DE3314487A1

DE3314487A1 - Selbsthaftendes befestigungselement und verfahren zur befestigung desselben auf duennlagigem material

Info

Publication number: DE3314487A1
Application number: DE19833314487
Authority: DE
Inventors: Edwin George Marysville Mich. Sawdon
Original assignee: BTM Corp
Current assignee: BTM Corp
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1983-04-21
Publication date: 1983-11-17
Also published as: GB2119683B; JPH0228005B2; JPS58217813A; JPH0423130B2; GB8310284D0; DE3314487C2; MX172561B; JPS63266206A; CA1228255A; MX159994A; GB2119683A

Description

HAUCK, SCHMITZ, GRAALFS, WEIINERT, DÖRING HAMBURG MÜNCHEN DOHSRLDOHF

Die vorliegende Erfindung betrifft ein seIbsthaftendes Befestigungselement, genauer gesagt ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement, das mechanisch unter Druckaufwendung an einem Abschnitt eines dünnlagigen Materials befestigt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Montage eines derartigen Befestigungselementes.

Es wird hiermit auf die am 8. September 1980 einge-. reichte amerikanische Patentanmeldung 184 951 des gleichen Anmelders verwiesen. Die vorliegende Erfindung betrifft Änderungen des in dieser Anmeldung enthaltenden Erfindungsgedankens.

Es ist häufig erwünscht, Gegenstände an einem Element zu befestigen, das aus einem relativ dünnlagigen Material, beispielsweise Blech, besteht. Da ein derartiges Material im allgemeinen zu dünn ist, um durch Bohren und Gewindeschneiden darin eine Gewindebohrung auszubilden, wird eine Mutter oder ein anderes mutterartiges Befestigungselement häufig mit dem Material verschweißt oder anderweitig daran befestigt, so daß ein schraubenförmiges Befestigungselement mit der Mutter verschraubt werden kann.

Es kann ferner wünschenswert sein, ein schraubenartiges Befestigungselement vorzusehen, das sich von einem derartigen dünnlagigen Material aus erstreckt, um mit Hilfe eines mutterartigen Befestigungselementes einen anderen Gegenstand daran zu befestigen. In einem derartigen Fall wird der Kopf eines Bolzens mit dem

diinnlagigen Material verschweißt oder anderweitig daran befestigt.

Bei einem bekannten Verfahren zur Befestigung eines mit einem Gewinde versehenen Befestigungselementes an dünnlagigem Material wird eine speziell geformte Preßmutter hergestellt, die mit einem Führungsabschnitt versehen ist, der sich von einer ihrer Flächen aus erstreckt. Der Führungsabschnitt ist kleiner als der restliche Teil der Mutter und bildet somit eine oder mehrere Schulterabschnitte darauf aus. Er wird in eine vorgeformte Öffnung im dünnlagigen Material eingesetzt und daraufhin verformt, so daß das Material nach außen fließt und dadurch eine feste Verbindung mit den Rändern des im dünnlagigen Material vorgeformten Loches herstellt.

Bei einem anderen Verfahren zum Befestigen eines mit Gewinde versehenen Befestigungselementes an dünnlagigem Material findet eine speziell ausgebildete Mutter mit einem Führungsabschnitt Verwendung, der eine Öffnung durchbohren oder durchstechen kann, wenn die Mutter unter Kraftaufwendung gegen das dünnlagige Material gepreßt wird. Speziell ausgebildete Gesenke an einer Presse verformen die Seiten des Führungsabschnittes und der Öffnung im dünnlagigen Material und pressen beide Teile zusammen. Diese speziellen Muttern können auch am Hauptabschnitt der Mutter Schultern aufweisen, die gegen das dünnlagige Material stoßen, um eine gleichmäßigere Spannungsverteilung zu erhalten und dadurch die Verbindung zwischen der Mutter und dem dünnlagigen Material zu verfestigen.

Die vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zur Befestigung eines Befestigungselementes an dünnlagigem Material haben den Nachteil, daß sie

eine in spezieller Weise ausgebildete und teure Mutter bzw. ein entsprechendes Befestigungselement benötigen. Ferner wird durch diese Verfahren und Vorrichtungen das dünnlagige Material geschwächt, da eine beträchtliche Menge des Materials entfernt werden muß, um die Öffnung auszubilden, in der das Befestigungselement angeordnet wird. Bei Massenproduktion fällt darüber hinaus eine beträchtliche Menge an Abfall an.

Mit der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend aufgezeigten Nachteile vermieden. .Die Erfindung ermöglicht die Befestigung von standardmäßigen Befestigungselementen, beispielsweise Muttern oder Bolzen, an einem Element aus dünnlagigem Material.

