DE4239584C2 - Blechteil mit wenigstens einem durch ein Nietverfahren eingebrachtes Mutterelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blechteil mit wenig­ stens einem durch ein Nietverfahren eingebrachtes Mutterele­ ment. Solche Blechteile sind in der Praxis gut bekannt und beispielsweise in den DE 34 47 006 A1 bzw. DE 34 46 978 A1 oder in der DE 36 10 675 A1 ge­ zeigt.

Bei der DE 34 47 006 A1 und der DE 34 46 978 A1 wird das Mut­ terelement als Stanz- und Nietmutter ausgebildet. Zu diesem Zweck weist das Mutterelement ein Mutterteil und einen rohr­ förmigen Stanz- und Nietabschnitt auf, der über eine nach außen gerichtete Ringschulter in das Mutterteil übergeht. Das Mutterelement wird mittels eines Stanzkopfes in das Blech eingebracht, und zwar wird mit dem Stanz- und Nietabsch­ nitt das Blech zunächst gelocht, wodurch durch die Hohlform des Stanz- und Nietabschnittes ein Stanzbutzen entsteht. Der rohrförmige Stanz- und Nietabschnitt wird anschließend durch das Blech getrieben und zu einem Nietbördel auf der dem Mut­ terteil abgewandten Seite des Bleches umgebildet, so daß das Blech formschlüssig zwischen dem Nietbördel und der Ring­ schulter angeordnet ist. Erhebungen oder Rippen im Ringschul­ terbereich des Mutterelementes werden bei diesem Einsetzver­ fahren in das Blech hineingepreßt und bilden eine Drehsiche­ rung für das Mutterelement, damit dieses beim Einsetzen einer Schraube gegenüber dem Blech nicht durchdreht.

Wie in der DE 34 47 006 A1 bzw. in der DE 34 46 978 A1 zu lesen ist, muß der Stanzbutzen entfernt werden, damit das Mutterelement überhaupt für den vorgesehenen Zweck benutzt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Ausstoß­ stift durch die Gewindebohrung des Mutterelementes geschoben und dadurch der Butzen aus dem verformten Stanz- und Nie­ tabschnitt gestoßen wird. Der Stanzbutzen verbleibt also nicht im Mutterelement, sondern befindet sich dort lediglich für einen kurzen Augenblick während der Herstellung der Verbindung zwischen dem Blechteil und dem Mutterelement. Es werden keine Maßnahmen getroffen, um den Stanzbutzen im Mutterelement festzuhalten.

Ausgehend von einem Blechteil bzw. einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Blechteil vorzusehen, das sich besonders dazu eignet, in einem Spritzgußteil eingebettet zu werden.

Es wäre möglich, diese Aufgabe dadurch zu lösen, daß in der Spritzgußform das Mutterelement von beiden Seiten abgedeckt ist, beispielsweise durch einander zugewandte Wandteile der Spritzgußform oder durch besondere Einsätze, welche bündig an den beiden Stirnflächen des eingesetzten Mutterelementes anliegen. Dies würde aber zu Einschränkungen bei der Gestal­ tung der Spritzgußform und zu einem beträchtlichen Mehrauf­ wand führen, so daß es auch als ein Teil der Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung angesehen werden kann, eine größere Frei­ heit bei der Gestaltung von Spritzgußteilen mit eingebette­ ten Blech- und Mutterteilen zu ermöglichen und auch den Auf­ wand bei der Realisierung der Spritzgußform und des Spritz­ gußteils herabzusetzen.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird bei einem Blechteil der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Durchgangsöffnung des Mutterelementes durch einen Stanzbut­ zen verschlossen ist, der als dichtender Deckel gegen das Eindringen einer Spritzgußmasse in das Gewinde bei einem nachfolgenden Einspritzvorgang in eine Spritzgußform dient.

Mit besonderem Vorteil wird der Stanzbutzen während der Ein­ bringung des Mutterelements in das Blech erzeugt und so ver­ formt, daß er abgedichtet und vorzugsweise formschlüssig im Stanz- und Nietteil des Mutterelementes festgehalten ist.

Denkbar wäre aber auch eine Lösung, wo eine Scheibe, welche vorzugsweise durch ein Stanzverfahren erzeugt wird und daher auch als Stanzbutzen betrachtet werden kann, für sich herge­ stellt und nachträglich als eine Art "Deckel" in ein Muttere­ lement eingesetzt wird, das zuvor oder danach mit dem Blech­ teil vernietet wird. Das Blechteil wird dann mit Vorteil vor­ gelocht, was insbesondere bei dickeren Blechen in Form von Platten oder Tafeln häufig notwendig ist, wenn die entspre­ chende Platte bzw. die entsprechende Tafel die Anwendung einer selbststanzenden Mutter nicht erlaubt. Denkbar wäre auch, auf diese Weise den Stanzbutzen nicht im Stanz- und Nietabschnitt des Mutterelementes einzubringen, sondern am entgegengesetzten Ende des Mutterelementes, so daß die einge­ setzte Schraube nicht von der Mutterseite, sondern von der Nietbördelseite des Mutterelementes in dieses eingesetzt wird.

An dieser Stelle soll kurz auf die DE 37 22 760 A1 hingewie­ sen werden, welche verschiedene Schweißmuttern zeigt, die am Blechteil angeschweißt sind und Abdichtelemente aufweisen, welche an einem Ende der jeweiligen Mutter vorgesehen sind. Die Abdichtelemente bestehen nicht aus dem Material des Blechteils und es wird bei jeder Ausführungsform eine Leckage um das Abdichtelement vorgesehen, um zu verhindern, daß sich bei einem Lackierverfahren Farbe in dem Gewinde festsetzt. Solche Abdichtelemente wären für eine Anwendung in einer Spritzgußform nicht geeignet, da die Spritzgußmasse in das Gewinde eindringen und dieses verstopfen würde.

Durch die einseitige Verschließung des Mutterelementes ist es möglich, das Blechteil mit Mutterelement in einer Spritz­ gußform so anzuordnen, daß entweder die eine Wand der Spritz­ gußform oder eine Fläche eines Einsatzteils bündig mit dem Mutterelement an der offenen Seite des Gewindes zur Anlage kommt, wodurch das Eindringen der Spritzgußmasse in das Ge­ winde verhindert werden kann. Dadurch, daß das jeweils andere Ende des Gewindes durch den Stanzbutzen abgedichtet ist, wird eine große Freiheit bei der Formgebung der Spritz­ gußform und der Gestaltung des Spritzgußteils gegeben, da weder die Form noch ein Einsatz an dem vom Stanzbutzen ge­ schlossenen Ende des Mutterelements anliegen muß, um das Ein­ dringen der Spritzgußmasse in das Gewinde zu verhindern.

Besondere Formgebungen des Blechteils mit dem eingesetzten Mutterelement mit Stanzbutzen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Halterung des Stanzbutzens im Mutterelement durch eine in etwa konusförmige, von dem Stanzbutzen wegkonvergierende Ausbildung des hohlen Nietbördels auf der dem Gewinde abge­ wandten Seite des Mutterelements nach Anspruch 4 sowie die Anordnung nach Anspruch 5, wonach der Durchmesser des Stanz­ butzens im eingebauten Zustand größer ist als der Außendurch­ messer des Gewindes, sind besonders wichtig, da hierdurch der Stanzbutzen so gehalten ist, daß er nicht herausfallen kann.

Besonders bevorzugt ist auch die Anordnung nach Anspruch 6, wonach der Stanzbutzen in einen Ringraum des Mutterelementes bzw. des Nietbördels untergebracht ist und die Durchgangsöff­ nung des Mutterelementes zumindest im wesentlichen abdich­ tet. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn, nach Anspruch 7, der Stanzbutzen einen permanenten kompressiven Druck auf die Innenwand des Mutterelementes, vorzugsweise auf den Boden einer innerhalb des Stanz- und Nietabschnittes bei der Ausbildung des Nietbördels entstandenen Ringnut ausübt. Hier­ durch wird nicht nur die abdichtende Wirkung des Stanzbut­ zens mit Sicherheit gewährleistet sondern es ist eine etwai­ ge Verformungsgefahr unter dem Druck der Spritzgußmasse nicht zu erwarten. Im übrigen ist eine Lockerung des Muttere­ lementes bei der Anbringung von Dreh- oder Biegemomenten- nicht zu befürchten, da der einen kompressiven Druck ausüben­ de Stanzbutzen für einen festeren Sitz des Mutterelementes sorgt.

