DE29509439U1 - Self-piercing rivet, in particular with a threaded bolt molded onto the rivet head - Google Patents
Self-piercing rivet, in particular with a threaded bolt molded onto the rivet headInfo
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Description
STANZNIET, INSBESONDERE MIT EINEM AM NIETKOPF ANGEFORMTEN GEWINDEBOLZENPUNCH RIVET, ESPECIALLY WITH A THREADED BOLT FORMED TO THE RIVET HEAD
Die Erfindung betrifft einen Stanzniet, mit einem zylindrischen, rohrförmigen Nietschaft und einem daran angeformten Nietkopf mit einem auf Drehung beanspruchten Befestigungsteil, insbesondere einem Gewindebolzen zum Verbinden wenigstens zweier Bleche mit Hilfe eines aus Stempel und Matrize bestehenden Einbauwerkzeuges, wobei der Nietschaft das dem Stempel zugekehrte Blech durchstanzt und das der Matrize zugekehrte Blech unter Aufspreizen des Nietschaftes ohne Aufschneiden des Bleches umgeformt wird.The invention relates to a punch rivet with a cylindrical, tubular rivet shaft and a rivet head formed thereon with a fastening part subject to rotation, in particular a threaded bolt for connecting at least two sheets with the aid of an installation tool consisting of a punch and a die, wherein the rivet shaft punches through the sheet facing the punch and the sheet facing the die is formed by spreading the rivet shaft without cutting the sheet.
Mit Stanznieten lassen sich nietbare Werkstoffe bis zu einer bestimmten Gesamtdicke, die mehrere Millimeter beträgt, untereinander sehr rationell verbinden, ohne daß ein Bohrloch vorhanden ist.With punch rivets, rivetable materials can be joined together very efficiently up to a certain total thickness of several millimeters without the need for a drill hole.
Bei zwei zu verbindenden Blechen durchstanzt der Niet das obere Blech und spreizt sich anschließend auf der Matrize des Einbauwerkzeuges. Dabei wird das untere Blech nicht gelocht, sondern so umgeformt, daß eine hochfeste, flüssigkeits- und gasdichte Verbindung entsteht.When two sheets of metal are to be joined, the rivet punches through the upper sheet and then spreads out on the die of the installation tool. The lower sheet is not punched, but rather reshaped to create a high-strength, liquid- and gas-tight connection.
Wesentliche Vorteile der Stanznietverbindung liegen darin, daß hochfeste, visuell prüfbare Verbindungen erzielt werden, daß keine Löcher vorgebohrt oder gestanzt werden müssen, daß Werkstoffe unterschiedlicher Festigkeit und Dicke vernietet werden können, und daß gas- und flüssigkeitsdichte Verbindungen herstellbar sind.The main advantages of the punch rivet connection are that high-strength, visually inspectable connections are achieved, that no holes have to be pre-drilled or punched, that materials of different strengths and thicknesses can be riveted, and that gas- and liquid-tight connections can be produced.
Es sind verschiedene Ausführungen von Stanznieten bekannt, so ist es auch bekannt, die Stirnseite des hohlen Nietschaftes auf der Innenseite anzuschrägen, um das Ausstanzen desThere are various designs of punch rivets, for example, it is also known to bevel the front side of the hollow rivet shaft on the inside in order to facilitate the punching out of the
Butzens im oberen, also dem Stempel zugekehrten Blech zu erleichtern. To facilitate the removal of the slug in the upper sheet, i.e. the sheet facing the stamp.