Hierdurch können speziell ausgebildete teure Befestigungselemente der vorstehend beschriebenen Art in Portfall kommen. Bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird eine im Handel erhältliche quadratische Mutter oder ein entsprechender Bolzen mit quadratischem Kopf an einem derartigen dünnlagigen Material befestigt, und zwar häufig, ohne daß eine Öffnung im Material vorgeformt werden muß. Auf diese Weise f&llt überhaupt, kein Abfall an bzw. der anfallende Abfall wird auf einem Minimum gehalten. Erfindungsgemäß wird das dünnlagige Material durch die von zwei Schneidelementen in Zusammenwirkung mit den Kanten des Befestigungselementes entlang gegenüberliegender Seiten des- selben erzeugten Kräfte durchgeschnitten, um dazwischen einen Stützstreifen zu bilden. Dieser Streifen, der einstückig mit dem dünnlagigen Material verbleibt, wird gleichzeitig in eine versetzte Lage relativ zur Ebene des restlichen Teiles des dünnlagigen Materials gepreßt und stoßt dabei vorzugsweise gegen mindestens eine der Flächen des Befesti-

gungselementes, wobei er sich an diese anpaßt. Die gegenüberliegenden Seiten des Befestigungselementes, die dem abgetrennten Abschnitt deB dünnlagigen Materiales benachbart sind, werden so verformt, daß sie das Befestigungselement mit dem dünnlagigen Material verzahnen.

Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur.Verfügung, mit dem bzw. der herkömmlich ausgebildete Befestigungselemente an einem Element aus dünnlagigem Material befestigt werden können, ohne daß hierzu speziell ausgebildete Befestigungselemente erforderlich sind. Da, wenn überhaupt, nur Material entfernt wird, um ein Loch in den Stützstreifen zu stanzen, das der Bohrung einer Mutter entspricht oder das den Schaftabschnitt eines bolzenartigen Befestigungselementes aufnimmt, wird das dünnlagige Material durch den Form- oder Preßvorgang nicht besonders geschwächt, und es fällt beträchtlich weniger Abfall an.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Sämtliche beschriebenen und gezeigten Teile können dabei von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Befestigungseinheit, bei der ein mutterartiges Befestigungselement an einem dünnlagigem Material befestigt ist;

COPV ]

Figur 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Figur 1; Figur 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Figur 1;

5. Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer anderen

Befestigungseinheit, bei der ein bolzenförmiges Befestigungselement an einem dünnlagigen Material befestigt ist;

Figur 5 einen Schnitt entlang Linie 5-5 in Figur 4; Figur 6 einen Schnitt entlang Linie 6-6 in Figur 4;

Figur 7 eine Seitenansicht der Pressen- und Gesenkteile einer Vorrichtung zur Befestigung

eines Befestigungselementes an einem dünnlagigen Material;

Figur 8 eine perspektivische Teilansicht des Stempelabschnittes der Vorrichtung der Figur 7_f

der eine Feder zur Halterung eines mutterartigen Befestigungselementes umfaßt;

Figur 9 eine Ansicht ähnlich Figur 8, in der eine andere Feder zur Halterung eines bolzenför-

migen Befestigungselementes dargestellt ist;

Figur 10 eine anders ausgebildete Vorschubeinrichtung für Befestigungselemente der Vorrichtung der Figur 7;

Figur 11 eine Ansicht entlang Linie 11-11 in Figur 10;

Figur 12 einen Schnitt durch das Befestigungselement und die Pressen- und Gesenkteile der

Vorrichtung der Figur 7 vor dem Formhub; und

Figur 13 eine vergrößerte Schnittansicht, ähnlich Figur 12, die die entsprechenden Teile am Ende des Formhubes zeigt.

In den Figuren 1 bis 13 sind verschiedenartige Ausführungs formen von Befestigungselementen, die an aus dünnlagigem Material bestehenden Gegenständen befestigt sind, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung der entsprechenden Montage dargestellt. Es sind dabei nur Ausführungsformen gezeigt, bei denen eine standardmäßige quadratische Mutter und ein standardmäßiger Bolzen mit quadratischem Kopf an dem Material befestigt sind. Es versteht sich jedoch von selbst, daß auch andere Befestigungselemente mit anderen Formen in ähnlicher Weise an diesem Material befestigt werden können.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Befestigungseinheit TO, bei der ein mutterartiges Befestigungselement 12 an einem dünnlagigen Material 14 befestigt ist. Vor der Montage handelt es sich bei dem Befestigungselement 12 um eine einfache, billige, quadratische Mutter mit einer mittigen Gewindebohrung 32, wie dies in Figur 2 durch strichpunktierte Linien bei 12a angedeutet ist. Das dünnlagige Material 14 umfaßt einen einstückig damit ausgebildeten Stützstreifen 16, der relativ zur Ebene des restlichen Teiles des Materials in .versetzter Lage angeordnet ist. Der Streifen 16 wird in diese Lage gebracht, indem er entlang den gegenüberliegenden Seiten 18 des Befestigungselementes 12, wie bei 20 angedeutet ,abgeschert bzw. durchgeschnitten wird. Die Seiten 18 des Befestigungselementes 12 werden dabei verformt, so daß das Material des Befestigungselementes nach außen fließt und zwei voneinander beabstandete Vorsprünge 22 bildet, die mit den abgescherten Kanten 20 in festen Eingriff treten, so daß entlang den abgescherten Kanten 20 zwei konische Lippen 21 gebildet werden.

