DE4437798A1

DE4437798A1 - Sheet-like connection

Info

Publication number: DE4437798A1
Application number: DE19944437798
Authority: DE
Inventors: Siegfried Augustin; Udo Halbach; Ralph Hobmeyr
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1995-04-20
Also published as: ATA206893A; AT400476B

Abstract

Sheet-like connection of at least two metal plates (1 and 2) which exhibit through-passages (6) through which a shank (8) of a cap screw (3) penetrates, the first metal plate (1) being further remote from the cap (7) of the screw (3). In order to be able to produce such a screw connection even in the case of a very thin first metal plate (1) and a relatively large screw (3), it is provided that the first metal plate (1) is provided, in the region of the through-passage (6), with a collar (5) which is oriented towards the second metal plate (2) and is angled off in the region of a convex portion (4) such that the border (10; 10a, 10b, 10c, 10d) of the through-passage (6) engages at least partially into the shank thread (9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine flächige Verbindung mindestens eines ersten und eines zweiten Bleches, gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches.The invention relates at least to a flat connection a first and a second sheet, according to the preamble of the independent claim.

Bei einer derartigen Schraubverbindung ergibt sich, insbeson dere bei sehr dünnen Blechen, das Problem der Stabilität und der Belastbarkeit. Es ist nicht in jedem Anwendungsfall möglich und ökonomisch sinnvoll, Schrauben mit kleinem Gewinde einzusetzen, deren Durchmesser derart gering ist, daß auch in ein sehr dünnes Blech ein gegengleiches Gewinde einschneidbar ist. Außerdem sind Schrauben mit kleinem Gewinde nicht gerade montagefreundlich und übertragen weniger Anzugsdrehmomente.Such a screw connection results, in particular the problem with stability and very thin sheets resilience. It is not possible in every application and economically sensible, screws with a small thread use whose diameter is so small that even in a very thin sheet can be cut into an opposite thread is. In addition, screws with a small thread are not straight easy to install and transmit less tightening torques.

Aus der DE-OS 33 09 320 ist eine Vorrichtung gemäß dem Ober begriff des unabhängigen Patentanspruchs bekanntgeworden, bei der die beiden Bleche eng aneinanderliegen und von einer Blech gewindeschraube durchsetzt sind. Beide Bleche weisen im Bereich ihrer Durchbrüche Abbiegungen auf, die gegen den Kopf der Schraube gerichtet sind. From DE-OS 33 09 320 is a device according to the Ober concept of the independent claim became known of the two sheets lying close together and one sheet threaded screw are penetrated. Both sheets point in the area of their breakthroughs that turn against the head of the Screw are directed.

Aus der DE-OS 30 45 659 ist eine Befestigung zweier mit Durch brüchen versehener Blechteile durch eine Schraube bekanntgewor den, die auf der dem Kopf abgewandten Seite mit einer Blechmut ter gesichert ist.From DE-OS 30 45 659 is an attachment two with through broken sheet metal parts made known by a screw the one on the side facing away from the head with a tin brace ter is secured.

Schließlich ist aus der US-PS 3 910 004 eine Verbindung zwi schen drei Teilen bekanntgeworden, die Durchbrüche aufweisen und die gleichermaßen durch eine Kopfschraube miteinander ver bunden sind. Hierbei ist das dem Kopf der Schraube zugewandte Blech plan, das beschichtete andere Blech hingegen zur Spitze der Schraube hin abgewinkelt. Hierbei treten die im vorstehen den Absatz geschilderten Nachteile ein.Finally, a connection between US Pat. No. 3,910,004 three parts have become known that have breakthroughs and equally ver by a cap screw are bound. This is the head of the screw Sheet flat, the coated other sheet, however, to the tip angled towards the screw. This is where they come in the disadvantages described in the paragraph.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Schraub verbindung der oben bezeichneten Gattung anzugeben, bei der ein Gewindeeinschnitt innerhalb des Blechdurchbruches entfällt und die auch die Verwendung sehr großer, gut handhabbarer Schrauben zuläßt. Eine zweite Aufgabe besteht darin, Herstellungs verfahren für das erste Blech anzugeben.The object of the invention is accordingly a screw compound of the genus specified above, in which a There is no thread cutting within the sheet opening and which also involves the use of very large, easy-to-use screws allows. A second task is manufacturing to specify the procedure for the first sheet.