Bei Nietköpfen mit einem auf Drehung beanspruchten Befestigungsteil, insbesondere mit einem Gewindebolzen, also ein sogenannter Stanznietbolzen, ist der Einbau derart vorzunehmen, daß eine hohe Verdrehsicherheit erzielt wird, um zu verhindern, daß beim Aufbringen von Drehmoment auf den Stanznietbolzen die Verankerung in den Blechteilen gelöst wird. Hierzu ist es bekannt (EP-A-O 571 930), bei einer Stanznietmutter zwischen dem Nietschaft und dem flanschartigen Nietkragen einen polygonalen Zwischenabschnitt mit axialen Nuten an der polygonalen Außenseite vorzusehen, der nach dem Stanzen des Aufnahmeloches in dieses eintritt und umformt, daß eine formschlüssige Nietverbindung entsteht. Es ist auch bekannt, die Verdrehsicherheit durch Anformen von axialen Rippen am Außenumfang von Einnietmuttern oder Stehbolzen zu erzielen (US 3 399 705, 1 686 468, 3 967 669 oder 4 893 976, 3 461 936 oder 4 557 650), doch handelt es sich hier nicht um Stanznietbolzen, sondern wird die Einnietmutter in ein vorher gestanztes Aufnahmeloch eingesetzt. Beim Durchsetzfügen ist es auch bekannt (US 5 339 509), die zylindrische Umfangsflache eines Befestigungselementes mit einer Rändelung zu versehen und beim Einbau die zylindrische Umfangsflache so umzuformen, daß durch radiales Nach-außen-Verformen die Verklammerung mit einem Blechstück erzielt wird.In the case of rivet heads with a fastening part subject to rotation, in particular with a threaded bolt, i.e. a so-called self-piercing rivet bolt, the installation must be carried out in such a way that a high degree of torsion resistance is achieved in order to prevent the anchoring in the sheet metal parts from being released when torque is applied to the self-piercing rivet bolt. For this purpose, it is known (EP-A-O 571 930) to provide a polygonal intermediate section with axial grooves on the polygonal outer side between the rivet shaft and the flange-like rivet collar in a self-piercing rivet nut, which enters the receiving hole after it has been punched and transforms it so that a positive-locking rivet connection is created. It is also known to achieve anti-twisting security by forming axial ribs on the outer circumference of rivet nuts or stud bolts (US 3 399 705, 1 686 468, 3 967 669 or 4 893 976, 3 461 936 or 4 557 650), but these are not punch rivet bolts, but the rivet nut is inserted into a previously punched hole. In clinching, it is also known (US 5 339 509) to provide the cylindrical peripheral surface of a fastening element with knurling and to reshape the cylindrical peripheral surface during installation in such a way that the clamping with a piece of sheet metal is achieved by radially deforming it outwards.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stanzniet, insbesondere mit einem angeformten Gewindebolzen so auszubilden, daß in einfacher Weise eine Verdrehsicherheit beim Einbau gegeben ist.The object of the invention is to design a punch rivet, in particular with a molded threaded bolt, in such a way that it is easy to ensure that it does not twist during installation.
In einer ersten Ausführungsform ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vom Außenumfang des Nietschaftes zur Unterseite des Nietkopfes hin verlaufende Rippen angeformt sind.In a first embodiment, this object is achieved by forming ribs that run from the outer circumference of the rivet shaft to the underside of the rivet head.
In einer anderen Ausführungsform ist die dem Nietschaft zugekehrte Unterseite des Nietkopfes mit einer Rändelung versehen. In another embodiment, the underside of the rivet head facing the rivet shaft is provided with knurling.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous further developments are indicated in the subclaims.
Ausführungsformen der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. They show:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Stanz-Fig. 1 is a perspective view of a punching
Stanznietbolzens mit angeformten Rippen;Punch rivet bolt with molded ribs;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines StanznietFig. 2 a schematic view of a punch rivet
bolzens, teilweise im Schnitt mit gerändelter NietkopfUnterseite;bolt, partly in section with knurled rivet head underside;
Fig. 3A - 3C den Einbau eines Stanznietbolzens.Fig. 3A - 3C the installation of a punch rivet bolt.
