwischenraum nunmehr mit Blechmaterial ausgefüllt worden ist, das während des Einschraubvorganges nach unten verpreßt wurde. Weiterhin zeigt F i g. 11 den Bereich, in dem der Schraubenschaft 72 beginnt, zuerst in den Blechvorsprung zu schneiden. Nach Eindrehen der Schraube in die Muttern- und Blechverbindung führt weiteres Eindrehen zu einem festen Zusammenziehen der Mutter und des Bleches, so daß eine sichere Blechverbindung geschaffen wird.From Fig. 11 can also be seen that the 8 between the end part of the sheet metal projection and the annular surface 40 shown space has now been filled with sheet material, which after the screwing-in process was pressed down. Furthermore, FIG. 11 the area in which the screw shaft 72 begins, first in to cut the sheet metal protrusion. After screwing in the screw leads into the nut and sheet metal connection further screwing in to tighten the nut and the sheet metal, so that a secure sheet metal connection is created.

In den Fig. 12 bis 15 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt Die "Fig. 12 und 13 zeigen ein Stanzwerkzeug 120 mit einer abgerundeten Spitze 121, die ähnlich dem Ende 52 des Stanzwerkzeuges 48 ausgebildet ist. Die Spitze 121 weist vier ebene Oberflächen oder »Abflachungen« 122 auf, die schräg zur Längsachse des Stanzwerkzeuges verlaufen und an ihren Schnittlinien mehrere Reißkanten 124 und eine Stanzspitze 126 bilden. Wie zuvor ausgeführt, hat sich herausgestellt, daß es für die Bildung von sechs oder mehr Zacken für die kronenförmige Blechverformung vorteilhaft ist, wenn das Werkzeug Nuten aufweist. Wenn jedoch vier oder weniger Kronenzacken erwünscht sind, kann ein Werkzeug mit Abflachungen benutzt werden. Es wird angenommen, daß die durch Abflachungen gebildeten Reißkanten für eine niedrigere Anzahl von Blechspitzen genügend scharf12 to 15 is a second embodiment of the Present Invention Figs. 12 and 13 show a punch 120 having a rounded tip 121, which is designed similar to the end 52 of the punching tool 48. The tip 121 has four flat surfaces or "flats" 122 that are oblique to the longitudinal axis of the punch run and form several tear edges 124 and a punching point 126 at their cutting lines. As previously stated, it has been found that it is responsible for the formation of six or more prongs for the crown-shaped Sheet metal deformation is advantageous if the tool has grooves. However, if four or fewer crown points are desired, a tool with flats can be used. It is believed that the tearing edges formed by flattening are sufficiently sharp for a lower number of sheet metal tips

sind, um das gewünschte Ausbrechen definiert zu erzielen. to achieve the desired breakout in a defined manner.

Die zusammen mit dem Stanzwerkzeug 120 verwendbare Mutter ist in Fi g. 14 als Vierkantmutter 128 dargestellt Sie besitzt eine mit Gewinde versehene, kreisringförmige Bohrung 130, die senkrecht zu der Montageoder Anlagefläche 132 der Mutter verläuft Außerdem ist eine Ansenkung mit einer ringförmigen Oberfläche 134 vorgesehen. Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 3 weist die Ringfläche 134 eineThe nut that can be used together with the punching tool 120 is shown in FIG. 14 shown as square nut 128 It has a threaded, annular bore 130 that is perpendicular to the mounting or Contact surface 132 of the nut also runs a countersink with an annular surface 134 provided. Similar to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, the annular surface 134 has a

Vielzahl von Spitzen und Tälern 136 bzw. 138 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Spitzen 136 vorgesehen, die der Anzahl der vertikal verlaufenden Führungsseiten der Mutter entsprechen, um eine Ausrichtung der Spitzen und Täler im Stanzgerät relativ zu den Reißkanten und Flächen 124 bzw. 122 des Stanzwerkzeuges 120 sicherzustellen. Wie bereits erwähnt, ist die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 3 erläuterte Kehle für die vorliegende Erfindung nicht kritisch und beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 14 auch nicht vorhanden. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich darüber hinaus um eine Muttern-, Blech- und Schraubenverbindung, bei der die Schraube nicht selbstschneidend ist Demzufolge fluchtet die mit Gewinde versehene Bohrung 130 in Längrichtung nicht mit den Innenflächen der kronenförmigen, ineinandergreifenden Ansenkung und Blechverformung, wie dies aus der Zeichnung hervorgeht, so daß die Schraube direkt in die Mutternboh-Plurality of peaks and valleys 136 and 138, respectively. In the illustrated embodiment there are four peaks 136 provided, which correspond to the number of vertically extending guide sides of the nut to one Alignment of the peaks and valleys in the punching device relative to the tear edges and surfaces 124 and 122 of the Punching tool 120 to ensure. As already mentioned, in connection with the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3 illustrated throat for the The present invention is not critical and in the exemplary embodiment according to FIG. 14 also does not exist. at This embodiment is also a nut, sheet metal and screw connection, where the screw is not self-tapping so the threaded hole will be aligned 130 in the longitudinal direction not with the inner surfaces of the crown-shaped, interlocking countersink and sheet metal deformation, as can be seen from the drawing, so that the screw goes directly into the nut drilling

rung eingedreht werden kann.tion can be screwed in.