In an sich bekannter Weise sind entsprechend dem Anspruch 9 Erhebungen, beispielsweise in Form von Rippen, und/oder Ver­ tiefungen an der Ringschulter vorgesehen, welche nach dem Einbringen des Mutterelementes entsprechende Vertiefungen bzw. Erhebungen des Bleches bilden und mit diesen zusammenar­ beiten, um eine Drehsicherung zu bilden.

Das Mutterelement ist vorzugsweise so am Blechteil befe­ stigt, daß das Nietbördel in einer Vertiefung des Blechteils angeordnet ist, wie im Anspruch 10 beansprucht. In der Praxis verläuft die Vertiefung des Bleches entsprechend dem Anspruch 11 in etwa konusförmig und geht in Bereich der Ring­ schulter des Mutterelementes in einen in etwa parallel zum Flansch gerichtete Bodenfläche einer Sickenvertiefung über, in dem die Durchgangsöffnung für den Stanz- und Nietabsch­ nitt des Mutterelementes gebildet ist.

Das Nietbördel kann in der Sickenvertiefung versenkt sein, d. h. die Stirnfläche des Nietbördels liegt unterhalb der Ebene der Nietbördelseite des Bleches um die Sickenvertie­ fung herum. Das Nietbördel kann aber auch bündig mit dieser Ebene sein oder sogar von der genannten Ebene hervorstehen.

Besonders günstig bei einer bündigen oder versenkten Anord­ nung des Nietbördels ist, daß auf dieser Seite des Bleches nur eine relativ dünne Schicht der Spritzgußmasse vorhanden sein muß, um das Blech vollständig von dieser Seite abzudich­ ten bzw. vor Korrosion zu schützen. Im übrigen führt die Sic­ kenvertiefung zu einer lokalen Versteifung des Bleches und erhöht auch die Belastbarkeit des Mutterelementes in dem Sinne, daß höhere Kräfte vom Mutterelement in das Blech ein­ geleitet werden können, ohne die Verbindung zu zerstören.

Der genannte Boden der Sickenvertiefung kann beispielsweise in der fertigen Verbindung mit dem Mutterelement in einen axial gerichteten Bund übergehen, wie im Anspruch 12 zum Aus­ druck gebracht und es kann nach Anspruch 14 zumindest ein we­ sentlicher Teil des Bodens und des ggf. daran gebildeten Bundes formschlüssig in einer Ringaufnahme des Mutterelemen­ tes zwischen der Ringschulter und dem Nietbördel angeordnet sein.

Die Erfindung umfaßt auch ein Spritzgußteil, das um das Blechteil herum geformt ist. D. h. die Spritzmasse umschließt teilweise das Blechteil, wobei das Gewinde des Mutterelemen­ tes von der Außenseite frei zugänglich ist, d. h. mit der Spritzmasse nicht abgedeckt ist und zur Aufnahme eines Ein­ schraubteils dient.

Ein Beispiel für das Spritzgußteil wäre eine Sportschuhsoh­ le, wobei das Mutterelement oder die Mutterelemente zur An­ bringung von insbesondere auswechselbaren Teilen wie Spikes oder Stollen ausgebildet ist bzw. sind. Bei diesem Beispiel kann man für das Blech ein gewelltes oder gelochtes Feder­ stahlblech wählen, welches die Flexibilität der Sohle sicher­ stellt. Beispielsweise könnte hier die Sohle aus einem feder­ harten, hochflexiblen Bandstahl mit einer wellenförmigen Aus­ bildung (Sinuswelle) mit einer Amplitude von ca. 3 mm und einer Feldweite von ca. 8 mm profiliert. Die Kunststoffmasse wird in diesem Falle als eine Plastik- oder Kautschukmasse realisiert.

Ein anderes Beispiel für das Spritzgußteil wäre ein Kunst­ stoffkarosserieteil, wobei das Mutterelement bzw. die Mutte­ relemente, bspw. der Anbringung wenigstens eines Scharniers oder der Befestigung an anderen Karosserieteilen dient bzw. dienen.

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Blechteils mit mindestens ein am Blechteil befestigtes Mutterelement entsprechend den Ansprüchen 20 bis 25.

Eine wichtige Weiterbildung dieses Verfahrens besteht darin, daß das Blechteil mit wenigstens einem darin befestigten Mut­ terelement aus der Stanz- und Nietpresse entnommen und in eine Spritzgußform eingesetzt wird, wobei das Gewinde des Mutterelements bzw. jedes Mutterelements einseitig durch den Stanzbutzen und auf der anderen Seite durch Berührung der Stirnfläche des das Gewinde enthaltenden Mutterteils an einem Wandteil der Spritzgußform bzw. eines in diese hinein­ ragenden Teils geschlossen ist, wobei sich die Spritzgußmas­ se nicht in das Gewinde hineindringen kann. Im übrigen können Positioniereinsätze in der Spritzgußform auf die Stanzbutzen drücken, so daß die jeweiligen Mutterelemente gegen den Wandteil oder eines Einsatzteils der Spritzgußform gehalten werden, wobei das Nietbördel, welches die Haltestif­ te umfaßt, vorzugsweise gleichzeitig mit dem Haltestift zu­ sammenarbeitet, um eine Ausrichtung des Blechteils in der Spritzgußform zu gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, in diesen zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Stanzkopf im An­ fangsstadium eines Verfahrens zur Einbringung eines Mutterelementes durch Stanzen und Nieten in ein Blechteil,

Fig. 2 bis 4 weitere Stadien des Stanz- und Nietverfahrens,

Fig. 5 eine Darstellung entsprechend der Fig. 4 vom Endsta­ dium eines abgewandelten Nietverfahrens mit etwas an­ derem Verfahrensablauf,

Fig. 6 eine perspektivische Teildarstellung eines Sport­ schuhs mit Spikes,

Fig. 7 einen Teilquerschnitt durch die Sohle des Sport­ schuhs nach Fig. 6 in der Ebene VII-VII im Bereich eines Spikes, und

Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes eines Blechteils mit eingesetztem Mutterelement in einer nur teilweise dargestellten Spritzgußform nach Einführung der Spritzgußmasse, wobei das Spritzguß­ teil nach Fig. 8 für die Sportschuhsohle nach Fig. 6 bzw. Fig. 7 verwendet werden könnte.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt durch einen Stanzkopf 10, der im allgemeinen entsprechend dem Stanzkopf der deutschen Pa­ tentschrift 34 46 978 und vor allem nach der deutschen Pa­ tentschrift 34 47 006 ausgebildet ist und in eine Stanz- und/oder Prägepresse mit gegenüberliegenden, relativ zueinan­ der bewegbaren Platten oder Matrizenteilen eingebaut werden kann. Zwar wird durch die Fig. 1 suggeriert, daß der Stanz­ kopf 10 in der oberen Preßplatte eingebaut ist, er könnte aber genauso in der unteren Preßplatte bzw. in einer Zwi­ schenplatte eingebaut werden.

Der Stanzkopf 10 enthält eine Stößeleinheit 12, welche im­ stande ist, ein Mutterelement 14 mit einem Stanz- und Nie­ tabschnitt 16 durch ein Blech 18 zu stanzen, das während der Stanzbewegung zwischen dem Stanzkopf 10 und einer Matrize 20 gehalten wird, wie in Einzelheiten später erläutert wird. Der Stanzkopf 10 ist mit einer (nicht gezeigten) Zuführein­ richtung versehen, welche imstande ist, einzelne Mutterele­ mente 14 in den Stanzkopf einzuspeisen und in die Arbeits­ stellung nach Fig. 1 zu bringen. Solche Zuführeinrichtungen sind aus dem genannten Stand der Technik bekannt und werden daher hier nicht beschrieben. Obwohl das Mutterelement 14 in der Fig. 1 in der Luft zu hängen scheint, wird es in der Praxis durch federnde Finger o. dgl. im Stanzkopf durch Rei­ bung gehalten, so daß es nicht unter dem Eigengewicht nach unten fällt.