Erfindungsgemäß wird die erste Aufgabe durch die kennzeichnen den Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Auf diese Weise ergibt sich ein für viele Zwecke ausreichend fester Sitz der Schraube. Der Rand des Durchbruchs ist dabei quasi der Ge windesteigung nachgeführt. An das zweite Blech bestehen keine besonderen Anforderungen. Dieses Blech kann grundsätzlich jede beliebige Dicke aufweisen. Ein Gewindeeinschnitt ist nicht er forderlich. Die Verbindung ist besonders stabil, wenn die Dicke des zweiten Bleches annähernd der Gewindesteigung entspricht. According to the invention, the first task is characterized by solved the features of the independent claim. In this way there is a sufficiently tight fit for many purposes Screw. The edge of the breakthrough is quasi the Ge wind slope tracked. There are none on the second sheet special requirements. This plate can basically be used by anyone have any thickness. A thread cut is not him conducive. The connection is particularly stable when the thickness of the second sheet approximately corresponds to the thread pitch.

Eine Versteifungsscheibe gemäß Anspruch 2 bewährt sich vor al lem bei einem ersten Blech, dessen Dicke und dessen Material härte extrem gering ist. Besteht das erste Blech beispielsweise aus weichem, dünnem Aluminium, kann zu einem sicheren Halt eine aus Stahlblech bestehende Versteifungsscheibe beitragen. Die Schraube kann auf diese Weise einen gewissen Kraftanteil in die Versteifungsscheibe einleiten, wodurch das erste Blech geschont wird.A stiffening disc according to claim 2 has proven itself before al lem for a first sheet, its thickness and its material hardness is extremely low. For example, if the first sheet exists made of soft, thin aluminum, can be a secure hold Reinforcing washer made of sheet steel. The This allows a certain amount of force to be screwed into the screw Introduce stiffening washer, which protects the first sheet becomes.

Als Alternative zu der Versteifungsscheibe können die Merkmale des Anspruchs 3 vorgesehen sein. Die Randumbiegung führt eben falls zu einem Versteifungseffekt.The features can be an alternative to the stiffening washer of claim 3 may be provided. The edge bend leads if to a stiffening effect.

Vorteilhaft für die Herstellung des schraubenlinienförmigen Randverlaufes kann die Ausbildung des randnahen Bereiches des Durchbruches gemäß Anspruch 4 sein.Advantageous for the manufacture of the helical Edge course can the formation of the area near the edge Breakthrough according to claim 4.

Die in den Ansprüchen 5 und 6 vorgeschlagenen Alternativaus bildungen sind den Anforderungen der Anwendung entsprechend sowie in Abhängigkeit von den herstellungstechnologischen Ge gebenheiten frei wählbar.The alternatives proposed in claims 5 and 6 Education is tailored to the requirements of the application as well as depending on the manufacturing technology Ge conditions freely selectable.

Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren ist im Anspruch 7 offen bart. Dieses Verfahren zeichnet sich durch einfache und pro blemlos automatisierbare Verfahrensschritte aus. Es sind le diglich Schneid- und Biegevorgänge erforderlich.A preferred manufacturing method is open in claim 7 beard. This process is characterized by simple and pro process steps that can be automated without hesitation. They are le Only cutting and bending processes required.

Ein anderes Verfahren, bei dem eine Versteifungsscheibe mit einbezogen ist, charakterisiert der Anspruch 8. Statt der Um biegung ist hier eine Formprägung vorgesehen, wobei das Aus stanzen der Durchbrüche sowohl des ersten Bleches als auch der Versteifungsscheibe in einem Arbeitsgang erfolgen kann. In weiterer Rationalisierung ist es auch möglich, die Durchbruch stanzung und die Formprägung auf ein Werkzeug und einen einzi gen Verfahrensschritt zu vereinen.Another method in which a stiffening washer with is included characterizes the claim 8. Instead of the order Bending here is a shaped embossing, the end punch the openings of both the first sheet and the Stiffening disc can be done in one operation. In Further rationalization, it is also possible to break through punching and embossing on one tool and one to unite the procedural step.

Bei beiden Verfahren kann zusätzlich eine Präzisierung des Ge windeverlaufes der Blechlappen beziehungsweise der Ränder der Durchbrüche gemäß Anspruch 9 erfolgen. Dadurch können Ferti gungstoleranzen ausgeglichen beziehungsweise von vornherein in Kauf genommen werden.In both methods, the Ge wind course of the sheet metal tabs or the edges of the Breakthroughs are made according to claim 9. This allows Ferti balancing tolerances or in Purchase.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher beschrie ben.The invention is described below with reference to exemplary embodiments len, which are shown in the drawings, described in more detail ben.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindung, Fig. 1 is a sectional view of a first embodiment of a connection according to the invention,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in der Darstellungsweise gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a second embodiment in the manner of representation according to FIG. 1,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform in der Darstellungsweise gemäß Fig. 1, Fig. 3 shows a third embodiment in the manner of representation according to FIG. 1,

Fig. 4 die zu verbindenden Teile gemäß Fig. 3 in Explosions darstellung, Fig. 4, the illustration of parts to be joined according to Fig. 3 in exploded,

Fig. 5 eine perspektivische Draufsicht gemäß Fig. 4 und Fig. 5 is a perspective plan view of FIG. 4 and

Fig. 6 die Herstellungsphasen einer Verbindung gemäß Fig. 2. Fig. 6, the production phases of a compound according to FIG. 2.