Die Kanten des Stützstreifens 16 werden darüber hinaus vorzugsweise in einer Richtung gegen und geringfügig um das Befestigungselament herum verformt, wie bei 24 gezeigt, um das .Befestigungselement 12 halten zu können. Eine Öffnung 30 ist in Ausrichtung zu der Öffnung 32 im Befestigungselement in den Stützstreifen 16 gestanzt oder darin in anderer Weise hergestellt, so daß ein Bolzen, ein Zapfen oder eine Schraube zur Montage eines anderen Elementes (nicht gezeigt) an der Einheit in die Bohrung 32 eingeschraubt werden kann.

In den Figuren 4 bis 6 ist eine Befestigungseihheit 40 dargestellt, bei der ein bolzenförmiges Befestigungselement 42 an einem dünnlagigen Material 14 befestigt ist. Das Befestigungselement 42 ist in seiner ursprünglichen Form ein einfacher und billiger Bolzen mit quadratischem Kopf 44 und Gewindaschaft 46. Die Ursprungsform des Kopfes 44 ist bei 44a strichpunktiert dargestellt. Der Kopf 44 i3t am dünnlagigen Material in ähnlicher Weise befestigt, wie in Verbindung mit dem mutterartigen Befestigungselement 12 beschrieben, mit der Ausnahms, daß der Schaft 46 durch die Öffnung 30 im Stützstreif an 16 vorsteht.. Das Befestigungselement 42 kann jedoch auch antgagengssetzt angeordnet sein wie in den Figuren 4 bis 6 gezeigt,- d.h. mit einem sich in die entgegengesetzte' Richtung erstreckenden Schaft 46. Hierbei muß im Stützstreifen 16 keine Öffnung 30 vorgesehen werden. Da das Befestigungselement 42 im übrigen in der gleichen Weise wie in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben am dünnlagigen Material 14 befestigt ist, werden in den Figuren 4 bis 6 entsprechende Bezugsziffern verwendet.

Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen ermöglichen die Verwendung von standardmäßigen, mit Gewinde versehenen Befestigungselementen, wobei keine speziellen Formen bzw. Führungsabschnitte er-

Ö ό I -4 HO I

forderlich sind. Die Kosten von derartigen standardmäßigen Befestigungselementen betragen etwa nur die Hälfte von vielen speziellen Befestigungselementen mit Durchstecheffekt. Darüber hinaus ist dia Festigkeit der durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Befestigungseinheiten erreichten Verbindung derjenigen überlegen, die unter Verwendung von einer Vielzahl von speziellen Befestigungselementen erreicht wird. Insbesondere ist die Festigkeit der Verbindung gegenüber eine Kraft, die das Befestigungselement vom dünnlagigen Material nach oben wegzieht, beträchtlich größer als die einer Vielzahl von Einheiten nach dem Stand der Technik. Dieee Verbesserung ist auf den vollständigen Eingriff des Befestigungselementes mit dem dünnlagigen Material an zwei gegenüberliegenden Stellen des Befestigungselementes und darauf zurückzuführen, daß Bich der Stützstreifen 16 über eine Fläche des Befestigungselementes erstreckt. In ähnlicher V/eise ist die Ausdrückfestigkeit, d.h. die Festigkeit gegenüber einer Kraft, die das Befestigungselement in der entgegengesetzten Richtung vom dünnlagigen Material wegdrückt, mit der von Befestigungseinheiten nach dem Stand der Technik vergleichbar..

In den Figuren 7 bis 13 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 60 zur Herstellung der Befestigungseinheiten dargestellt. Es versteht sich jedoch von selbst, daß auch andere ähnliche Vorrichtungen erfindungsgeraäß eingesetzt werden können.