Wie aus dieser Zeichnung ersichtlich ist, vor allem aus der Querschnittszeichnung auf der linken Seite der Mittellinie 13 der Stößeleinheit 12, weist das Mutterelement 14 ein Mut­ terteil 15 mit einem Innengewinde 24 sowie den an das Mutter­ teil anschließenden rohrförmigen Stanz- und Nietabschnitt 16 auf, der über eine radial nach außen gerichtete Ringschulter 26 in das Mutterteil übergeht. An dieser Ringschulter sind mehrere Rippen oder Nasen 28 vorgesehen, welche eine Drehsi­ cherung bilden und deren Wirkung später beschrieben wird. Der Stanz- und Nietabschnitt 16 des Mutterelementes 14 hat einen ringförmigen Hohlraum 29, der mit der Durchgangsöff­ nung des Gewindes 24 koaxial ausgerichtet ist und am unteren Ende eine gerundete Stoß- und Ziehkante 32 am Stirnende des Stanz- und Nietmutterabschnittes.

Auf der dem Stanzkopf 10 abgewandten Seite des Bleches 18 be­ findet sich die Matrize 20, welche einen zylindrischen Ma­ trizeneinsatz 30 enthält, der auch als Preßdorn bezeichnet werden kann, und in dessen Beispiel in der entsprechenden Aufnahmebohrung 31 der Matrize 20 nicht verschiebbar, aber auswechselbar angeordnet ist. Das Bezugszeichen 20 stellt daher die eigentliche Matrize dar und enthält den Matrizen­ einsatz. In einer Reihe von Ausführungen wird die Matrize 20 und der Matrizeneinsatz 30 einstückig ausgeführt. Welche Aus­ führungsform zum Einsatz kommt, ist letzten Endes eine Ko­ stenfrage, bezogen auf den gegebenen Anwendungsfall. Je nach zu verarbeitendem Blechwerkstoff unterliegt der Matrizenein­ satz 30 einem mehr oder minder hohem Verschleiß. Es kann daher sinnvoll sein, den Matrizeneinsatz 30 bei hohem Ver­ schleiß als Austauschteil auszubilden.

Das dem Blech 18 zugewandte axiale Ende 33 des Matrizenein­ satzes 30 weist einen kleineren Durchmesser als das Füh­ rungs- bzw. Körperteil 34 des Matrizeneinsatzes auf und bildet zusammen mit der den Matrizeneinsatz umfassenden Ma­ trize 20 eine U-förmige, in Richtung des Bleches 18 offene Ringnut 36. Die Ringnut bildet eine Art Einsenkung, deren Form als Halbtoroid beschrieben werden kann. Die radial innere Begrenzung der Nut 36 ist durch eine gerundete Ring­ schulter 38 des Matrizeneinsatzes gebildet, welche von dem axialen Ende 32 mit dem kleineren Durchmesser in das Körper­ teil 34 durch einen sanften gerundeten kontinuierlichen Über­ gang übergeht, wobei dieser Übergang bei der axialen Stel­ lung bzw. Ringkante 40 des Matrizeneinsatzes vollzogen wird. Die Matrize 20 hat eine ringförmige Ausnehmung 42, welche der Gestalt der Ringschulter 38 zumindest im wesentlichen spiegelbildlich entspricht, wobei aber die tiefste Stelle 44 der ringförmigen Ausnehmung 42 der Matrize 20 in der Darstel­ lung der Fig. 1 geringfügig unterhalb der tiefsten Stelle 46 der U-förmigen Ringschulter 38 des Matrizeneinsatzes 30 liegt oder mindestens mit der entsprechenden Ringkante 40 ausgerichtet ist.

Die Ringausnehmung 42 der Matrize 20 wird in der Ausführung der Fig. 1 bis 4 über das eigentliche Stirnende 48 des Ma­ trizeneinsatzes hinaufgeführt und geht über eine gerundete Ringschulter 50 in einen flachen ringförmigen Bereich 52 über. Die Kontur der Matrize geht dann über eine weitere ge­ rundete Ringschulter 54 in eine sich konusförmig nach unten (in Fig. 1 bis 5) erweiternde Wand 56 über, die in etwa in der Höhe der Linie 40 über eine weitere Ringschulter 58 in einer zum Blech 18 parallelen Fläche 60 ausläuft. Diese Fläche 60 geht dann in die eigentliche Preßfläche des Werk­ zeuges über, das zur Formgebung der Unterseite des Bleches 18 verwendet wird.

Die Matrize bildet daher um den Matrizeneinsatz herum eine ringförmige Erhebung, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 64 gekennzeichnet ist. Wie durch die durchgehenden Mittelli­ nien 13 gezeigt, ist der Matrizeneinsatz mit dem Mutterele­ ment 14 und der Stößeleinheit 12 koaxial ausgerichtet.

Der Stanzkopf 10 ist mit einer kreisförmigen Ausnehmung 66 versehen in einer Gestalt, welcher der Gestalt der äußeren Begrenzung der ringförmigen Erhebung 64 der Matrize komple­ mentär ist, jedoch im Durchmesser um in etwa zweimal die Dicke des Bleches 18 größer ist, damit beim Schließen der Presse Platz für das Blech zwischen der Ringausnehmung 66 und der Ringerhebung 64 gegeben ist. Mit anderen Worten hat auch die Ausnehmung 66 einen konusförmig verlaufenden Wand­ teil 68, der nach unten divergiert und welcher über eine Ringschulter 70 in eine zur Ebene des Bleches 18 parallele Ringfläche 72 übergeht. Die Ringfläche 72 kann dann entspre­ chend der Ringfläche 60 in die eigentliche Preßfläche des Werkzeugs übergehen, zumindest dann, wenn die Presse ge­ schlossen ist.

Das eigentliche Stirnende 48 des Matrizeneinsatzes 30 hat in der Mitte einen Plateaubereich 74, welcher über eine schrä­ ge, vorzugsweise leicht gewölbte Anfasung 75 in eine ringför­ mige zurückversetzte Schulter 76 übergeht. Die Schulter 76 geht wiederum in einen steilen Wandabschnitt 78 der Ring­ schulter 38 an der Kante 80 über.

Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die gerundete Stoß- und Ziehkante 32 des Stanz- und Nietabschnittes des Mutterelementes 14 auf der radial inneren Seite eine schräge Anfasung 82, bspw. mit einem Winkel zur Mittellinie 13 von etwa 45° aufweist und an der radial äußeren Seite über eine sanfte Abrundung 84 in einen zur zylindrischen Innenwand des Stanz- und Nietabschnittes parallelen zylindrischen Außenwan­ dabschnitt 86 übergeht.

In etwa halber Höhe geht der zylindrische Wandabschnitt 86 in einen sich konusförmig nach oben erweiternden Abschnitt 88 über, welcher anschließend über eine Rundung in die Ring­ schulter 26 übergeht. Man merkt auch, daß die zylindrische Innenwand 90 des Mutterelements einen größeren Durchmesser aufweist als das Gewinde 24. Schließlich sieht man aus Fig. 1 einen Stößeleinsatz oder Stempel 92, der in dem Stößel 12 fest angeordnet ist und sich mit radialem Spiel durch das Ge­ winde 24 erstreckt. Alternativ hierzu könnte eine Verschiebe­ bewegung des Stempels 92 zugelassen werden, bspw. um die Ein­ führung der einzelnen Mutterelemente 14 zu erleichtern oder aus technischen Gründen bei der später eintretenden Bewegung der Stößeleinheit 12 in Richtung des Matrizenansatzes. Das untere Ende des Stößeleinsatzes 92 ist in diesem Beispiel sechskantig ausgebildet und geht über eine leichte Ringschrä­ ge 94 in eine zentrale zum Blech 18 parallele Fläche 96 über. Zwischen der Anfasung 94 und der Außenwand des Stößel­ einsatzes 92 befindet sich eine ringförmige Abrundung 98.

Das Einsetzen des Mutterelementes in das Blechteil erfolgt, während das Blechteil gleichzeitig in der Presse gestaltet wird, wie nunmehr anhand der Fig. 1 und den weiteren Fig. 2, 3 und 4 beschrieben wird.

