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Die Erfindung betrifft ein verbessertes
Befestigungselement gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, wobei das Befestigungselement dauerhaft an einer
Vielzahl von Tafeln befestigt werden kann, die mit einander zugewandten
Flächen
gehalten werden. Das Befestigungselement kann dann dazu verwendet
werden, ein Bauelement am Tafelzusammenbau zu halten. Das Befestigungselement
gemäß der Erfindung
ist insbesondere für
Massenproduktionsanwendungen, wie beispielsweise Kraftfahrzeuganwendungen,
ausgelegt, die einen engen Kontakt zwischen den Tafeln erfordern,
welche Stahlplatten mit relativ großer Dicke sein können. Das
Befestigungselement kann selbststanzend und zur Bildung einer Clinchverbindung
ausgeführt
sein.
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Selbstbefestigende Befestigungselemente werden
derzeit von den Kraftfahrzeug- und Geräteindustrien umfassend bei
Anwendungen in der Massenproduktion verwendet, um beispielsweise
ein Bauelement dauerhaft an einer Tafel zu befestigen, wie beispielsweise
eine Metallklammer, ein Rahmenelement oder eine Karosserietafel.
Die US-Patente Nr. 2,707,322 und 3,648,747 offenbaren Stanzmuttern,
die von der Kraftfahrzeugindustrie allgemein angenommen worden sind,
wobei die Stanzmutter in einer Matrizenpresse dauerhaft an einer
Metalltafel befestigt wird. Die Presse kann auch dazu verwendet werden,
die Metalltafel in eine konturierte Form zu bringen. Mit jedem Schlag
der Presse wird eine Stanzmutter dauerhaft in der Metalltafel angebracht, wobei
der Führungsabschnitt
der Stanzmutter einen Butzen aus der Tafel stanzt und die Tafel
dann in Nuten hinein verformt wird, die in dem Körperabschnitt der Mutter vorge sehen
sind. Die US-Patente Nr. 4,555,838 und 4,610,072 offenbaren verbesserte
Befestigungssysteme zum dauerhaften Anbringen von männlichen
und weiblichen Befestigungselementen in einer Tafel in Massenproduktionsanwendungen. Ein
Befestigungselement bei derartigen Befestigungssystemen weist einen
rohrförmigen
oder ringförmigen
Zylinderabschnitt auf, der während
der Anbringung mit der Tafel vernietet wird. Der rohrförmige Zylinderabschnitt
kann dazu verwendet werden, einen Butzen aus der Tafel zu stanzen,
der in dem rohrförmigen
Zylinderabschnitt aufgenommen wird, wie in dem US-Patent Nr. 4,555,838
offenbart ist, oder es kann ein Lochwerkzeug verwendet werden, um
die Tafel vorzustanzen oder gleichzeitig zu stanzen, wie beispielsweise
in den US-Patenten
Nr. 4,711,021, 4,831,698 und 4,713,872 offenbart ist. In den letzten Jahren
hat zum Beispiel die Kraftfahrzeugindustrie das Gewicht der Fahrzeuge
wesentlich verringert, um den Kraftstoffwirkungsgrad zu verbessern.
Die Dicke der Metalltafeln und -platten, die von dieser Industrie
verwendet werden, ist ebenfalls verringert worden. Diese Befestigungssysteme
waren unter anderem dazu ausgelegt, ein Befestigungselement an dünneren Tafeln
zu befestigen, einschließlich
Stahltafeln mit einer Dicke von ungefähr 0,75 mm (0,030 Inch).
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Es besteht jedoch Bedarf an einem
Befestigungssystem für
Tafeln mit größerer Dicke
und für Befestigungssysteme
mit verbessertem Drehmomentwiderstand. Das in der oben erwähnten, ebenfalls
anhängigen
Anmeldung offenbarte Befestigungssystem kann mit einem breiteren
Bereich von Tafeldicken verwendet werden, einschließlich Stahltafeln
mit einer Dicke im Bereich von 0,75 mm bis 4 mm.
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Es besteht auch Bedarf an einem Befestigungssystem,
durch das eine Vielzahl von mit ihren Flächen einander zugewandten Tafeln
befestigt wird, welcher nicht von den in den oben erwähnten Patenten
offenbarten Befestigungssystemen abgedeckt wird. Derzeit werden
Stahltafelzusammenbauten typischerweise durch Punktschweißen befestigt.
Ein Schweiß-Befestigungselement
wird an einer der Tafeln befestigt, wodurch ein Befestigungselement-
und Tafelzusammenbau gebildet wird. Beispielsweise kann das Achsgehäuse eines
Kraftfahrzeuges an einem U-förmigen
Rahmenzusammenbau befestigt werden, der zwei ineinander gesetzte
Stahltafeln umfasst, die miteinander punktverschweißt sind.