Die Vorrichtung 60 umfaßt eine Stanzeinrichtung 62, die in Figur 12 in einer teilweise abgesenkten Position dargestellt ist und einen Gesenkhalter 64. Die Stanζeinrichtung 62 steht mit einer Presse 66 in Verbindung, die die Stanzeinrichtung hin und her antreib , und umfaßt einen Halter 68, der mit einer

Bohrung 69 versehen ist, die sich teilweise durch den Halter erstreckt und gleitend ein kreisförmiges Stanzelement 70 sowie ein rohrförmiges Treiberelement 72 aufnimmt. Das Treiberelement 72 umfaßt an seinem unteren Ende einen Stempelabschnitt 74 und wird durch ein Halteelement 76 in einer Bohrung 69 gehalten, die eine begrenzte Hin- und Herbewegung ermöglicht und eine Drehung des Treiberelementes 72 in der Bohrung 69 verhindert. Das Stanzelement 70 stößt mit seinem oberen Ende gegen das geschlossene Ende der Bohrung 69.

Eine Druckfeder 78 drückt das Treiberelement 72 aus der Bohrung 69 heraus, so daß Treiberelement eine Abstreiffunktion übernehmen kann, wie nachstehend erläutert.

Um den Eingriffspunkt mit der Stanzeinrichtung 62 und somit die Hublänge des Treibelementes 72 festzulegen, kann eine Stellmutter 116 vor- oder zurückgeschraubt werden. Eine Kiemmutter 117 stößt gegen die Stellmutter 116, um deren Axiallage am Treibelement 72 aufrechtzuerhalten.

Wie man den Figuren 3 und 8 entnehmen kann, befinden eich zwei gegenüberliegende Haltefedern 115 am Treiberelement 72 mit gegenüberliegenden Seiten eines mutterähnlichen Befestigungselementes 12 in Eingriff, um dieses in richtiger Ausrichtung zu dem Gesenkhalter 64 zu halten. Wie in den Figuren 5, 6 und 9 gezeigt ist, kann ein zweites Paar von gegenüberliegenden Haltefedern 118 Verwendung finden, um die entsprechenden Seiten eines bolzenförmigen Befestigungselementes 42 elastich zu haltern. Die Federn .11.8 sind kürzer ausgebildet als die Federn 115, um eine störende Beeinflussung in bezug auf die Ausbildung der Vorsprünge 22 am Befestigungselement zu vermeiden und nur dann· mit den Seiten des Befestigungselementes 42 in Eingriff zu treten, wenn sich der Kopf 44 in seiner ursprünglichen Form 44a befindet, wie in Figur 5 gezeigt. Es

όό Ι

versteht sich, daß ähnliche Haltefederanordnungen für Befestigungselemente Verwendung finden können, die keine vierseitigen Köpfe aufweisen.

Der Gesenkhalter 64 umfaßt ein festes Gesenk 84 mit einer darauf befindlichen Gesenkfläche 86. Der Stempelabschnitt 74 und das Gesenk 84 weisen jeweils zwei voneinander beabstandete Schultern 75 und 85 auf, die die Seiten des Befestigungselementes verformen, wie in Figur 13 gezeigt, um die erwähnten Vorsprünge 22 auszubilden (sh. Figuren 2 und 5)· Zwei Schneidelemente 88 in der Form von Schnei db-lät tern sind mit Hilfe von zwei Schwenkzapfen 90 schwenkbar mit dem festen Gesenk 84 verbunden. Das Gesenk 84 umfaßt zwei einstückig damit ausgebildete Schultern 114» gegen die entsprechende Flächen 112 an den Schneidelementen 88 gleitend stoßen. Somit werden auf die Schneidelemente 88 einwirkende Vertikalkräfte unmittelbar auf das Gesenk übertragen und nicht von Stiften 90 absorbiert, wie dies in der vorstehend erwähnten amerikanischen Patentanmeldung des gleichen Anmelders beschrieben ist. Zwei Druckfedern 92 drücken die Schneidelemente 88 in eine Position benachbart zu der Senkfläche, wie in den Figuren 11 und 12 gezeigt. Das feste Gesenk 84 umfaßt desweiteren eine sich hindurchstreckende Bohrung 96, die mit einer Bohrung 116 in einer Stellschraube in Verbindung steht und so geformt ist, daß sie das Stanzelement 70 aufnehmen kann und für eine Abführung des durch das Stanzelement 70 entfernten Stanzstücks 102 aus dem dünnlagigen Material sorgt.

Die Funktionsweise der Vorrichtung 60 wird in Verbindung mit der Befestigung eines mutterförmigen Befestigungselementes am dünnlagigen Material im wesentliehen in einem Vorgang beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die Funktionsweise der Vor-

richtung 60 in. Verbindung mit dem Einsatz eines bolzenftJrmigen Befestigungselementes abgesehen von geringfügigen Änderungen ähnlich ist.