Die Fig. 1 zeigt ein Anfangsstadium nach dem Einfügen des Bleches 18, noch bevor die Presse vollständig geschlossen ist, d. h. die obere Preßplatte auf die untere Preßplatte her­ abgedrückt ist. Kurz vor der Schließbewegung der Presse wird ein Mutterelement über eine Zuführeinrichtung unterhalb des Stößels 12 eingeführt und nimmt die in der Fig. 1 dargestell­ te Lage an. Die Ausbildung des Zuführkopfes ist hinreichend aus anderen Schriften, beispielsweise aus den eingangs ge­ nannten Schriften bekannt und wir hier nicht weiter erläu­ tert.

Der Stanzkopf ist üblicherweise begrenzt verschiebbar in der Preßplatte gelagert und in Richtung des Blechteils vorge­ spannt. Die Stößeleinheit ist aber zumindest während der Schließbewegung mit der Preßplatte gekoppelt. Bei der Schlie­ ßung der Presse bewegt sich der Stanzkopf nach unten in Rich­ tung der Matrize und es bewegt sich gleichzeitig der Stößel 12 nach unten, so daß das Stanzende 32 des Niet- und Stan­ zabschnittes des Mutterelements unter dem Druck des Stößels das Blech zunächst eindellt, wie in Fig. 2 ersichtlich. Durch die Eindellung wird das Blechteil in der Presse gegen Querverschiebung gehalten. In diesem Stadium weicht der Stanzkopf 10, nicht jedoch die Stößeleinheit etwas zurück, während sich die Schließbewegung der Presse fortsetzt. Das Mutterelement übt unter dem Druck der Stößeleinheit im Zusam­ menhang mit dem feststehenden Stirnende des Matrizeneinsat­ zes 30 eine Scherwirkung auf das Blech aus und trennt einen kreisförmigen Stanzbutzen 100 aus dem Blech heraus.

Fig. 2 zeigt genau die Lage des Werkzeugs, in der der Stanz­ butzen 100 gebildet wird. Man merkt, daß der Stanzbutzen 100 in der Mitte nach oben gewölbt ist, was einerseits aufgrund der Formgebung des Stirnendes des Matrizeneinsatzes 30 und andererseits auf die Scherwirkung zwischen dem Stanz- und Nietabschnitt 16 des Mutterelementes und dem Matrizeneinsatz 30 zurückzuführen ist. Genauer gesagt kommt diese Aufwölbung des Stanzbutzens 100 aus der Wirkung der Schneidfläche 82 des Stanz- und Nietabschnitts und der Schneidkante 33 des Ma­ trizeneinsatzes 30 zustande, wie bereits oben erläutert.

Durch die Berührung des Bleches mit der Ringfläche 52 sowie mit der Abrundung 70 beim Übergang der konischen Wand 68 der Ringausnehmung 66 in die horizontale Fläche 72 erfolgt das erwähnte Eindellen bzw. eine erste Verformung des Bleches 18, welche dann entsprechend der Fig. 3 bei der weiteren Schließbewegung der Presse 10 fortgesetzt wird. Die Stößel­ einheit 12 wird durch diese Bewegung dann auch weiter nach unten gedrückt, so daß das Stanz- und Nietteil des Mutterele­ mentes durch das durch die Bildung des Stanzbutzens entstan­ dene Loch hindurchgetrieben wird und aufgrund der Ringschul­ ter 38, welche als Rollfläche wirkt, nach außen gelenkt wird, so daß sich die Stoß- und Ziehkante 32, welche jetzt etwas verformt ist, nunmehr in dem Teil der Ringnut 36 befin­ det, der von der Matrize 20 gebildet ist.

Dadurch daß der Punkt 46 des Matrizeneinsatzes geringfügig höher liegt als der Punkt 44 wird sichergestellt, auch bei ungünstigen Toleranzen, daß keine Ringstufe an dieser Stelle gebildet ist, welche die nach außen gerichtete Bewegung der Stoß- und Ziehkante des Stanz- und Nietabschnittes des Mutte­ relementes verhindern kann.

Dadurch daß der Stanz- und Nietabschnitt des Mutterelementes durch das im Blech durch das Heraustrennen des Stanzbutzens gebildete Loch hindurchgetrieben wird, entsteht hier eine Art Keilwirkung, welche das Blechmaterial um das Loch herum nach unten und nach außen treibt, so daß das Blech, wie in Fig. 3 gezeigt, eine ausgeprägte, konusförmige Vertiefung 108 aufweist. Da die obere Preßplatte weiter nach unten ge­ drückt worden ist, weist das Blech auch eine ausgeprägtere ringförmige Erhebung 110 oberhalb der ringförmigen Fläche 52 der Matrize 20 auf. Es soll darauf hingewiesen werden, daß zur Herstellung dieser ringförmigen Erhebung nicht unerhebli­ che Kräfte erforderlich sind, die über den Stanzkopf 10 auf­ gebracht werden müssen.

Der Stanzbutzen 100 ist aufgrund der Absenkung des Stanzkop­ fes weiter in den zylindrischen Hohlraum 90 des Stanz- und Nietabschnittes des Mutterelementes hineingetrieben worden, berührt aber noch nicht das Stirnende des Stempels 92.

Die nach unten gerichtete Bewegung des Stanzkopfes bzw. des Pressenoberteils setzt sich fort und drückt nunmehr nicht nur die Stößeleinheit sondern auch den Stanzkopf, der an das Ende seines Verschiebeweges gelangt ist, nach unten bis das Endstadium nach Fig. 4 erreicht wird. Wie insbesondere aus der teilweise weggeschnittenen linken Seite der Zeichnung der Fig. 4 zu ersehen ist, ist der Stanz- und Nietabschnitt 16 des Mutterelementes durch die U-förmige Nut 36 nunmehr zu einem vollständigen Nietbördel 112 umgebildet, welche eine nach oben gerichtete U-förmige Ringaufnahme 114 aufweist, in der das Material des Bleches um das durch das Heraustrennen des Stanzbutzens entstandene Loch herum in Form eines nach unten gerichteten zylindrischen Bundes 116 aufgenommen ist. Durch die Zusammenwirkung des Stanzkopfes sowie der Matrize geht das Blech über eine Ringschulter 118 in einen konusför­ migen sich nach unten erweiternden Teil 120 über, das an­ schließend in einen ebenen Bereich 122 des Bleches übergeht, dessen Ebene durch die Fläche 66 der Matrize und die Fläche 72 des Stanzkopfes bestimmt wird. Da das Mutterelement jetzt vollständig nach unten getrieben worden ist, befinden sich die Nasen oder Rippen 28 in entsprechenden Vertiefungen der Ringschulter 118 des Bleches, die durch das Hineindrücken der Nasen 28 gebildet werden, und es entsteht hier eine er­ höhte Drehsicherung, welche eine Durchdrehung des Mutterele­ ments im späteren Verbrauch verhindert.

Der zunächst in Fig. 2 und 3 nach oben gewölbte Stanzbutzen ist in diesem Endstadium durch das Stirnende des Stempels flachgepreßt und eingedellt, d. h. gestaucht, so daß Material nach außen gedrückt wird. Wenn der Stempel 92 gegenüber der Stößeleinheit verschiebbar gelagert ist und bspw. durch eine starke Feder nach vorne gespannt wird, so kann er während der Stauchung des Stanzbutzens etwas zurückweichen. Die auf­ grund der Stauchwirkung erzielte nach außen gerichtete Bewe­ gung des Materials des Stanzbutzens führt zu einem permanen­ ten kompressiven Druck zwischen der äußeren Ringkante 124 des Stanzbutzens und der Innenwandung des Stanz- und Nie­ tabschnittes 16 des Mutterelementes. Weiterhin wird durch diesen kompressiven Druck bzw. durch die Stauchung des Stanz­ butzens die innere Wandung des Stanz- und Nietabschnittes im Bereich des Stanzbutzens zu einer leicht nach unten konver­ gierenden Fläche gebildet, so daß der Stanzbutzen nach unten nicht herausfallen kann. Durch den kompressiven Druck wird außerdem sichergestellt, daß hier eine sehr gute Abdichtung vorliegt. Die Stanzmutter kann somit nach unten nicht verlo­ rengehen. Sie kann aber auch nicht nach oben verlorengehen, da das Gewinde 24 einen wesentlich kleineren Durchmesser auf­ weist als das Wandteil 124 des Stanz- und Nietabschnittes, an dem die äußere Kante des Stanzbutzens dicht anliegt. Nach der Öffnung der Presse kann das Blechteil mit dem eingestanz­ ten und eingenieteten Mutterelement entnommen werden bzw. aus der Presse herausbefördert werden.