Dort, wo die Befestigungselemente den Achszusammenbau am Rahmen
befestigen sollen; sind in den Tafeln Löcher ausgebildet, und die Befestigungselemente werden
an die innere Tafel in Ausrichtung mit den Löchern geschweißt. Der
Rahmenzusammenbau kann durch Eintauchen in Wachs beschichtet werden,
um Korrosion zu vermindern. Das flüssige Wachs wird jedoch zwischen
die Tafeln gezogen, da die Tafeln nicht in einem engen Kontakt stehen.
Wenn Schrauben in die Schweißmuttern
geschraubt werden, die an einer der Tafeln befestigt sind, werden
die Tafeln zusammengepreßt
und das Wachs zwischen den Tafeln herausgedrückt. Da das Wachs jedoch viskos
ist, wird es langsam herausgedrückt.
Die Schrauben müssen
mehrmals festgezogen werden, um eine feste Verbindung sicherzustellen.
Ferner können
die geschweißten
Befestigungselemente unter hohen Drehmomentbelastungen auch versagen.
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Das Befestigungselement gemäß der Erfindung
kann dazu verwendet werden, eine Vielzahl von mit ihren Flächen einander
zugewandten Tafeln eng zusammenpassend derart zu befestigen, daß Wachs beispielsweise
nicht zwischen die Tafeln gezogen wird und das Befestigungselement
für einen
verbesserten Drehmomentwiderstand sorgt. Ferner ist das Befestigungselement
selbststanzend ausgeführt,
so daß das
Befestigungselement in Massenproduktionsanwendungen in einer Matrizenpresse
verwendet werden kann. Das Befestigungselement gemäß der Erfindung
kann auch dazu verwendet werden, zwei oder mehr Tafeln in einer
herkömmlichen
Matrizenpresse miteinander zu verbinden, und sorgt für einen verbesserten
Herauszieh- und Durchdrückwiderstand.
Somit bietet der erfindungsgemäße Befestigungselement-
und Tafelzusammenbau wichtige Vorteile gegenüber dem Stand der Technik und
befriedigt den Bedarf, der durch die gegenwärtigen Befestigungselementzusammenbauten
nicht abgedeckt wird. Ein Befestigungselement der eingangs genannten
Art ist aus der U.S.-A 4,713,872 bekannt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein Befestigungselement der eingangs genannten Art mit den Merkmalen
von Anspruch 1 vorgesehen. Das Befestigungselement umfasst einen
Zylinderabschnitt, vorzugsweise einen rohrförmigen Abschnitt, der dazu
verwendet werden kann, eine Öffnung
in die erste Tafel zu stanzen. Das Befestigungselement umfasst ferner
einen Flanschabschnitt, der sich radial vom Zylinderabschnitt weg
im Allgemeinen senkrecht zum Zylinderabschnitt erstreckt, und einen
Befestigungsabschnitt, der dem Zylinderabschnitt im Allgemeinen
gegenüberliegt.
Wenn das Befestigungselement ein weibliches oder ein mutterartiges Befestigungselement
ist, kann das Befestigungselement eine Gewindebohrung, die koaxial
mit dem Zylinderabschnitt ausgerichtet ist, oder eine glatte Bohrung
zur Aufnahme einer Selbstschneide- oder Gewindewälz-Schraube oder -Bolzens aufweisen. Der Flanschabschnitt
umfasst benachbart dem Zylinderabschnitt eine Nut, die den Zylinderabschnitt
umgibt, um eine mechanische Verriegelung zwischen dem Befestigungselement
und der ersten Tafel zu schaffen.
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Der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau
gemäß der Erfindung
umfasst ferner eine erste Tafel mit einer den Zylinderabschnitt
des Befes tigungselementes aufnehmenden Öffnung. Die erste Tafel liegt
am Flanschabschnitt des Befestigungselementes an und ist in die
Nut des Flanschabschnittes hinein verformt, um das Befestigungselement
an der ersten Tafel festzuhalten. Bei der am meisten bevorzugten
Ausführungsform
umfasst die Außenfläche des
Zylinderabschnittes eine radiale ringförmige Rippe, die vom freien
Ende des Zylinderabschnitts beabstandet ist und an der ersten Tafel
anliegt, wodurch die erste Tafel in der ringförmigen Nut im Flanschabschnitt
gefangen ist. Wie nachstehend beschrieben wird, wird die ringförmige Rippe
vorzugsweise aus dem Zylinderabschnitt geformt, wenn das Befestigungselement
an der ersten Tafel fixiert wird.