Ih den Figuren 10 und 11 ist eine automatische Zuführvorrichtung 140 für Befestigungselemente dargestellt, die an Stelle der vorstehend erwähnten Haltefedern in Verbindung mit der Vorrichtung 60 verwendet werden kann, Über eine Förderrinne 142 wird eine Reihe von mutterähnlichen Befestigungselementen¹ 12 mittels Schwerkraft oder Luftdruck nacheinander einem Befestigungselementträgermechanismus 144 zugeführt. Ein zurückziehbarer Stift 148, der in irgendeiner geeigneten Weise betätigt werden kann, verhindert die Zufuhr von weiteren Befestigungselementen, bis der Trägermechanismus geleert worden ist.

Der Trägermechanismus 144 umfaßt eine Öffnung 150 mit einer der Querschnittsform des Befestigungselementes entsprechenden Querschnittsform, um eine richtige Orientierung und Ausrichtung des Befestigungselementes in bezug auf den Stempelabschnitt 74 und das Gesenk während des Formvorganges sicherzustellen. Eine Vielzahl von Kugeln 152, die durch Federn 156 unter Vorspannung stehen, erstreckt sich teilweise in die Öffnung 150 und trägt das Befestigungselement, bis dieses vom Treiberelement 12 ergriffen wird. Wenn das Befestigungselement nach unten gedrückt wird, werden die Federn 156 zusammengepreßt und die Kugeln 152 zurückgezigen, so daß das Befestigungselement durch die Öffnung 150 gedrückt wird, um mit dem dünnlagigen Material 14 in Eingriff zu treten.

Es versteht sich von selbst,,daß ähnliche Vorrichtungen zur automatischen Zuführung von bolzenförmigen Befestigungselementen 42 zur Formvorrichtung 60 Verwendung finden können. Bei einer derartigen Vorrichtung kann

beispielsweise die Rinne 142 einen LängsBchlitz zur Aufnahme des Schaftes 46 aufweisen, so daß der Kopf 44 in ähnlicher Weise befördert werden kann, wie dies in der Zeichnung für das Befestigungselement 12 dargestellt ist. Auch der Trägermechanismus 144 ist hierbei mit einem entsprechenden Vertikalschlitz versehen, um an der Verbindungsstelle mit der Rinne 142 für den Schaft 46 Spiel vorzusehen.

Nachfolgend wird die Punktionsweise der Vorrichtung 60 in Verbindung mit den Figuren 12 und 13 beschrieben. Das diinnlagige Material 14 wird über dem Gesenkhalter 64 angeordnet, so daß der Bereich, in dem die Befestigungseinheit ausgebildet werden soll, unmittelbar unter der Stanzvorrichtung 62 liegt. Das Treiberelement 72 wird mit einem Befestigungselement 12 beladen, wobei sich das Stanzelement 70 durch die Bohrung 32 erstreckt, falls eine Öffnung 30 gewünscht ist. Das Beladen der Vorrichtung 60 mit einem Befestigungselement 12 kann manuell durchgeführt werden, wie in Figur 12 gezeigt, oder mittels eines automatischen Vorschubmechanismus, beispielsweise dem in den Figuren 10 und 11 gezeigten.

Die Presse 66 wird danach weiterbetätigt, um die Stanzvorrichtung 62 nach unten zu bewegen, wobei das Stanzelement 70 die Öffnung 30 ausformt und der Stempelabschnitt 74 das. Befestigungselement 12 gegen das dtinnlagige Material 14 preßt (nachdem das Halteelement 68 in eine anstoßende Lage mit dem Treiberelement 72 bewegt worden ist). Falls eine Öffnunge gewünscht wird, die einen größeren Durchmesser besitzt als der Innendurchmesser der Gewindebohrung 32, kann sie im dünnlagigen Material vorgeformt werden. Das Stanzstück 102, das aus der Herstellung der Öffnung 30 resultiert, fällt in die Bohrung 96 und kann beseitigt werden. Danach preßt der Stempelabschnitt 74 das Befestigungs-

— dc. — " *«

element 12 mit einer ausreichend großen Kraft gegen das dünnlagige Material 14« so daß die vorderen Kanten oder Ecken der gegenüberliegenden Seiten 18 mit den inneren Kanten der Schneidblätter 88 zusammenwirken, um das dünnlagige Material entlang den Seiten 18 abzuscheren bzw. durchzuschneiden. Das Befestigungselement wird weiter durch das dünnlagige Material gedrückt, um den Stützstreifen 16 in eine versetzte Lage zu bringen, wobei sich dieser an die Fläche des Befestigungselementes anpaßt und gegen dieselbe stößt.