Nach einer ersten Verfahrensvariante ist das Herstellungsver­ fahren für das Blechteil 18 mit eingesetztem Mutterelement mit der Herausnahme aus der Presse in diesem Stadium been­ det.

Obwohl sich das bisherige Verfahren nur mit dem Einsetzen eines einzigen Mutterelementes befaßt hat, können ohne weite­ res mehrere Mutterelemente an verschiedenen Stellen des Blechteils in der gleichen Art und Weise bei einem Hub der Presse eingesetzt werden. Das Einstanzen des Mutterelements kann auch anders erfolgen als hier beschrieben, bspw. ist es denkbar, die Stößeleinheit mit einer von der Schließbewegung der Presse getrennt durchgeführten Hubbewegung nach unten zu drücken.

Anstatt das Herstellungsverfahren mit der Öffnung der Presse nach dem Herstellungsschritt nach Fig. 4 zu beenden, kann es vorteilhaft sein, einen weiteren Herstellungsschritt durchzu­ führen, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Herstellungsschritt nach Fig. 5 erfolgt mit anderen Werkzeugen als für die Fig. 1 bis 4 gezeigt. Dieser Herstellungsschritt nach Fig. 5 kann in einer ganz anderen Preßanlage erfolgen und kann aber auch als weiterer Schritt in einer weiteren Station der gleichen Preßanlage durchgeführt werden, die für die Durchführung der Verfahrensschritte nach den Fig. 1 bis 4 verwendet wurde, d. h. die Preßanlage ist zur Verwendung von Stufenfolgewerk­ zeugen ausgelegt.

Fig. 5 zeigt mehrere mögliche Verfahrensvarianten in einer Zeichnung. Insbesondere zeigt Fig. 5 eine Möglichkeit, den Stanzbutzen noch sicherer innerhalb des Mutterelementes ein­ zufassen. Weiterhin zeigt die Fig. 5 eine Möglichkeit das Nietbördel 112 flach zu pressen. Dies ist einerseits dann in­ teressant, wenn beispielsweise die Stirnfläche des Nietbör­ dels innerhalb der Vertiefung 120 des Bleches 18 liegen sollte oder wenn bei einer abgewandelten Ausführungsform der Stanzbutzen 100 nicht an der in Fig. 5 gezeigten Stelle son­ dern in einem Ringraum am anderen Stirnende der Mutter in einem getrennten Vorgang eingesetzt werden soll. Im letzte­ ren Fall wäre dann die Schraube, welche mit dem Mutterele­ ment zusammenarbeitet von der Nietbördelseite einzuführen und würde üblicherweise ein anderes Blechteil gegen das Niet­ bördel 112 pressen. In diesem Falle führt die ebene Ausbil­ dung des Nietbördels 112 zu einer Vergrößerung der die Spann­ kräfte übertragenden Fläche, wodurch eine zu hohe Flächen­ pressung zwischen dem Nietbördel 112 und dem anzuschrauben­ den Blechteil vermieden werden kann, so daß eine plastische Verformung des Blechteils bzw. des Nietbördels oder Setzungs­ erscheinungen dieser Teile aufgrund einer zu hohen Flächen­ pressung nicht mehr zu befürchten sind.

Bei der Matrizenausführung der Fig. 5 weist die Matrize 20 eine im wesentlichen ebene Fläche 60 ohne eine ausgeprägte Ringerhebung 64 auf. Stattdessen weist die dem Blech zuge­ wandte Oberfläche der Matrize 20 lediglich eine ringförmige Fläche 130 auf, welche über eine kleine Stufe 132 in die ebene Fläche 60 übergeht. Die Ringfläche 130 ist parallel zu der Fläche 60, d. h. zur Ebene des eingesetzten Bleches 18 der früheren Station (wo die Verfahrensschritte nach den Fig. 1 bis 4 durchgeführt wurden). Der Matrizeneinsatz 30 hat eine im wesentlichen kreiszylindrische Form und weist le­ diglich an dem Stirnende eine abgerundete Hinterschneidung 134 auf, die in einer senkrecht zur Mittellinie 13 angeordne­ ten ebenen Fläche 74 endet.

Die Stößeleinheit 12 bei dieser Ausführung hat keinen mittig angeordneten Stempel 92, wie bei der Stößeleinheit der frühe­ ren Station. Der aus dem Blech 18 herausgetrennte Stanzbut­ zen 100, der in Fig. 4 zwar unterhalb des Gewindes 24 ange­ ordnet ist, wird mittels der Wirkung des jetzigen Matrizen­ einsatzes 30 nach oben geschoben bis zum Anschlag an der oberen Seite an einer Ringschulter 136, welcher sich direkt unterhalb des Gewindes 24 des Mutterelementes 14 befindet.

Die Ringkante 138 des Matrizeneinsatzes 30 weist an der Stelle, wo die kreiszylindrische Fläche 140 des Matrizenein­ satzes in die gerundete Hinterschneidung 134 übergeht, einen Durchmesser auf, welcher ggf. in Teilbereichen größer ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlraumes 90 des Stanz- und Nietabschnittes 16 und funktioniert als eine Art Schub-Umformwerkzeug, während das Mutterelement 14 unter der Einwirkung der Stößeleinheit 14 nach unten gedrückt wird. Hierdurch wird ein Ringbördel 142 aus dem Material des Stanz- und Nietabschnittes 16 des Mutterelementes gebildet. Das Ergebnis ist, daß der Stanzbutzen 100 formschlüssig und dicht in einer Ringnut 144 unter einem permanenten kompressi­ ven Druck gehalten wird, wobei diese Ringnut 144 im oberen Bereich durch die Ringschulter 136 des Mutterelementes und im unteren Bereich durch das Ringbördel 142 gebildet wird.

Dadurch, daß die Matrize 20 die ebene Ringfläche 130 um den Matrizeneinsatz 30 herum aufweist, wird das gerundete Stir­ nende des Stanz- und Nietabschnittes 16 des Mutterelementes so wie nach dem Verfahrensschritt der Fig. 4 erhalten, flach­ gepreßt in eine planare Ringfläche 152.

Bei dieser Ausführung ist es nicht notwendig, einen Stößel­ einsatz 92 vorzusehen, wobei aber ein solcher Stößeleinsatz wahlweise vorgesehen werden könnte, wenn es sich in der Praxis herausstellen sollte, daß letztlich auf der oberen Fläche des Stanzbutzens 100 in Fig. 5 ein Gegendruck bei der Befestigung des Stanzbutzens 100 nützlich wäre.

Es ist auch durchaus möglich, eine kreisförmige Scheibe, welche aus einem Blech ausgestanzt ist und die Größe des Stanzbutzens 100 hat, mit einem Stempel mit der Form des Ma­ trizeneinsatzes 30 der Fig. 5 bereits vor dem Einsetzen des Mutterelementes 14 in das Blech 18, d. h. in einem vorherigen Arbeitsgang einzusetzen. Ein Verfahren dieser Art ist dann beispielsweise vorteilhaft, wenn das Blech 18 relativ dick ist, beispielsweise im Bereich von 3 bis 7 mm, was die Ver­ wendung von selbststanzenden Mutterelementen 14 schwierig macht. Bei solchen relativ dicken Blechen kann statt dessen entweder mit einem gesonderten Stanzwerkzeug oder durch einen Bohrvorgang das Blech 18 vorgelocht werden, so daß das Mutterelement in das vorgebildete Loch eingesetzt und dann mit dem Blech 18 vernietet wird, beispielsweise in einem Preßvorgang wie bisher erwähnt.

Hier soll darauf hingewiesen werden, dann bei dem Vorsehen eines Stanzbutzens im Nietabschnitt noch vor dem Einsetzen des Mutterelementes der Durchmesser des Matrizeneinsatzes 30, d. h. der Durchmesser an der Kante 134 etwas größer ge­ wählt werden soll, als der Durchmesser des unverformten Nie­ tabschnittes 16, damit genügend Material vorhanden ist, um das Ringbördel 142 zu bilden.