Der in Fig. 1 dargestellte Stanznietbolzen besteht aus einem länglichen zylindrischen Nietschaft 1 und einem daran angeformten flanschartigen Nietkopf 2, der hier als Sinkkopf ausgebildet ist, aber auch ein Flachkopf sein kann. Das Blindloch innerhalb des Nietschaftes 1 ist mit 3 bezeichnet. Über die größere Länge des rohrförmigen Nietschaftes 1 hinweg ist dessen Wandstärke gleichmäßig. Am offenen Ende ist der Innenumfang des Nietschaftes mit einer Abschrägung 4 versehen, die vorzugsweise mit der Längsachse des Stanzniets einen Winkel von etwa 30° bis 45° einschließt. Die Abschrägung verläuft kegelig zur Stirnseite 5 des Nietschaftes hin. Die Stirnseite 5 kann scharfkantig ausgebildet sein, oder es bleibt ein ringförmiger Steg stehen.The punch rivet bolt shown in Fig. 1 consists of an elongated cylindrical rivet shaft 1 and a flange-like rivet head 2 formed on it, which is designed here as a countersunk head, but can also be a flat head. The blind hole inside the rivet shaft 1 is designated 3. The wall thickness of the tubular rivet shaft 1 is uniform over the greater length. At the open end, the inner circumference of the rivet shaft is provided with a bevel 4, which preferably forms an angle of approximately 30° to 45° with the longitudinal axis of the punch rivet. The bevel runs conically towards the front side 5 of the rivet shaft. The front side 5 can be designed with sharp edges, or a ring-shaped web remains.
Mehrere Verstärkungsrippen 7 sind symmetrisch am Umfang des Nietschaftes 1 verteilt angeordnet und verbinden die Außenseite des Nietschaftes 1 mit der Unterseite des NietkopfesSeveral reinforcing ribs 7 are arranged symmetrically around the circumference of the rivet shaft 1 and connect the outside of the rivet shaft 1 with the underside of the rivet head
2. Wie die Darstellung in Fig. 1 zeigt, verlaufen die Rippen2. As shown in Fig. 1, the ribs run
7 schräg oder auch leicht konkav bogenförmig. Die Rippenform ist von der jeweiligen Anwendung abhängig. Insbesondere können die Rippen mit Schneidkanten versehen sein, so daß sie beim Einbau in das Blechwerkstück einschneiden und eine sichere Verankerung mit hoher Drehsicherheit bewirken. Am Nietkopf 2 ist ferner ein mit Gewinde versehener Stehbolzen7 slanted or slightly concave. The shape of the ribs depends on the respective application. In particular, the ribs can be provided with cutting edges so that they cut into the sheet metal workpiece during installation and ensure secure anchoring with a high degree of rotational security. A threaded stud bolt is also provided on the rivet head 2
8 angeformt.8 molded.
Ein mit dem Stanznietbolzen gemäß Fig. 1 durchgeführter Nietvorgang ist in den Fig. 3A bis 3C dargestellt. Ein Stanznietbolzen 10 soll die beiden übereinanderliegenden Bleche 11 und 12 verbinden. Das Einbauwerkzeug weist eine Matrize 14 auf, die mit einer dem unteren Blech 12 gegenüberliegenden Profilierung versehen ist, die beispielsweise mittig unterhalb des Stanznietbolzens 10 einen amboßförmigen Vorsprung 16 aufweist. Nachdem gemäß Fig. 3A der Stanznietbolzen 10 auf die Blechstücke oberhalb der Matrize 14 aufgesetzt ist, zeigt Fig. 3B das Durchstanzen des oberen Blechs 11. Während des Stanzvorgangs wird das den Stanznietbolzen umgebende Blech 11 eingezogen und ein Butzen 11' ausgestanzt, der im Blindloch des Nietschaftes aufgenommen wird. Dieser Butzen 11' dient zum radialen Abstützen des Nietschaftes gegen Verformung. In Fig. 3C ist der Nietschaft auch in das untere Blech 12 eingetreten und hat dieses in die Matrize 14 hinein umgeformt, wobei sich der Nietschaft radial spreizt und damit die gewünschte Hinterschneidung erzeugt. Dabei sind die Rippen 7 in das obere Blech 11 eingetreten .A riveting process carried out with the punch rivet bolt according to Fig. 1 is shown in Figs. 3A to 3C. A punch rivet bolt 10 is intended to connect the two superimposed sheets 11 and 12. The installation tool has a die 14 which is provided with a profile opposite the lower sheet 12, which has, for example, an anvil-shaped projection 16 in the middle