Wie aus F i g. 15 hervorgeht, wird die Mutter 128 am Blech 140 durch die ineinandergreifende Zuordnung der Mutternansenkung und des verformten Blechvorsprungs 142 befestigt und gehalten, was durch einen Stanzvorgang mittels des Werkzeugs 120 erreicht wird. Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel endet der Blechvorsprung 142 in mehreren dreieckigen Spitzen 144, die der Form der Ringfläche 134 der Ansenkung entsprechen, so daß ein Ineinandergreifen erreicht wird, das eine Drehverschiebung der Mutter gegenüber dem Dlech verhindert.As shown in FIG. 15, the nut 128 is on the sheet 140 by the intermeshing assignment of the Nut countersink and the deformed sheet metal projection 142 fastened and held, which by a The punching process is achieved by means of the tool 120. As in the first exemplary embodiment, the ends Sheet metal projection 142 in several triangular points 144, which the shape of the annular surface 134 of the countersink correspond, so that an interlocking is achieved that a rotational displacement of the nut relative to the Dlech prevents.

Das Verfahren zum Anbringen der Mutter am Blech für die beiden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele besteht darin, daß die der Montage dienende End- oder Anlagefläche in einem Stanzgerät derart gegen das Blech orientiert wird, daß die Spitzen der Ringfläche der Ansenkung mit den Reißkanten des Stanzwerkzeuges fluchten. Als nächstes wird das Stanzwerkzeug axial in das von der Mutternansenkung umgrenzte Material getrieben und verformt dieses Material axial in die Mutternbohrung. Während des Stanzens wird das Blechmaterial axial in die Mutter verpreßt, so daß ein ringförmiger Vorsprung entsteht, wobei der Zentralbereich des verformten Materials durch die Kanten des Stanzwerkzeuges aufgerissen wird, so daß ein Endbereich des Blechringvorsprungs entsteht, der in seiner Form der kronenförmigen Ansenkungsauszackung der Mutter entspricht und dieser benachbart liegt Bei einer Ausführungsform der Mutter, bei der eine rückspringende Nut oder Kehle zur zusätzlichen Fixierung der Mutter auf dem Blech gegen axiale Verschiebung vorgesehen ist, sorgt die Einwirkung des Stanzwerkzeugs auch dafür, daß ein Teil des -erformten Blechmaterials in die sich verjüngende Kehle gepreßt oder gedrückt wird.The method for attaching the nut to the sheet metal for the two exemplary embodiments according to the invention consists in the fact that the assembly serving end or contact surface in a punching device against the Sheet metal is oriented that the tips of the annular surface of the countersink with the tear edges of the punching tool cursing. Next, the punching tool is axially inserted into the material bounded by the nut countersink driven and deformed this material axially into the nut bore. During the punching, the Sheet metal material pressed axially into the nut, so that an annular projection is formed, the central area of the deformed material is torn by the edges of the punching tool, so that an end region of the sheet metal ring projection, which in its shape is the crown-shaped countersunk serration of the Mother corresponds and this is adjacent. In one embodiment of the mother, in which a recessed Groove or groove provided for additional fixation of the nut on the sheet metal against axial displacement is, the action of the punching tool also ensures that part of the -formed sheet metal material pressed or pushed into the tapered throat.