Das Werkzeug der Fig. 5 kann, ggf. mit kleinen Abänderungen, auch dazu verwendet werden, um einen "fremden" Stanzbutzen 100 in die dem Stanz- und Nietabschnitt abgewandte Seite des Mutterelementes einzusetzen. Zu diesem Zweck wäre die ent­ sprechende Stirnseite des Mütterelementes mit einer rohrför­ migen Vorsatz ähnlich dem Stanz- und Nietabschnitt, jedoch etwas kürzer, zu versehen, wobei der Einsatz dann von oben nach unten gepreßt wird, um Material von der Wand des rohr­ förmigen Vorsatzes nach unten zu drücken, um ein dem Ringbör­ del 142 entsprechendes Bördel zu erzeugen, das den Stanzbut­ zen an diesem Stirnende des Mutterelementes befestigt. Nach der Ausbildung des Mutterelementes in dieser Art und Weise kann das Mutterelement entsprechend dem Verfahren nach den Fig. 1 bis 4 in ein Blech 18 eingestanzt und mit diesem ver­ nietet werden, wobei der Stößeleinsatz 92 dann fehlen würde. Auch kann als anschließender Verfahrensschritt das Nietbör­ del entsprechend der Fig. 5 flachgepreßt werden, was hier durchaus bevorzugt wäre, da bei dieser Ausführungsform die Schraube, die in das Mutterelement eingesetzt wird, von der Nietbördelseite eingeschraubt wird und dazu dienen wird, ein Blech gegen das flache Stirnende des Nietbördels zu pressen.

Die Verwendung des Stempels mit in etwa der Form des Ma­ trizeneinsatzes 30 der Fig. 5 hat den Vorteil, daß der Stanz­ butzen 100 fest in der Ringnut 144 des Mutterelementes 14 verankert ist und daß es unter gar keinen Umständen verloren­ gehen kann, was sehr wichtig ist, wenn die Mutterelemente schon vom Herstellerwerk aus mit solchen Stanzbutzen verse­ hen sind. Es wäre nämlich nicht gerade nützlich, wenn aus Mutterelementen mit vorher eingesetzten Stanzbutzen 100 ab und zu ein Stanzbutzen verlorengehen würde, da dies verhee­ rende Auswirkungen bei der nachfolgenden Behandlung der Mut­ terelemente haben könnte. Geht beispielsweise ein Stanzbut­ zen 100 beim Einsetzen eines Mutterelementes in einer Presse verloren, so könnte der verlorengegangene Stanzbutzen 100 das Blechformteil, ggf. auch das Werkzeug, beschädigen. Geht sie aus dem Blechteil verloren, so würde beim nachfolgenden Umspritzvorgang die Spritzmasse in das Gewinde eintreten und das Bauteil müßte dann verschrottet werden. Auch könnte die Durchströmung der Gewinde mit der Spritzgußmasse dazu führen, daß die Spritzgußanlage verschmutzt oder beschädigt wird.

Bei der Verwendung von Mutterelementen mit vorher eingesetz­ ten Stanzbutzen besteht auch die Möglichkeit, die Stanz­ butzen 100 aus einem dünneren Blech herzustellen als das Blech 18, in das die Mutterelemente einzusetzen sind.

Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung für die Sohle 200 eines Sportschuhes bzw. eines Golf­ schuhes. Die Sohle 200 besteht aus einer kautschukähnlichen Kunststoffmasse 201 oder aus Kautschuk und hat im Inneren, wie aus Fig. 7 ersichtlich, ein Blechteil 18, das mit Mutte­ relementen 14 versehen ist (von denen nur das eine Element in Fig. 7 ersichtlich ist) welche nach dem bisher be­ schriebenen Verfahren der Fig. 1 bis 4 eingesetzt wurden. Diese Mutterelemente 14 bilden Schraubaufnahmen für Spikes oder Stollen 202, die in die jeweilige Mutterelemente einge­ schraubt werden. Im Unterschied zu den bisher beschriebenen Verfahren wird bei der Golfschuhsohle in diesem Beispiel keine ausgeprägte Vertiefung des Bleches im Bereich der ein­ zelnen Mutterelemente vorgesehen, was eine etwas abgewandel­ te Form der oberen Seite der Matrize sowie der unteren Seite des Stanzkopfes erfordert.

Wie das Blechteil mit den eingesetzten Mutterelementen in die Kunststoffmasse der Sohle 200 eingebettet wird, ist aus Fig. 8 ersichtlich.

Fig. 8 zeigt nur einen Teil einer Spritzgußform im Quer­ schnitt.

Mit oberen und unteren Formteilen 300 und 302, welche mitein­ ander an einer Trennfuge 304 zusammenpassen und jeweilige Hohlformen 306 und 308 bilden. Das Blechteil 18 mit einge­ setzten Mutterelementen 14, von denen nur eines gezeigt ist, sitzt im Hohlraum der Spritzgußform und wird auf Stifte, wie beispielsweise 310 abgestützt, welche in diesem Beispiel unterhalb der jeweiligen Stanzbutzen 100 angeordnet sind. In diesem Beispiel erfüllen die Nietbördel 112 eine doppelte Funktion, indem sie mit den Stiften 310 zusammenwir­ ken und eine Zentrierung des Blechteils 18 in der Spritzguß­ form bewirken. Ggf. können aber auch andere Zentrierungsein­ richtungen vorgesehen werden. Oberhalb des Mutterteils des Mutterelementes 14 befindet sich ein weiterer Formeinsatz in Form eines Stiftes 312 mit einem zylindrischen Kopf 314, der oberhalb des Mutterteils angeordnet ist und die Stirnfläche 310 des Mutterteils berührt. Der Kopf 314 hat einen Durchmes­ ser hat, der zwar größer als der Kerndurchmesser des Gewin­ des, jedoch kleiner als der Außendurchmesser des Mutterteils ist. Da der Stanzbutzen 100 etwas nachgiebig ist, ermöglicht diese Konstruktion ohne weiteres eine vollständige Schlie­ ßung der beiden Hälften der Spritzgußform, auch dann wenn die Toleranzen bei den Stiften 310 und 312 etwas ungünstig sein sollten. Nach der Schließung der Spritzform wird die Spritzgußmasse 201 in die Form eingespritzt. Sie fließt in allen Hohlräumen der Spritzgußform, d. h. dort wo ein Kreuzschraffur in Fig. 8 vorgesehen ist. Man merkt, daß die Spritzgußmasse einen Teil der äußeren Stirnfläche des Mutter­ teils des Mutterelementes 14 umschließt, was bei einer Schuh­ sohle den Vorteil hat, daß einerseits das Eindringen von Feuchtigkeit um das Mutterteil herum erschwert wird, anderer­ seits kann, wie in Fig. 7 gezeigt, ein Stollen oder ein Spike 202 so eingeschraubt werden, daß ein Kragenteil 204 die zwischen dem Stollen und dem Mutterelement vorhandene Spritzgußmasse komprimiert und hierdurch nicht nur eine bes­ sere Abdichtung bewirkt, sondern auch eine Drehsicherung der jeweiligen Stollen bzw. Spikes, so daß diese nicht verloren­ gehen.

Das Verfahren zur Herstellung einer Golfschuhsohle wird jetzt noch einmal kurz umrissen.

Bei einer Golfschuhsohle kann das Blechteil aus 0,3 mm feder­ hartem, hochflexiblem Bandstahl bestehen. Dieses Bandstahl wird beim Einsetzen der Mutterelemente in die Presse gleich­ zeitig durch eine Profilierung der Preßplatten wellenförmig verformt (Sinuswelle). Die Wellenform des profilierten Ble­ ches hat eine Amplitude von ca. 3 mm und eine Feldweite (Wel­ lenlänge) von ca. 8 mm. Mit dieser Profilierung wird eine hohe Elastizität der federharten Schuhsohle erreicht. Das Blechteil wird gleichzeitig in der Presse am Außenumfang ge­ stanzt, damit dieses die Gestalt eines Fußabdruckes bekommt.

Zur Aufnahme der schon beschriebenen gewindetragenden Spikes müssen die Mutternkörper so am Blechformteil "Schuhsohle" be­ festigt werden, daß sie den Verformungen während des Trittabl­ aufes (Abrollen der Schuhsohle auf dem Gehgrund) standhal­ ten.