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Bei dem bevorzugten Verfahren zum
Befestigen einer Vielzahl von mit ihren Flächen einander zugewandten Tafeln
mit einem Befestigungselement gemäß der Erfindung wird ein Befestigungselement einer
ersten Tafel gegenüberliegend
angeordnet, wobei das freie Ende des Zylinderabschnittes der ersten Tafel
zugewandt ist. Dann wird bei dem Verfahren das freie Ende des Zylinderabschnittes
des Befestigungselementes gegen die erste Tafel getrieben, eine Öffnung in
die erste Tafel gestanzt, dann der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes
durch die Öffnung
in der ersten Tafel getrieben und das Befestigungselement an der
ersten Tafel gesichert. Das Verfahren umfasst ferner die Ausbildung
einer Öffnung
in einer zweiten Tafel, die derart ausgeführt ist, daß sie den Zylinderabschnitt
des Befestigungselementes aufnimmt, dann die Positionierung der
zweiten Tafel an der ersten Tafel mit einander zugewandten Flächen, wobei
sich der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes im wesentlichen
durch die Öffnung
der zweiten Tafel hindurch erstreckt, und schließlich die radial nach außen gerichtete
Verformung des Zylinderabschnitts des Befestigungselementes, um
die zweite Tafel fest an die erste Tafel zu nieten und das Befestigungselement
mechanisch am Tafelzusammenbau zu befestigen, wobei das Befestigungselement
von der ersten Tafel absteht, um weitere Elemente am Tafelzusammenbau
zu befestigen. Es können
zwei oder mehr Tafeln durch das Verfahren gemäß der Erfindung an der ersten
Tafel befestigt werden.
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Bei vielen Anwendungen wird es bevorzugt, das
Befestigungselement an der ersten Tafel vor Aufnahme und Befestigung
der zweiten und weiterer Tafeln sicher festzuhalten. Bei einer Anwendung
in der Massenproduktion beispielsweise kann das Befestigungselement
an der ersten Tafel an einer Stelle befestigt werden, beispielsweise
dort, wo die erste Tafel in eine konfigurierte Form gebracht wird.
Der Zusammenbau aus Befestigungselement und erster Tafel wird dann
zu einer zweiten Station transportiert, bei welcher der Zusammenbau
aus Befestigungselement und erster Tafel an einer zweiten Tafel
befestigt wird. Bei Anwendungen in der Massenproduktion kann der
Zusammenbau aus Befestigungselement und erster Tafel zusammen mit
anderen Zusammenbauten in einen Behälter geladen werden. Das Befestigungselement
kann sich von der ersten Tafel lösen, sofern
das Befestigungselement nicht sicher an der ersten Tafel festgehalten
wird: Ferner kann, wie vorstehend beschrieben, das Befestigungselement Drehmomentbelastungen
im Tafelzusammenbau ausgesetzt sein, so daß das Befestigungselement bei
derartigen Anwendungen mit Verdrehsicherungsmitteln versehen sein
muß. Somit
umfasst das Befestigungselement, wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise
eine den Zylinderabschnitt umgebende, ringförmige Nut im Flanschabschnitt
benachbart dem Zylinderabschnitt. Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform
ist die Nut etwa V-förmig
und erstreckt sich radial nach innen in Richtung des Zylinderabschnittes.
Die Nut umfasst eine Vielzahl von radialen Rippen, welche die V-förmige Nut
im Allgemeinen überbrücken. Bei
der Befestigung an einer Tafel wird dann die erste Tafel benachbart
der Tafelöff nung in
die ringförmige
Nut im Flanschabschnitt hinein verformt, wodurch eine mechanische
Verriegelung zwischen der ersten Tafel und dem Befestigungselement gebildet
wird, wobei die Rippen eine Drehung des Befestigungselementes im
Tafelzusammenbau verhindern. Ferner wird vorzugsweise eine ringförmige Ausnehmung
in die ersten Tafel geformt, wenn die Tafel in die ringförmige Nut
im Zylinderabschnitt hinein verformt wird, und die zweite Tafel
in die ringförmige
Ausnehmung in der ersten Tafel hinein verformt, wodurch die Tafeln
mit einander zugewandten Flächen
eng beieinander liegen und der Eintritt von Fremdmaterial zwischen
die Tafeln, einschließlich der
Wachsbeschichtung, die auf den Tafelzusammenbau aufgebracht werden
kann, verhindert wird.
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Wenn zusätzliche Tafeln über der
zweiten Tafel befestigt werden, dann werden die zusätzlichen Tafeln
bevorzugt verformt, um eine kegelstumpfförmige Lippe zu bilden, welche
die Tafelöffnung
umgibt, wie beschrieben.