ίο Zur Vervollständigung der Verbindung wird eine Schraube in die am Blech befestigte Mutter eingeschraubt Im Falle des Ausführungsbeispiels, bei dem eine selbstschneidende Schraube verwendet wird, schneidet diese zunächst in den ringförmigen Blechvorsprung, der während des Stanzens gebildet wurde, so daß axiale Kräfte, die durch das Gewindeschneiden hervorgerufen werden, durch das Blech und nicht durch die Mutter absorbiert werden.
Anschließend schneidet die Schraube gleichzeitig in die ringförmigen Oberflächen der durch die kronenförmige Ansenkung gebildeten Spitzen und in den Endbereich des Blechvorsprungs. Als Ergebnis des Ineinandergreifen von Blechvorsprung und Mutternansenkung wird die Mutter am Blech gegen Drehbewegung gesichert und die Schraube schneidet in der gewünschten Weise in die Oberfläche der Mutternbohrung.ίο To complete the connection, a screw is screwed into the nut attached to the sheet metal the thread cutting caused, are absorbed by the sheet metal and not by the nut.
The screw then cuts simultaneously into the annular surfaces of the tips formed by the crown-shaped countersink and into the end region of the sheet metal projection. As a result of the intermeshing of the sheet metal protrusion and the counterbore, the nut on the sheet metal is secured against rotational movement and the screw cuts into the surface of the nut bore in the desired manner.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Nut, for attachment to a plate-shaped workpiece, in particular to a sheet metal, consisting from a nut body with one end face for bearing against the sheet metal, one adjacent to the end face Countersink with an annular surface and an axial bore, characterized in that that the annular surface (annular surface) (40, 134) of the adjacent countersink (38) is formed from a plurality of tips (42, 136) extending towards the end face (28, 132), so that a crown-shaped serration is formed, which can accommodate sheet metal to stabilize the nuts (20) on the Qlech; 22) serves

2. Murter according to claim 1, characterized in that the nut body is attached to the end face (28) has adjacent guide part (30) which has a plurality of flat circumferential surfaces which are in the run essentially parallel to the longitudinal axis of the bore (34), and that the number of tips (42) of the annular surface (40) is a multiple of the number of circumferential surfaces of the guide part (30)

3. Nut according to claim 1, characterized in that the number of tips (42) of the annular surface (40) corresponds to the number of circumferential surfaces of the guide part (30), and that each tip (42) in the substantially radially aligned with the lateral center line or the lateral midpoint of a corresponding one or opposite guide surface of the guide part is aligned.

4. Nut according to one or more of claims 1 to 3, characterized by a further Countersink between the annular surface (40) and the end surface (28), the additional countersink tapers towards the end surface (28) and forms a chamber or throat (36) which receives the odorous material

5. Nut according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the Points (42) or constrictions of the crown-shaped serration d <_- countersink (38) a cylindrical Have inner surface which is concentric to the longitudinal axis of the nut (20) and an axial Forms extension of the nut bore (34), which has the same inner diameter.

6. Nut and sheet metal connection, in which one according to one or more of claims 1 to 5 trained nut is attached to a sheet metal, characterized in that the sheet metal material in the Countersink (38) forms a projection (66) directed against the nut (20) and that the projection (66) has a crown-shaped end region (68) which corresponds to the crown-shaped serration of the nut (20) corresponds to or coincides with this.

7. nut fastening according to claim 6, characterized in that the inner diameter of the crown-shaped end region (68) of the projection (66) is the same as that of the bore (34) of the nut (20).

8. Nut fastening according to one or more of claims 6 to 7 with a screwed-in screw, characterized in that a known, self-tapping screw (24) at the same time of the sheet metal projection (66), the countersink (38) of the nut (20) and the nut hole (34)

is taken.

9. A method for attaching a nut according to one or more of claims 1 to 5 to a Metal plate or sheet metal, characterized in that the annular sheet metal projection (66) is deformed radially outward into the additional groove or groove (36) which is the end face (28) of the nut (20) is adjacent and tapers towards this, and that the nut (20,128) with its end face (28)

ίο is aligned against the plate (22) that the Sheet metal (22) in the desired position aligned with the nut bore (34) with a punching tool (48) is punched, which has several tear edges (56) at its working end, which are inclined to Axis of the nut bore (34) and aligned with the tips (42) of the countersink (38) Position, and that of the countersink (38) delimited sheet metal material is axially deformed to form an annular sheet metal projection (66) which ends in a crown-shaped end region (68), this end region matching the shape formed of the countersink serration and radially outwardly in contact with the inner surfaces of the countersink is brought.

10. Punching device for attaching a nut to a plate-shaped workpiece, in particular a sheet metal according to one or more of claims 1 to 9, characterized by a holder (50) ZtT reception of a metal nut (20) with a central cylindrical bore and an elongated, cylindrical tool (48) which can be moved back and forth axially in the direction of the nut bore (34) is, and ends in a punching point (58), which consists of several, obliquely to the axis of the reciprocating movement extending grooves (54) which intersect in such a way that a punching point (58) and several Tear edges (56) are formed, the lines of intersection of the grooves being essentially triangular Form ends and the outer ends of the grooves (54) are circumferentially separated.

11. Punching device according to claim 10, characterized in that that the holder (50) several parallel to the axis of reciprocation of the tool running surfaces (62) which serve to align the nut (20), the number of Grooves (54) at the tip of the punching tool (48) are a multiple of the number of alignment surfaces (62) of the Holder is, of which at least six surfaces are preferably provided.