Wenn der Stützstreifen 16 mit den Schultern 85 am Gesenk 84 in Kontakt tritt, werden sowohl das Befestigungselement 12 als auch der Stützstreifen 16 weiter zwischen den Schulter 75 und 85 verformt, so daß das Material des Befestigungselementes 12 beginnt, nach außen zu fließen und Vorsprünge 22 bildet, die mit den Kanten 20 des dünnlagigen Materials in festen Eingriff treten. Wenn die Vorsprünge 22 geformt werden, werden die Schneidelemente 88 nach außen verschwenkt, wie in Figur 13 gezeigt. Die kontinuierliche Verformung des Stützstreifens 16 und des Befestigungselementes bewirkt darüber hinaus eine Verbiegung der Kanten 20 in Richtung auf das Gesenk 84, so daß die in den Figuren 2 und 5 gezeigten aufgebogenen Lippen 21 gebildet werden. Ein Abschnitt des Stützstreifens .16 wird auch verformt, so daß es infolge der vorstehend beschriebenen Verformung zu einem festen Eingriff mit den Seiten 18 kommt.

Wenn das Stanzelement 70 zurückgezogen wird, arretiert das Treiberelement 72 das Befestigungselement und unterstützt somit das Abstreifen des Stanzelementes 70 aus der Bohrung 32. Wenn sich die Stanzvorrichtung 62 weiter zurückzieht, wird das Treiberelement 72 angehoben, so daß das dünnlagige Material entfernt werden kann.

Die Vorrichtung zur Befestigung eines Befestigungselementes 42 am dünnlagigen Material ist ähnlich ausgebildet wie die vorstehend beschriebene Vorrichtung. Da der Schaft 46 vom Kopf 44 vorsteht, ist die Öffnung 30 im Sttitzstreifen 16 jedoch vorzugsweise vorgestanzt, so daß der Schaft 46 in die Öffnung eingesetzt werden kann, wonach die Befestigungseinheit 40 in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet wird. Wenn jedoch das Befestigungselement 42 so orientiert werden soll, daß der Schaft 46 vom Schlitzstreifen 16 wegsteht, ist ein Vorstanzen nicht erforderlich.

Das dünnlagige Material kann in einem das Befestigungselement umgebenden Bereich vertieft werden, falls dies gewünscht wird, um eine koplanare Beziehung zwischen dem dünnlagigen Material und einer Fläche des Befestigungeelementes herzustellen. Ein derartiger Vertiefungsvorgang kann vor der Befestigung des Befestigungselementes am dünnlagigen Material oder gleichzeitig damit mit Hilfe von speziell geformten Prägeflächen durchgeführt werden.

Claims

J ό "I 4 4 ö /

im.-inc» αϊ. NJlItJEf

HAUCK, SCHMITZ. GRAALFS, WEIINERT, DÖRING HAMBURG MÜNCHEN DÜSSELDORF

M-5934

PATENTANSPRÜCHE;

M y Befestigungseinheit, gekennzeichnet durch ein Befestigungselement (12, 42), ein dünnlagiges Material (14), einen einstückig mit dem dünnlagigen Material ausgebildeten Streifen. (16), der sich mit dem Befestigungselement in Eingriff befindet, um dieses in einer ersten Richtung zu haltern, und mindestens eine Lippe (21), die einstückig mit dem dünnlagigen Material ausgebildet ist, in Richtung auf den Streifen (16) vorsteht und sich mit dem Befestigungselement (12, 42) in Eingriff befindet, um dieses in einer zweiten gegenüberliegenden Richtung zu haltern,

2. ßefestigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß der Streifen (16) relativ zu dem restlichen Teil des dünnlagigen Materials versetzt angeordnet ist. .

3. Befestigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch 20. gekennzeichnet, daß sich der Streifen (16) mit einer Fläche des Befestigungselementes (12, 42) und daß sich die Lippe (21) mit einer Seite des Befestigungselementes in Eingriff befindet.

4· Befestigungseinheit mit einem an einem dünnlagigen Material befestigten Befestigungselement, das mindestens eine Stirnfläche und mindestens zwei gegenüberliegende Seiten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das dünnlagige Material (14) einen einstückigen Stützstreifen (16) aufweist,

COPY j

der relativ zur Ebene des restlichen Teiles des dünnlagigen Materials versetzt angeordnet ist, und daß eich die gegenüberliegenden Seiten des Befestigungselementes (12, 42) mit dem restlichen Teil des dünnlagigen Materials in festem Eingriff befinden, so daß das Befestigungselement am dünnlagigen Material fest montiert ist und von dem Stützstreifen (16) gehalten wird.

5· Befestigungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Abschnitt des Stützstreifens (16) mit mindestens einer der gegenüberliegenden Seiten des Befestigungselementes (12, 42) in Eingriff befindet.

6. Befestigungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Befestigungselementes (12, 42) zwei voneinander beabstandete Vorsprünge (22) aufweisen» die zwischen sich den restlichen Teil des dünnlagigen Materials mit festem Eingriff aufnehmen.

7. Befestigungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der restliche Teil des dünnlagigen Materials mindestens eine konisch verlaufende Lippe (21) aufweist und daß die voneinander beabstandeten Vorsprünge (22) diese Lippe mit festem Eingriff zwischen sich aufnehmen.

8. Befestigungseinheit nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (12, 42) eine sich durch dieses hindurcherstreckende Gewindebohrung (32) aufweist und daß der Stützstreifen (16) eine Öffnung umfaßt, die der Gewindebohrung entspricht und mit dieser in Verbindung steht.

331U87

9. Befestigungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (12) eine standardmäßige quadratische Mutter umfaßt.
-

10. Befestigungseinheit nach Anepruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützstreifen (16) eine Öffnung (30) umfaßt und daß das Befestigungselement (42) einen Schaftabschnitt (46) aufweist, der von der Stirnfläche vorsteht und sich durch die Öffnung (30) des Stützstreifens erstreckt.

11. Befestigungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (42) einen standardmäßigen Bolzen mit quadratischem Kopf umfaßt.

12. Verfahren zur Befestigung eines Befestigungen elementes an einem dünnlagigen Material unter Verwendung eines ersten und zweiten Formteiles, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei das Befestigungselement mindestens eine Stirnfläche und zwei gegenüberliegende Seiten aufweist, die jeweils mit einer Kante versehen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Anordnen des Befestigungselementes und des dünnlagigen Materials zwischen dem ersten und zweiten Formteil;

b) Fressen des BefeBtigungselementes in das dünnlagige Material, so daß das erste Formteil und die Kanten des Befestigungeelementes zusammenwirken und einen Abschnitt des dünnlagigen Materials entlang den Seiten des Befestigungselementes abscheren;

c) Verformen des dünnlagigen Materials zwischen den abgescherten Abschnitten zur Ausbildung eines einstückigen Stützstreifens dazwischen in einer versetzten Lage relativ zum restliehen Teil des dünnlagigen Materials; und

d) Verformen eines Abschnittes des Befestigungselementes ψ der zumindestenβ einem der abgescherten Abschnitte benachbart ist, um Vor-Sprünge auf mindestens einer der Seiten auszubilden, die sich mit dem benachbarten abgescherten Abschnitt in Eingriff befinden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der Vorsprünge der benachbarte abgescherte Abschnitt verschoben wird, um eine konische Lippe auszubilden, die sich mit den Vorsprüngen in Eingriff befindet.

14· Verfahren nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Stützstreifens verformt wird, um mit mindestens einer Seite des Befestigungselementea in Eingriff zu treten.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem ein mit einer Gewindebohrung versehenes Befestigungselement verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung in dem Stützstreifen ausgebildet wird, die der Gewindebohrung entspricht und mit dieser in Verbindung steht.

16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des dünnlagigen Materials um das Befestigungselement herum eingeprägt wird.

OO IHHO/

17- Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Preeeen ein Abschnitt des dünnlagigen Materials um den Bereich herum, auf dem das Befestigungselement befestigt werden soll, eingeprägt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem ein Befestigungselement mit einem vorstehenden Schaftabschnitt verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung im dünnlagigen Material ausgebildet und der Schaftabschnitt durch die Öffnung gesteckt wird,

19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des dünnlagigen Materials um das Befestigungselement herum eingeprägt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Pressen ein Abschnitt des dünnlagigen Materials um den Bereich herum»auf dem das Befestigungselement befestigt werden soll, eingeprägt wird.

21. Vorrichtung zur Befestigung eines Befestigungselementes an dünnlagigem Material, wobei das Befestigungselement mindestens zwei voneinander beabstandete Seiten aufweist, die jeweils mit einer Kante versehen sind, gekennzeichnet durch zwei relativ zueinander bewegbare Formteile (62, 64), Einrichtungen zur Bewegung der Formteile gegeneinander, Schneideinrichtungen (88), die mit den Kanten des Befeetigungselementes zusammenwirken, um Abschnitte des dünnlagigen Materials (14) entlang den Befestigungselementseiten zur Ausbildung eines einstückigen Streifens (16) abzuscheren, und Formflächen auf den Formteilen (62, 64), die so ausgebildet sind, daß die