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Wenn zwei oder mehr Tafeln durch
das Befestigungselement befestigt werden, können die Tafeln gleichzeitig
gestanzt und geformt werden. Die Tafeln werden vorzugsweise mit
einander zugewandten Flächen
gehalten, wie beispielsweise durch Punktschweißen, anschließend gestanzt
und benachbart der gestanzten Öffnung
verformt, um eine kegelstumpfförmige
Lippe zu bilden, welche die Öffnung
in beiden Tafeln umgibt. Der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes
wird dann in der gestanzten Tafelöffnung angeordnet, wobei die
kegelstumpfförmige
Lippe denn radialen Flansch zugewandt ist. Die kegelstumpfförmige Lippe
wird dann gegen die erste Tafel getrieben, wodurch die konische
Lippe der Tafeln abgeflacht wird, die Lippen radial nach innen gegen
die Außenfläche des
Zylinders verformt werden und das freie Ende des Zylinders gleichzeitig
radial nach außen über die
letzte Tafel verformt wird, wodurch eine sichere mechani sche Verriegelung
zwischen dem Befestigungselement und dem Tafelzu sammenbau gebildet
wird.
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Der Zylinderabschnitt gemäß der am
meisten bevorzugten Ausführungsform
des Befestigungselementes umfasst einen ersten Abschnitt mit einem Durchmesser
benachbart dem freien Ende des Zylinderabschnittes, der kleiner
als ein zweiter Abschnitt mit größerem Durchmesser
benachbart dem Flanschabschnitt ist, wodurch eine radiale Schulter
an der Verbindungsstelle zwischen den ersten und zweiten Abschnitten
definiert wird. Die Verdrehsicherungsrippen können sich von der Nut in den
zweiten Abschnitt mit größerem Durchmesser
erstrecken, wodurch ein verbesserter Drehmomentwiderstand für den Befestigungselement-
und Tafelzusammenbau geschaffen wird. Im Gebrauch wird dann der
Zylinderabschnitt durch die Tafelöffnung getrieben, um den zweiten
Abschnitt mit größerem Durchmesser
des Zylinderabschnittes in der Tafelöffnung aufzunehmen. Wenn die Tafelöffnung durch
den Zylinderabschnitt gestanzt wird, umfasst der Zylinderabschnitt
vorzugsweise einen äußeren Rand,
der eine Öffnung
in die Tafel stanzt, die einen Durchmesser aufweist, der etwa dem
ersten Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des Zylinderabschnittes
entspricht. Wenn die Tafel vorgestanzt wird, ist der Durchmesser
der Tafelöffnung
vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des zweiten, größeren Abschnittes
des Zylinderabschnittes. Die radiale Schulter wird dann radial nach
außen verformt,
wodurch eine radiale Rippe gegen die erste Tafel geformt wird und
die erste Tafel in der Nut oder Ausnehmung im Flanschabschnitt gefangen
ist. Somit wird das Befestigungselement vor Aufnahme der zweiten
Tafel sicher an der ersten Tafel gehalten, was bei Massenproduktionsanwendungen
aus den oben dargelegten Gründen
erwünscht
ist.
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Das Befestigungselement gemäß der Erfindung
wird aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen,
der beigefügten Ansprüche sowie
den Zeichnungen besser verständlich,
deren Kurzbeschreibung nachstehend angegeben ist.
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1 ist
eine perspektivische Stirnansicht eines verbesserten weiblichen
Befestigungselementes;
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2 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht des weiblichen Befestigungselementes
von 1;
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3 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht des Befestigungselementes von 1 und 2 bei der Anbringung des Befestigungselements
in einer ersten Tafel in einer Matrizenpresse;
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4 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht des Befestigungselementes in
einer Matrizenpresse ähnlich 3 nach dem Anbringen des
Befestigungselementes in einer ersten Tafel;
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5 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Matrizenpressenaufbaues,
der dazu verwendet werden kann, die zweite Tafel zu formen;
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6 ist
eine vergrößerte, teilgeschnittene Seitenansicht
der Matrizenpresse von 5 im
Anschluß an
das Stanzen und Formen der zweiten Tafel;
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7 ist
eine geschnittene Seitenteilansicht der in der zweiten Tafel gebildeten Öffnung;
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8 ist
eine teilgeschnittene Explosionsseitenansicht des Zusammenbaues
aus erster Tafel und Befestigungselement von 4 in einem Matrizenaufbau zum Befestigen
einer zweiten Tafel, die entsprechend der 5 und 6 gebildet
wird;
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9 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht ähnlich 8 im Anschluß an das Anbringen des Befestigungselementes
an der zweiten Tafel;
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10 ist
eine Seitenansicht einer typischen Anbringung des Befestigungselementes
gemäß der Erfindung
während
der Befestigung eines weiteren Elementes;
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11 ist
eine vergrößerte, teilgeschnittene Seitenansicht
des Befestigungselement- und Tafelzusammenbaues von 10;
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12 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht ähnlich 6, die das Stanzen und Formen einer Mehrzahl
ineinander gesetzter Tafeln veranschaulicht;
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13 ist
eine vergrößerte Ansicht
der geformten Öffnung
in den Tafeln von 12;
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14 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Befestigungselement- und
Tafelzusammenbaues, wobei die entsprechend 12 und 13 gebildeten
Tafeln am Zusammenbau aus Befestigungselement und erster Tafel befestigt
sind; und
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15 ist
eine Darstellung ähnlich 2 in der rechten Hälfte, zeigt
aber eine alternative Ausführung
der Verdrehsicherungsmittel in der linken Hälfte in Form von gerändelten
Keilnuten oder axialen Rippen.