below the punch rivet bolt 10. After the punch rivet bolt 10 has been placed on the sheet pieces above the die 14 according to Fig. 3A, Fig. 3B shows the punching through of the upper sheet 11. During the punching process, the sheet 11 surrounding the punch rivet bolt is drawn in and a slug 11' is punched out, which is received in the blind hole of the rivet shaft. This slug 11' serves to radially support the rivet shaft against deformation. In Fig. 3C, the rivet shaft has also entered the lower sheet 12 and has formed it into the die 14, whereby the rivet shaft expands radially and thus creates the desired undercut. The ribs 7 have entered the upper sheet 11.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Stanznietbolzens 20 dargestellt, ebenfalls mit einem als Flachkopf ausgebildeten Nietkopf 23, an dem ein mit Gewinde versehener Bolzen 22 und ein Nietschaft 24 angeformt ist, der am offenen Ende eine innere Abschrägung 25 aufweist. Die Unterseite des Nietkopfes 23 ist mit einer Rändelung 27 versehen. WirdIn Fig. 2, another embodiment of a punch rivet bolt 20 is shown, also with a rivet head 23 designed as a flat head, on which a threaded bolt 22 and a rivet shaft 24 are formed, which has an inner bevel 25 at the open end. The underside of the rivet head 23 is provided with a knurling 27. If
der Stanznietbolzen 20 in der bereits anhand der Fig. 3A bis 3C geschilderten Weise vernietet, so drückt der (nicht dargestellte) Einbaustempel den Nietkopf 23 mit der Rändelung auf das oberen Blechwerkstück, so daß über die Rändelung eine formschlüssige Verbindung des Nietkopfes 23 mit dem Blech ergibt.If the punch rivet bolt 20 is riveted in the manner already described with reference to Fig. 3A to 3C, the installation stamp (not shown) presses the rivet head 23 with the knurling onto the upper sheet metal workpiece, so that the knurling creates a positive connection between the rivet head 23 and the sheet metal.
Die Verdrehsicherheit der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform läßt sich ferner dadurch erhöhen, daß an der Vorderseite des Nietschaftes 24 mehrere Nuten 26 vorgesehen sind. Beim Einnietvorgang unterstützen diese Nuten 26 den Aufspreizvorgang des Nietschaftes, so daß sich eine größere Hinterschneidung H ergibt, wie dies in Fig. 3C dargestellt ist. Ferner verleihen die Nuten 26 an der Stirnseite dem Nietschaft eine kronenartige Form, die zu einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem aufgespreizten Nietschaftende und dem Blech führt und damit die Verdrehsicherheit zusätzlich erhöht. Dabei ist zu beachten, daß der Werkstoff des Nietschaftes wesentlich härter als der des Blechwerkstoffes ist.The anti-twisting security of the embodiment shown in Fig. 2 can be further increased by providing several grooves 26 on the front of the rivet shaft 24. During the riveting process, these grooves 26 support the expansion process of the rivet shaft, so that a larger undercut H is produced, as shown in Fig. 3C. Furthermore, the grooves 26 on the front side give the rivet shaft a crown-like shape, which leads to a positive connection between the expanded rivet shaft end and the sheet metal, thus further increasing the anti-twisting security. It should be noted that the material of the rivet shaft is significantly harder than that of the sheet metal material.
Claims (13)
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| DE29509439U DE29509439U1 (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Self-piercing rivet, in particular with a threaded bolt molded onto the rivet head |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE29509439U1 true DE29509439U1 (en) | 1995-08-24 |
Family
ID=8009109
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BOELLHOFF GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BOELLHOFF GMBH VERBINDUNGS- UND MONTAGETECHNIK, 33649 BIELEFELD, DE Effective date: 19990806 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010731 |
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| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20031231 |