COPY J

gegenüberliegenden Befestigungselementseiten verformt und mit den abgescherten Abschnitten des dünnlagigen Materials in Eingriff gebracht werden, wenn die Formteile (62, 64) gegeneinander bewegt werden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie deaweiteren. Einrichtungen zur Steuerung des Ausmaßes der Relativbewegung der Formteile (62, 64) umfaßt, so daß die abgescherten Abschnitte des dünnlagigen Materials gebogen und daran konische Lippen (21) ausgebildet werden, wenn die Befestigungselement sei ten verformt werden.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Formflächen voneinander beabstandete Schultern. (85) zur Verformung der gegenüberliegenden Befestigungselementseiten umfassen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtungen zwei voneinander beabstandete Schneidelemente (88) umfassen, deren Abstand voneinander im wesentlichen dem Abstand zwischen den Kanten an den Befestigungselementseiten entspricht, und daß die Schneidelemente (88) mit den Kanten zusammenwirken können, wenn die Formteile (62, 64) gegeneinander bewegt werden.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (88) schwenkbar an einem (64) der Formteile befestigt sind, so daß sie in Abhängigkeit von der Verformung der gegenüberliegenden Befestigungselementseiten verschwenkbar sind.
35

GOPf J

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, bei der das Befestigungselement eine sich hindurcherstreckende Bohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Stanzelement (70) zur Ausbildung einer Öffnung (62) im dünnlagigen Material umfaßt, das mit der Bohrung (30) in Verbindung steht.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Einrichtungen zur Abführung von Abfall aufweist, der durch die Ausbildung der Öffnung im dünnlagigen Material entsteht.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Einprägen eines Abschnittes des dünnlagigen Materials um das Befestigungselement herum aufweist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Ausrichten des Befestigungselementes zu den Formteilen aufweist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ausrichten mindestens zwei Haltefedern (115) an einem (62) der Formteile umfassen, die sich mit den Seiten dee Befestigungselementes in Eingriff befinden, um dieses ausgerichtet zu den Formteilen zu halten.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ausrichten einen Befestigungselementträger (144) zwischen den Formteilen umfaesen, der eine Öffnung (150) aufweist, die so ausgebildet ist, daß das Befestigungselement zu den Formteilen ausgerichtet wird, wenn diese gegeneinander bewegt werden.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der träger (144) eine Vielzahl von Lagerelementen (152) umfaßt, die sich in die Öffnung (150) zur Lagerung des Befestigungselementes in dieser erstrecken, und daß Federn (156) vorgesehen sind, die die Lagerelemente in Richtung auf die Öffnung drücken, wobei die Lagerelemente durch das Befestigungselement aus der Öffnung herausgedrückt werden, wenn die Formteile gegeneinander bewegt werden.

33· Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ausrichten desweiteren Vorschubeinrichtungen (140) umfassen, die mit der Öffnung im Träger in Verbindung stehen.

34· Vorrichtung zur Befestigung eines Befestigungselementes an dünnlagigem Material, die eine Presse umfaßt, mit der das Befestigungselement gegen das dünnlagige Material gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Rinne (142) aufweist, um nacheinander eine Vielzahl von Befestigungselementen zur Presse zu führen, und daß sie Lagereinrichtungen umfaßt, um eines der

25. Befestigungselemente in ausgerichteter Lage zu der Presse lösbar zu lagern, wobei die Lagereinrichtungen lösbar sind, wenn die Presse das eine Befestigungselement in Richtung auf das dünnlagige Material drückt.

35· Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß sie der Rinne (142) zugeordnete zurückziehbare Einrichtungen zur Halterung einer Vielzahl von Befestigungselementen in der Rinne umfaßt, während ein Befestigungselement von der Presse gegen das dünnlagige Material gedrückt und an diesem befestigt wird.

1 4 4 « /

36. Vorrichtung zur Befestigung eines Befestigungselementes an dünnlagigem Material, die eine Presse umfaßt, mittels der das Befestigungselement gegen das dünnlagige Material gedrückt wird, gekennzeichnet durch: Zuführeinrichtungen zur Förderung des Befestigungselementes zur Presse, Trägereinrichtungen für das Befestigungselement, die mit den Zuführeinrichtungen in Verbindung stehen, um das Befestigungselement zu der Presse auszurichten, und die eine Öffnung aufweisen, die so ausgebildet ist, daß das Befestigungselement zur Presse ausgerichtet wird, wenn es gegen das dünnlagige Material gedrückt wird, wobei die Trägereinrichtungen desweiteren eine Vielzahl von Lagerelementen, die sich in die Öffnung zur Lagerung des .Befestigungselementes in Ausrichtung zu der Presse erstrecken, und Federn zum Drücken der Lagerelemente in Richtung auf die Öffnung umfassen, wobei die Lagerelemente durch das Befestigungselement aus der Öffnung herausgedrückt werden, wenn dieses gegen das dünnlagige Material gedrückt wird.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36» dadurch gekennzeichnet, daß sie den Zuführeinrichtungen zugeordnete zurückziehbare Einrichtungen aufweist, die eine Anzahl von Befestigungeelementen in den Zuführeinrichnungen zurückhalten, während ein Befestigungselement durch die Presse gegen das dünnlagige Material gedrückt und an diesem befestigt wird.