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Die 1 und 2 veranschaulichen eine bevorzugte
Ausführungsform
eines Befestigungselementes 20, das im Befestigungselement-
und Tafelzusammenbau und beim Anbringungsverfahren gemäß der Erfindung
verwendet werden kann, in Form eines weiblichen Befestigungselementes.
Das Befestigungselement 20 umfasst einen Zylinderabschnitt 22,
der vorzugsweise ringförmig
oder rohrförmig
ist, einen radialen Flanschabschnitt 24 benachbart dem Zylinderabschnitt 22,
der sich etwa rechtwinklig zum Zylinderabschnitt erstreckt, und
einen Befestigungsabschnitt 26 etwa gegenüberliegend
dem Zylinderabschnitt 22. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ist das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes selbststanzend,
was bei vielen Massenproduktionsanwendungen besonders vorteilhaft
ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform
ist der radiale Außenrand 30 des
freien Endes 28 des Zylinderabschnittes 22 relativ
scharf, wie am besten in 2 gezeigt
ist, um einen Butzen aus der Tafel zu stanzen, der einen Innendurchmesser
aufweist, der etwa gleich dem Außendurchmesser 32 des
freien Endes des Zylinderabschnittes ist, wie nachstehend beschrieben
ist. Ferner ist der Außendurchmesser
des Zylinderabschnittes bei 32 benachbart dem freien Ende 28 kleiner
als der Außendurchmesser
bei 34 benachbart dem Flanschabschnitt 24, wodurch
eine radiale Schulter 36 definiert wird, wie am besten
in 3 gezeigt ist. Wenn
der Zylinderabschnitt in die Öffnung getrieben
wird, die vom Zylinderabschnitt 32 mit kleinerem Durchmesser
gestanzt wurde, sorgt der Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser
somit für
einen Preßsitz
mit dem Loch in der ersten Tafel, wie nachfolgend beschrieben ist.
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Der Flanschabschnitt 24 umfasst
eine äußere ringförmige Tafelanlagefläche 38 und
eine ringförmige
Nut 40 benachbart dem Zylinderabschnitt 22, die
den Zylinderabschnitt umgibt. Wie am besten in 2 gezeigt, ist die Nut 40 V-förmig, wobei
sie eine Bodenwand, die sich radial in die Anlagefläche 38 des
Flanschabschnittes in Richtung des Zylinderabschnittes erstreckt,
und eine innere Wand aufweist, die mit der Außenfläche 34 des Zylinderabschnittes zusammenfällt. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
umfasst die Nut eine Vielzahl von beabstandeten radialen Rippen 42,
die sich von der Nut in die Fläche 34 des
Zylinderabschnittes mit größerem Durchmesser
erstrecken, wodurch ein ausgezeichneter Drehmomentwiderstand des
Befestigungselementes im Tafelzusammenbau geschaffen wird.
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Wie vorstehend beschrieben, ist die
offenbarte Ausführungsform
des Befestigungselementes 20 ein weibliches Befestigungselement
mit einer ein Innengewinde aufweisenden Bohrung 44, die
vorzugsweise koaxial mit der Innenfläche 46 des Zylinderabschnittes
ausgerichtet ist. Wenn das weibliche Befestigungselement mit einer
Selbstschneide- oder Gewindewälz-
Schraube oder mit derartigen Bolzen verwendet wird, ist die Bohrung 44 nicht
mit einem Gewinde versehen. Bei der offenbarten Ausführungsform
umfasst der weibliche Befestigungsabschnitt 26 einen rohrförmigen Abschnitt 48 und
eine Dichtungskappe oder einen Dichtbutzen 50, der in einem
Schlitz 52 im freien Ende 54 des rohrförmigen Abschnittes 48 gehalten
wird, wobei das freie Ende 54 über die Kappe 52 verformt
oder geprägt
wird, wie in 2 gezeigt.
Eine Dichtungskappe 50 ist in Anwendungen vorgesehen, in
denen Fremdmaterial aus dem Befestigungselementzusammenbau herausgehalten
werden muß,
wie beispielsweise in Kraftfahrzeuganwendungen, in denen der Tafel-
und Befesti gungselementzusammenbau beschichtet oder der Befestigungselementzusammenbau Öl, Schmutz
und Straßenverunreinigungen
ausgesetzt ist.