An der Verbindungsstelle Mutter/Schuhsohle treten demzufolge Verschiebebewegungen zwischen Mutterelementen und Blechteil Schuhsohle auf. Durch die beschriebene Ausführung des Niet­ bördels mit den Verdrehsicherungsmaßnahmen wird erreicht, daß diese Verschiebebewegungen keine Kerbwirkungen auf das Schuhsohlenblech ausüben. Das Zusammenbaublechformteil Mutter-Schuhsohle wird in einer Plastiksohle eingebettet und ist allseitig von diesem Plastik/Kautschukmaterial umgeben. Dabei wird durch die eingesetzten Stanzbutzen sicherge­ stellt, daß die Gewinderückseite der Mutter so verschlossen ist, daß kein Plastik-/Kautschukmaterial in die Gewindeboh­ rung eindringen kann.

Wie erläutert wird der Gewindeeingang durch entsprechende Ab­ dichtungsmaßnahmen im Plastik-/Kautschukeinformwerkzeug ge­ schlossen, wie im Beispiel der Fig. 8 durch die Stifte 312.

Die gewinderückseitige Abdichtung wird, wie erwähnt, dadurch erreicht, daß die Stanz- und Nietmutter nicht in vorgestanz­ te Öffnungen der Stahl-Golfschuhsohle eingebracht werden, sondern selbststanzend, wobei, wie detailliert erläutert, der dabei abgetrennte, ausgelochte Stanzbutzen durch eine be­ sondere Matrizen-Werkzeugstempelkonstruktion so im umgebör­ delten Stanz- und Nietabschnitt positioniert wird, daß er als dichtenden Deckel gegen das Eindringen der Plastik-/Kaut­ schukmasse, wie oben beschrieben, funktioniert.

Die Montageschritte sind im einzelnen:

• a) Im geeigneten Werkzeugunterteil (korrespondierend mit der Form der Schuhsohle) sind entsprechend viele Aufnah­ menester vorhanden.
• b) Im Werkzeugoberteil befinden sich exakt über den Mutter­ nestern die gleiche Anzahl von Stanzmatrizen zum Einstan­ zen/Bördeln der Mutter.
• c) In das Unterteil wird durch geeignete Zuführeinrichtun­ gen in jedes Aufnahmenest eine RSF-Mutter (von der Firma Profil erhältlich) mit dem Stanz- und Nietabschnitt nach oben zeigend eingelegt.
• d) Auf diesen Mutterelementen wird das Blechformteil unge­ locht, jedoch plan vorgesickt aufgelegt, wobei das Blech­ formteil durch die Aufnahmekontur des Werkzeuges form­ schlüssig gehalten wird.
• e) Durch geeignete Kontrollmaßnahmen ist sichergestellt, daß sich die RSF-Muttern und das Blechformteil in Monta­ geposition befinden.
• f) Beim Durchlaufen des Werkzeugoberteils durch den UT haben die Mutterelemente über der Schneid- und Stanzwir­ kung der Matrizen das Blechformteil durchgeschnitten. Es hat sich ein kreisringförmiger Nietbördel gebildet, wel­ cher den ausgestanzten Butzen durch eine relativ hohe Klemmwirkung (Lochlaibung) als Deckel in dem Stanz- und Nietabschnitt hält und die rückwärtige Mutternöffnung verschließt. Nach Hochfahren des Werkzeugoberteils und Entnahme der Schuhsohle mit der eingestanzten verbördel­ ten Mutter sind die Verfahrensschritte zur Montage des Zusammenbauteils abgeschlossen, woraufhin diese in die Spritzgußform eingelegt und das Einbetten in der Spritz­ gutmasse, d. h. in dem gewählten Plastik/Kautschukmate­ rial erfolgen kann.
• g) Danach wird die Schuhsohle mit dem Oberteil des Schuhs zu einem fertigen Schuh gebildet, mit anschließendem Ein­ schrauben der Spikes bzw. Stollen.

Schließlich soll darauf hingewiesen werden, daß die Mutter­ elemente nicht unbedingt von rundem Querschnitt sein müssen, auch sind beispielsweise mehreckige Querschnitte durchaus möglich. Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, daß die Mutterelemente Gewinde aufweisen, sie könnten beispielsweise auch Bajonettaufnahmen aufweisen. Sie sollen im allgemeinen als hohle Befestigungselemente betrachtet werden.

Claims (31)

1. Blechteil (18) mit wenigstens einem durch ein Nietverfah­ ren eingebrachtes Mutterelement (14), dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchgangsöffnung des Mutterelementes (14) durch einen Stanzbutzen (100) verschlossen ist, der als dichtender Deckel gegen das Eindringen einer Spritz­ gußmasse in das Gewinde bei einem nachfolgenden Ein­ spritzvorgang in einer Spritzgußform dient.

2. Blechteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung im Bereich des Nietbördels (112) durch den Stanzbutzen (100) verschlossen ist.

3. Blechteil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mutterelement (14) eine Stanz- und Nietmutter ist mit einem ein Innengewinde aufweisenden Mutterteil (15) und einem sich daran anschließenden im wesentlichen rohrförmigen Stanz- und Nietabschnitt (16), der über eine nach außen gerichtete Ringschulter (26) in das Mutterteil (15) übergeht, daß der Stanzbutzen (100) aus dem Blechteil (18) stammt und durch das Einstanzen des Stanz- und Nietabschnittes (16) der Stanz- und Niet­ mutter (14) gebildet ist.

4. Blechteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stanzbutzen (100) durch eine von diesem weg konvergierende Ausbildung (124) des hohlen Nietbördels (112) auf der dem Gewinde abgewandten Seite des Mutterelements gegen Herausfallen gesichert ist.

5. Blechteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Stanzbutzens (100) im eingebauten Zu­ stand größer ist als der Außendurchmesser des Gewindes (24).

6. Blechteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stanzbutzen (100) in einem Ringraum des Mutterelementes bzw. des Nietbördels unter­ gebracht ist.

7. Blechteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stanzbutzen (100) einen permanenten kompressiven Druck auf die Innenseite des Mutterelementes (14), vorzugsweise auf den Boden einer innerhalb des Stanz- und Nietabschnittes (16) bei der Ausbildung des Nietbördels (112) entstandenen Ringnut ausübt.

8. Blechteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulter (26) des Mutterelements (14) auf der einen Seite des Blechteils (18) bündig anliegt, während das Nietbördel (112) an der entgegengesetzten Seite des Blechteils (18) ringförmig an diesem anliegt.

9. Blechteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Erhebungen (28), beispielsweise in Form von Nasen oder Rippen und/oder Vertiefungen an der Ringschulter (26) vorgesehen sind, welche im eingestanzten Zustand mit ent­ sprechenden Vertiefungen bzw. Erhebungen des Bleches (18) zusammenarbeiten, welche während des Einstanzens entstanden sind und hierdurch eine Drehsicherung bilden.

10. Blechteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mutterelement (14) am Blechteil (18) so befestigt ist, daß das Nietbördel (112) in einer Vertiefung des Blechteils (18) angeordnet ist.

11. Blechteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung des Bleches in etwa konusförmig verläuft und im Bereich des Durchganges des Stanz- und Nietabschnit­ tes des Mutterelementes in eine in etwa parallel zum Flansch gerichtete Bodenfläche einer Sickenvertiefung übergeht, in welchem die Durchgangsöffnung für den Stanz- und Nietabschnitt (16) des Mutterelementes (14) gebildet ist.

12. Blechteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Sickenvertiefung in einen axial gerichte­ ten Bund (114) übergeht.

13. Blechteil nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Nietbördel (112) auf seiner dem Gewin­ de (24) abgewandten Stirnseite mit dem Blech (18) fluch­ tet.

14. Blechteil nach den Ansprüchen 11, 12 oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Boden der Sickenvertiefung und der ggf. darin gebildete Bund (114) formschlüssig in einer Ringaufnahme des Mutterelements zwischen der Ringschul­ ter (26) und dem Nietbördel (112) angeordnet ist.