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, sind ein erstes Blech 1 und ein zweites Blech 2 mittels einer Schraube 3 miteinander verbunden. Die beiden Bleche 1 und 2 liegen mit Ausnahme des unmittelbaren Verschraubungsbereiches aneinander an. Im Verschraubungsbereich ist das erste Blech 1 mit einer Aufwölbung 4 versehen. Dabei ist der randnahe Abschnitt 5 einer Durchbrechung 6 des ersten Bleches 1 in Richtung auf einen Kopf 7 der Schraube 3 um ca. 180° umgebogen. Die Schraube 3 ist mit einem Schaft 8 versehen, der ein Gewinde 9 mit einer Steigung aufweist, die wesentlich größer als die Dicke ,des ersten Bleches 1 ist. Um dennoch eine Schraubverbindung der beiden Bleche 1 und 2 zu ermöglichen, greift der durch die Umbiegung gebildete Rand 10 entlang einer 360°-Bindung in das Gewinde 9 ein. Die Umbiegung bewirkt eine Versteifung des ersten Bleches 1 im Einschraubbereich und gleichzeitig einen besseren Halt der Schraube 3, da der axiale Spielraum des Blechrandes 10 relativ zum Schraubenschaft 8 innerhalb axial benachbarter Gewindezähne reduziert ist. Die Aufwölbung 4 setzt sich im wesentlichen aus einem hohlkegelstumpfförmigen Bereich 11 mit schraubenlinienförmiger Stirnseite 12 und einem die Stirnseite 12 in Richtung auf den Schaft 8 verlängernden parallel zum zweiten Blech 2 verlaufenden Abschnitt 13 zusammen. As illustrated in FIG. 1, a first plate 1 and a second plate 2 are connected to one another by means of a screw 3 . With the exception of the immediate screwing area, the two sheets 1 and 2 abut each other. In the screwing area, the first sheet 1 is provided with a bulge 4 . The edge-near section 5 of an opening 6 of the first sheet 1 is bent in the direction of a head 7 of the screw 3 by approximately 180 °. The screw 3 is provided with a shank 8 which has a thread 9 with a pitch which is substantially greater than the thickness of the first sheet 1 . In order to nevertheless enable a screw connection of the two sheets 1 and 2 , the edge 10 formed by the bend engages in the thread 9 along a 360 ° bond. The bending causes a stiffening of the first sheet 1 in the screw-in area and at the same time a better hold of the screw 3 , since the axial clearance of the sheet edge 10 relative to the screw shaft 8 is reduced within axially adjacent thread teeth. The bulge 4 is composed essentially of a region 11 in the shape of a truncated hollow cone with a helical end face 12 and a section 13 extending parallel to the second plate 2 and extending the end face 12 in the direction of the shaft 8 .