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Die 3 und 4 veranschaulichen die Anbringung
des Befestigungselementes 20 in einer ersten Tafel 58.
Bei einer typischen Anwendung besteht die Tafel 58 aus
Stahl, wie beispielsweise kohlenstoffarmer 1010 Stahl oder hochfester,
niedriglegierter Stahl (HSLA). Das Befestigungselement 20 wird aus
einem härteren
Stahl gebildet, so daß der
Zylinderabschnitt 22 die Stahltafel 58 stanzt.
Ein geeignetes Material für
das Befestigungselement ist ein 35-Kohlenstoffstahl mit Bor, wie
beispielsweise 10B35 oder 35B2, wobei die Mutter entsprechend Klasse 10 wärmebehandelt
sein kann. Das Befestigungselement 20 kann in einer Matrizenpresse
angebracht werden. Die Tafel 58 kann durch eine herkömmliche
Abstreifplatte (nicht gezeigt) vorbelastet sein. Bei der in 3 und 4 gezeigten Anbringung wird das Befestigungselement 20 in
einem Befestigungselement-Montagekopf in der oberen Grundplatte
einer Matrizenpresse (nicht gezeigt) aufgenommen, der einen sich
hin- und herbewegenden Stempel 60 aufweist, welcher an
der getriebenen Fläche 56 des
Flanschabschnittes 24 anliegt. Ein weiblicher Matrizenteil
oder eine Matrize 62 ist im Aufbau der unteren Grundplatte
(nicht gezeigt) angeordnet, wobei das freie Ende 28 des
Zylinderabschnittes 22 vom Stempel 60 gegen die
erste Tafel 58 getrieben wird, wie durch Pfeile 64 gezeigt.
Die Matrize 62 umfasst eine Bohrung 66, die den
Tafelbutzen aufnimmt, und eine ringförmige Schlaglippe 68,
welche die Tafel in die Nut 40 hinein verformt, wie nachstehend
anhand von 4 beschrieben.
Die Matrize 62 umfasst ferner benachbart der Bohrung 66 einen
relativ scharfen Stanzrand 70, der mit dem Stanzrand 30 des
Zylinderabschnittes 22 zusammenwirkt, um einen Butzen aus
der Tafel zu stanzen, wie im folgenden beschrieben wird.
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Das Befestigungselement 20 wird
zuerst durch den Montagekopf so angeordnet, daß das freie Ende 28 des
Zylinderabschnittes 22 der Tafel 58 gegenüberliegend
koaxial mit der Bohrung 66 der Matrize 62 ausgerichtet
angeordnet ist, wie in 3 gezeigt.
Anschließend
wird der Stempel 60 betätigt,
um das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes 22 gegen die
Tafel zu treiben. Der relativ scharfe Schneide- oder Stanzrand 30 des
Zylinderabschnittes 22 wirkt mit dem relativ scharfen Schneide-
oder Stanzrand 70 der Matrize zusammen, um einen Butzen 72 aus der
Tafel zu stanzen, wie in 4 gezeigt.
Eine V-förmige
Schlaglippe 68 verformt anschließend den Tafelabschnitt 74 in
die V-förmige
Nut 40 im Flanschabschnitt 24 hinein. Die äußere ringförmige Anlagefläche 38 wird
gegen die erste Tafel 58 getrieben, wie in 4 gezeigt. Bei der am meisten bevorzugten
Ausführungsform
verformt der Schneiderand 70 der Matrize gleichzeitig eine
ringförmige
Rippe 76 radial nach außen, und zwar von der radialen
Schulter 36 des in 1 bis 3 gezeigten Zylinderabschnitts. Die
ringförmige
radiale Rippe 76 wird gegen den verformten Abschnitt 74 der
ersten Tafel getrieben, wodurch die Tafel in der Nut 40 gefangen
und eine mechanische Verriegelung zwischen der ersten Tafel 58 und
dem Befestigungselement 20 gebildet wird. Die Schlaglippe 68 der
Matrize 62 verformt weiter eine flache V-förmige ringförmige Ausnehmung 78 in
der ersten Tafel, welche die zweite Tafel aufnimmt, wie nachstehend
beschrieben. Des weiteren wird der Abschnitt 34 mit vergrößertem Durchmesser
des Zylinderabschnittes durch die gestanzte Tafelöffnung getrieben,
wodurch ein Preßsitz
geschaffen und die Herausziehfestigkeit des Befestigungselementes
aus dem Zusammenbau der ersten Tafel weiter verbessert wird.