15. Form bzw. Spritzgußteil bestehend aus einem Blechteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche sowie eine diese zumindest teilweise umgehende Kunst­ stoff- bzw. Spritzmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff- bzw. Spritzmasse das Blechteil wenigstens teilweise umschließt, wobei das Gewinde (24) des Mutterele­ mentes (14) von der Außenseite frei zugänglich ist, d. h. mit der Spritzmasse nicht abgedeckt ist und zur Auf­ nahme eines Einschraubteils dient.

16. Spritzgußteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es als Sportschuhsohle realisiert ist, wobei das Mut­ terelement bzw. ggf. die Mutterelemente zum Anbringen von insbesondere auswechselbaren Teilen wie Spikes oder Stollen ausgebildet ist bzw. sind.

17. Spritzgußteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech ein gewelltes oder gelochtes Federstahl­ blech ist.

18. Spritzgußteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Golfschuh­ sohle ist.

19. Spritzgußteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es als Kunststoffkarosserieteil ausgebildet ist, wobei das Mutterelement bzw. die Mutterelemente bei­ spielsweise der Anbringung wenigstens eines Scharniers oder der Befestigung an anderen Karosserieteilen dient bzw. dienen.

20. Verfahren zur Herstellung eines Blechteils mit minde­ stens einem am Blechteil angenieteten Mutterelement, wobei das jeweilige Mutterelement (14) aus einem ein In­ nengewinde (34) aufweisenden Mutterteil (15) und einen rohrförmigen Stanz- und Nietabschnitt (16) besteht, der über eine radial nach außen gerichtete Ringschulter (26) in das Mutterteil übergeht, wobei das Verfahren die fol­ genden Schritte umfaßt:

• a) das Blechteil (18) wird in eine Presse zwischen oberen und unteren Preßplatten eingeführt, wobei ein Stanzkopf in einem der Preßplatten zur Aufnahme eines Mutterelements vorgesehen ist und das freie Stirnende (32) des Stanz- und Nietabschnitts (16) des jeweili­ gen Mutterelements (14) dem Blech (18) zugewandt im Stanzkopf angeordnet wird und ein Matrizeneinsatz (30) im jeweils anderen Preßteil auf der anderen Seite des Bleches (18) dem jeweiligen Mutterelement (14) gegenüberliegend angeordnet wird.
• b) eine im Stanzkopf beweglich angeordnete Stößeleinheit treibt das jeweilige Mutterelement in Richtung des Bleches, und stanzt den Stanz- und Nietabschnitt (16) des Mutterelementes durch das Blech (18) hindurch, wobei eine Öffnung im Blech und ein Stanzbutzen (100) entstehen und der Stanzbutzen (100) mittels des Ma­ trizeneinsatzes (30) in den Hohlraum (90) des Stanz- und Nietabschnittes (16) eingedrückt wird,
• c) durch eine weitere Bewegung der Stößeleinheit in Rich­ tung des Bleches (18) gleitet der rohrförmige Stanz- und Nietabschnitt (16) über die Wandung des Matrizen­ einsatzes (30) und wird um den in Richtung des Ma­ trizeneinsatzes (30) abgelenkten Randbereich der Öff­ nung des Blechteils umgebördelt, während die Ring­ schulter gleichzeitig gegen das Blech gedrückt wird, und
• d) der Stanzbutzen (100) wird von der Seite des Nietbör­ dels (112) durch den Matrizeneinsatz (30) in den Hohl­ raum des Stanz- und Nietabschnittes hineingetrieben und auf der dem Nietbördel abgewandten Seite entweder gegen eine innere Ringschulter des Mutterelements oder mittels eines in der Stößeleinheit (12) ange­ ordneten das Mutterteil (15) durchsetzenden Stempels (92) gestaucht, so daß das Material des Stanzbutzens zumindest im wesentlichen radial nach außen fließt und den Stanzbutzen (100) fest innerhalb des Stanz- und Nietabschnittes hält.

21. Verfahren nach dem Anspruch 20, wobei um den Matrizenein­ satz (30) herum eine im Querschnitt U-förmige Ringnut vorgesehen ist, deren offene Seite dem Blechteil zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aus­ bildung des Nietbördels der rohrförmige Stanz- und Nietabschnitt (16) über die Wandung der U-förmigen Nut (36) gleitet und hierdurch um den in die U-förmige Nut hineingedrückten Randbereich der Öffnung des Blechteils umgebördelt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die U-förmige Ringnut (36) um den Matrizeneinsatz (30) innerhalb einer ringför­ migen Erhebung (64) auf der Matrizenseite und die Stößel­ einheit (12) innerhalb einer Ausnehmung (66) des Stanz­ kopfes angeordnet ist, dessen Querabmessung größer ist als die der ringförmigen Erhebung um etwa der doppelten Dicke des Blechteils (18), wobei die Innenwand (68) der Ausnehmung (66) sowie die Außenwand (56) der ringförmi­ gen Erhebung (64) vorzugsweise konusförmig verlaufen.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Erhebung (64) beim Schließen der Presse eine konusförmige Sickenvertiefung in dem Blech (18) bildet, in der das Nietbördel (112) des Stanz- und Niet­ abschnittes (16) angeordnet ist.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Stanzbutzen, nachdem er in den Stanz- und Nietabschnitt hineingedrückt worden ist und vor dem Quetschen zwischen dem Stempel (92) und dem Stirnende des Matrixeinsatzes (30), eine gewölbte Ge­ stalt aufweist.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Stanzbutzen in Richtung des Stempels (92) konvex ge­ wölbt ist.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Mutterele­ ment (14) im Bereich der Ringschulter (26) lokale Erhe­ bungen (28) oder Vertiefungen aufweist, welche zur Dreh­ sicherung des Mutterelementes beim Einsetzen des Muttere­ lementes in das Blech hineingepreßt werden bzw. das Blech aufnehmen.

27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß nach dem Einsetzen des Stanz­ butzens und der Ausbildung des Nietbördels das Blechteil mit dem eingesetzten Mutterelement einem erneuten Preß­ vorgang unterworfen wird, bei dem das abgerundete Stir­ nende des Nietbördels flachgepreßt wird.

28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einsetzen des Stanzbutzens und der Ausbildung des Nietbördels durch einen heiteren Preßvorgang und durch Anwendung eines ge­ eigneten Matrixeinsatzes ein Ringbördel (142) auf der dem Gewinde abgewandten Seite des Stanzbutzens (100) aus dem Material des Stanz- und Nietabschnittes (16) gebil­ det wird.

29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Stanzbutzen, die durch das Einsetzen eines Mutterelements mit Stanz- und Nietabschnitt erzeugt und in der Durchgangsöffnung des Mutterelementes befestigt sind, mit einem Mutterele­ ment gearbeitet wird, bei dem bereits ein Stanzbutzen (100) im Ende der Durchgangsöffnung befestigt ist, wobei das Mutterelement dann nicht mehr selbststanzend sondern durch ein vorgefertigtes hoch in das Blechelement (18) eingesetzt und mittels des Matrizeneinsatzes sowie der Matrizen U-förmig umgebördelt wird.

30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechteil (18) mit wenigstens einem darin befestigten Mutterelement (14) aus der Presse entnommen und in eine Spritzgußform einge­ setzt wird, wobei das Gewinde (24) des Mutterelements bzw. jedes Mutterelements einseitig durch den Stanzbut­ zen (100) und auf der anderen Seite durch Berührung der Stirnfläche des das Gewinde (24) enthaltenden Mutter­ teils (15) an einem Wandteil (300) der Spritzgußform bzw. eines in diese hineinragenden Teils (312) geschlos­ sen ist, wonach die Spritzgußmasse in die Spritzgußform hineingedrückt wird, die Spritzgußmasse jedoch in das Ge­ winde nicht hineindringt.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß Positioniereinsätze bzw. Stifte (310) in die Spritzguß­ form eingesetzt werden, welche auf die Stanzbutzen drüc­ ken, so daß die jeweiligen Mutterelemente gegen den Wand­ teil (300) oder eines Einsatzteils (314) der Spritzguß­ form gehalten werden, wobei die Nietbördel, innerhalb welcher die Haltestifte angeordnet sind, vorzugsweise gleichzeitig mit den jeweiligen Haltestiften zusammenar­ beiten, um eine Ausrichtung des Blechteils (18) in der Spritzgußform zu gewährleisten.