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1 dadurch, daß auf die Ausformung eines parallel verlaufenden Abschnittes 13 der Aufwölbung 4 verzichtet wurde und daß die Umbiegung in entgegengesetzter Richtung, das heißt vom Schraubenkopf 7 wegführend, ausgebildet ist. Bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten dritten Ausführungsform ist statt der Umbiegung eine Versteifungsscheibe 14 vorgesehen. Das erste Blech 1 und die Versteifungsscheibe 14 sind flächig aneinander anliegend mit der gleichen Aufwölbung 4 versehen. Diese kann wiederum - wie figürlich dargestellt - aus einem hohlzylinderstumpfförmigen Bereich 11 bestehen oder zusätzlich einen parallel verlaufenden Abschnitt 13 aufweisen. Aus den Fig. 4 und 5 geht deutlich die schraubenlinienförmige Kontur des Randes 10 hervor.The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that the formation of a parallel portion 13 of the bulge 4 has been dispensed with and that the bend is formed in the opposite direction, that is, leading away from the screw head 7 . In the third embodiment shown in FIGS. 3 to 5, a stiffening washer 14 is provided instead of the bend. The first sheet metal 1 and the stiffening disk 14 are provided with the same bulge 4 lying flat against one another. This can in turn - as shown in the figure - consist of a hollow cylindrical frustum-shaped region 11 or additionally have a section 13 running in parallel. From FIGS. 4 and 5, the helical contour of the edge 10 is clear.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines ersten Bleches 1 mit einer Aufwölbung 4, die im Schnitt Fig. 2 entspricht, zeigt Fig. 6 in Verfahrensschritten a, b und c. Im ersten Schritt a wird das ebene Blech 1 mit zwei sich kreuzenden Schnitten 15 versehen. Möglich wäre auch eine größere Anzahl von Schnitten 15. Danach werden in der Phase b die vier durch die Schnitte 15 gebildeten Lappen 16a, 16b, 16c und 16d um ca. 90° hochgebogen. Im dritten Verfahrensschritt c werden die Spitzen der Lappen 16a, 16b, 16c und 16 d nach außen um 180° umgebogen, und die vier dadurch gebildeten Ränder 10a, 10b, 10c und 10d werden auf Schraubenlinienkontur hingebogen. Es ist ersichtlich, daß die vier Lappen 16a, 16b, 16c und 16d in Uhrzeigerrichtung oder in entgegengesetzter Richtung (Rechts- oder Linksgewinde) einen systematisch größer werdenden umgebogenen Spitzenbereich 17a, 17b, 17c, 17d aufweisen. Mit c1 ist ein Schnitt durch eine fertige Aufwölbung 4 dargestellt.A preferred method for producing a first sheet 1 with a bulge 4 , which corresponds in section to FIG. 2, is shown in FIG. 6 in method steps a, b and c. In the first step a, the flat sheet metal 1 is provided with two intersecting cuts 15 . A larger number of cuts 15 would also be possible. Thereafter, in phase b, the four flaps 16 a, 16 b, 16 c and 16 d formed by the cuts 15 are bent up by approximately 90 °. In the third method step c, the tips of the flaps 16 a, 16 b, 16 c and 16 d are bent outwards by 180 °, and the four edges 10 a, 10 b, 10 c and 10 d formed thereby are bent onto a helical contour. It can be seen that the four tabs 16 a, 16 b, 16 c and 16 d have a systematically larger bent tip area 17 a, 17 b, 17 c, 17 d in the clockwise direction or in the opposite direction (right-hand or left-hand thread). With c1 a section through a finished bulge 4 is shown.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Aus führungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung möglich.The invention is not limited to the illustrated leadership examples. Rather, there are a number of variations too possible with a fundamentally different design.

Claims

1. Flat connection of at least two sheets ( 1 , 2 ) which have openings ( 6 ) through which a shaft ( 8 ) of a cap screw ( 3 ) passes, the first plate ( 1 ) further away from the head of the screw ( 8 ) characterized in that the first sheet ( 1 ) is provided in the area of the opening ( 6 ) with a collar ( 5 ) facing the second sheet ( 2 ) which is angled in the area of a bulge ( 4 ) such that the edge (10; 10 a, 10 b, 10 c, 10 d) engaged of the opening (6) at least partially into the shank thread (9).

2. Connection according to claim 1, characterized in that in the region of the opening ( 6 ) a stiffening washer ( 14 ) is provided which lies flat on the side of the first plate ( 1 ) facing away from the screw head.

3. Connection according to claim 1, characterized in that the curvature ( 4 ) is directed away from the second sheet ( 2 ) and that a gap ( 20 ) resulting between the two sheets ( 1 , 2 ) receives the collar ( 5 ).

4. Connection according to one of the preceding claims, characterized in that the edge ( 10 ; 10 a, 10 b, 10 c, 10 d) of the opening ( 6 ) has a section ( 13 ) running parallel to the second sheet ( 2 ) ) having.

5. A compound according to claim 3 or 4, characterized characterized that the turn in schrau Direction facing away from the head is provided.

6. A compound according to claim 3 or 4, characterized characterized that the bend in screw head facing direction is provided.

7. The method for producing a first sheet metal according to claim 6, characterized by the following steps:

- The first sheet ( 1 ) is provided with at least two intersecting incisions ( 15 ).
- The free sheet metal tabs ( 16 a, 16 b, 16 c, 16 d) formed by the incisions ( 15 ) are bent up.
- The tips ( 17 a, 17 b, 17 c, 17 d) of the metal tabs ( 16 a, 16 b, 16 c, 16 d) who folds the thread according to the slope of the shaft ( 9 ) by 180 ° to the outside.

8. A method for producing a first sheet metal ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the first sheet metal ( 1 ) and the stiffening washer ( 14 ), provided with the opening ( 6 ), placed congruently on top of one another and by means of an embossing tool in the edge region the opening ( 6 ) are arched.