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Wie vorstehend beschrieben, wird
insbesondere bei Massenproduktionsanwendungen vorzugsweise das Befestigungselement
vor der Aufnahme der zweiten Tafel sicher an der ersten Tafel gehalten, wie
nachstehend beschrieben. Bei einer typischen Massenproduktionsanwendung
kann das Befestigungselement 20 an der ersten Tafel 58 an
einer Station und die zweite Tafel am Zusammenbau an einer nachfolgenden
Station befestigt werden. Der Zusammenbau aus erster Tafel und Befestigungselement kann
z. B. in Behälter
geladen werden, wodurch der Zusammenbau Herauszieh- und Schwingungskräften ausgesetzt
wird. Wie vorstehend beschreiben, sorgt das Befestigungselement
gemäß der Erfindung vorzugsweise
für einen
engen zusammenpassenden Kontakt zwischen den Tafeln. Das Befestigungselement
kann während
der Befestigung eines weiteren Elementes am Tafelzusammenbau einem
beträchtlichen
Drehmoment ausgesetzt sein, wie nachstehend beschrieben. Somit ist
der Zusammenbau aus Befestigungselement und erster Tafel vorzugsweise
mechanisch verriegelt, um für
eine sichere Anbringung vor der Aufnahme der zweiten Tafel zu sorgen.
Bei einer typischen Anwendung ist die Herausziehfestigkeit des Befestigungselementes 20 in
der ersten Tafel, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet wird,
8 kN oder größer. Des
weiteren werden die radialen Rippen 42 in den Tafelabschnitt 74 getrieben,
wenn der Abschnitt 34 des Zylinderabschnittes mit vergrößertem Durchmesser
in die Tafelöffnung
getrieben wird, wodurch für
den Tafelzusammenbau ein ausgezeichneter Drehmomentwiderstand geschaffen
wird. Der Zusammenbau aus erster Tafel 58 und Befestigungselement
ist nunmehr zur Aufnahme der zweiten Tafel bereit, wie nachstehend beschrieben.
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Die zweite Tafel 80 wird
zur Aufnahme des Zylinderabschnittes 22 vorgestanzt und
vorzugsweise benachbart der Öffnung
verformt, um eine die Öffnung
umgebende konische Lippe zu bilden, die durch die in den 5 und 6 gezeigte Vorrichtung gebildet werden
kann. Die obere Matrizenplatte 82 ist durch herkömmliche
Mittel an der oberen Grundplatte 84 der Matrizenpresse
befestigt. Die untere Matrizenplatte 86 umfasst ein Matrizenteil
oder eine Matrize 88. Ein Stempel 90 ist über eine
Platte oder Klammer 91 an der oberen Grundplatte befestigt.
Die obere Matrizenplatte umfasst eine Bohrung 92, die den Stempel
aufnimmt. Ein ringförmiger
federnder Stoßfänger bzw.
Puffer oder eine ringförmige
federnde Hülse 94 ist
in einer Bohrung 92 in einer Gegenbohrung gehalten. Die
Matrize 88 umfasst eine zentrale Bohrung 96, die
den Stempel 90 aufnimmt, und eine Matrizenvertiefung 98,
welche die Tafel formt, wie nachstehend beschrieben. Die obere Gründplatte
ist durch Schraubenfedern 100 federvorgespannt, die im
Normalzustand die obere Matrizenplatte 82 von der Grundplatte 84 trennen.
Wenn die obere Grundplatte 84 durch die Matrizenpresse
abgesenkt wird, stanzt der Stempel 90 einen Butzen 102 aus
der Tafel, wie in 6 gezeigt.
Eine fortgesetzte Abwärtsbewegung
der oberen Grundplatte 84 drückt die Feder 100 zusammen,
wodurch die federnde Kunststoffhülse 94 gegen
die Oberfläche
der die gestanzte Öffnung
umgebenden Tafel getrieben und die Tafel zu einer im Allgemeinen
konischen Lippe 104 verformt wird, wie am besten in 6 und 7 gezeigt. Die konische Lippe 104 erstreckt
sich von der Ebene der Tafel 80 weg und umfasst eine ringförmige Lippe 106,
die von der Ebene der Tafel 80 beabstandet ist. Der federnde
Stoßfänger 94 formt
die Tafel in der Matrizenvertiefung 98 in die gewünschte Form, wie
am besten in 6 gezeigt.
Im übrigen
sind Einzelheiten dieser Vorgehensweise in dem US-Patent 5,335,411
offenbart. Die zweite Tafel 80 ist nunmehr zur Anbringung
am Zusammenbau aus erster Tafel und Befestigungselement bereit,
der gemäß dem in 3 und 4 offenbarten Verfahren gebildet wird, wie
nachstehend anhand von 8 und 9 beschrieben.
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Die Montagevorrichtung umfasst einen
ringförmigen
Stempel 110, der in einem Montagekopf (nicht gezeigt) gegen
die getriebene Fläche 56 des Flanschabschnittes 24 getrieben
wird. Wie vorstehend bezüglich
der Montagevorrichtung zum Anbringen des Befestigungselementes in
der ersten Tafel 58 beschrieben ist, kann die Montagevorrichtung
in einer herkömmlichen
Matrizenpresse angeordnet sein, so daß die zweite Tafel 80 mit
jedem Schlag der Presse am Befestigungselement befestigt wird. Eine Matrize 112 ist
in der unteren Matrizenplatte angeordnet, die einen zentralen Matrizenanschlag 114 enthält, der
so ausgeführt
ist, daß er
in der Öffnung 110 aufgenommen
wird, die in der zweiten Tafel 80 ausgebildet ist, wie
vorstehend beschrieben. 8 ist eine
Explosionsansicht des Zusammenbaues zur Veranschaulichung. In einer
normalen Anwendung wird die Tafel 80 an der oberen Fläche 120 der
Matrize angeordnet und durch die Abstreifplatte der Matrizenpresse
gehalten. Der Matrizenanschlag 114 umfasst eine konkave
gekrümmte
Oberfläche 116,
die in die radiale äußere Fläche 118 des
Matrizenanschlages übergeht.
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Wie in 8 gezeigt
ist, ist die zweite Tafel 80 in der Matrizenpresse so angeordnet,
daß der ringförmige Rand 106 des
konischen Abschnittes 104 der zweiten Tafel 80 der
ersten Tafel 58 zugewandt ist. Die Öffnung 110 ist so
ausgeführt,
daß sie den
Zylinderabschnitt 22 aufnimmt. Wenn der Stempel 110 in 8 nach unten getrieben wird,
wie durch Pfeile 122 gezeigt, kommt die innere Fläche 46 des Zylinderabschnittes
an der konkaven Oberfläche 116 des
Matrizenanschlages zur Anlage, wodurch das freie Ende 28 des
Zylinderabschnittes radial nach außen über den Rand 104 der
zweiten Tafel 80 verformt wird. Die Tafel wird gleichzeitig
zwischen der oberen Fläche 120 des
Matrizenteiles und der ersten Tafel 58 abgeflacht, wodurch
die konische Lippe 104 radial nach innen gegen die äußere Fläche des
Zylinderabschnittes und in die V-förmige Ausnehmung in der ersten
Tafel hinein verformt wird. Die zweite Tafel 80 wird somit
gegen die erste Tafel 58 verformt, wodurch ein enger zusammenpassender Kontakt
zwischen den mit ihren Flächen
einander zugewandten Tafeln gebildet und das freie Ende des Zylinderabschnittes radial
nach außen
in Form eines gebogenen Hakens über
den die Öffnung
der zweiten Tafel umgebenden Rand der zweiten Tafel in engen zusammenpassenden
Kontakt verformt wird. Hierdurch wird eine sichere mechanische Verriegelung
zwischen dem Zylinderabschnitt 22 und der zweiten Tafel 80 gebildet. Der
resultierende Befestigungselement- und Tafelzusammenbau weist einen
ausgezeichneten Durchdrück-,
Herauszieh- und Drehmomentwiderstand auf. Die Herausziehfestigkeit
des Tafelzusammenbaues beträgt
etwa 15 kN (oder mehr als etwa 3000 1b). Der Drehmomentwiderstand
beträgt
bei einer typischen Anwendung etwa 120 Newtonmeter.
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10 und 11 zeigen eine typische
Anwendung des Befestigungselement- und Tafelzusammenbaues gemäß der Erfindung.
Zwei Befestigungselemente 20 sind in einem Tafeln 58 und 80 umfassenden
Klammerzusammenbau 124 gemäß dem vorstehend beschriebenen
Verfahren und der vorstehend beschriebenen Vorrichtung angebracht.
Beide Befestigungselemente können
gleichzeitig in einer Matrizenpresse in den Tafeln 58 und 80 angebracht werden,
wie beschrieben. Der offenbarte Klammerzusammenbau 124 kann
beispielsweise an einem Fahrzeugrahmen (nicht gezeigt) befestigt
werden. Ein Bauelement 128, z. B. ein Achszusammenbau, wird
anschließend
am Klammerzusammenbau mit Schrauben 130 befestigt. Wie
in 11 gezeigt, wird der
Gewindeabschnitt 132 der Schraube in der Gewindebohrung 44 des
Befestigungselementes 20 aufgenommen. Der Kopf 134 wird
gegen das Bauelement 128 getrieben, wodurch das Bauelement 128 sicher
am Klammerzusammenbau 124 gehalten wird. Bei einer typischen
Anwendung wird die Schraube in das Mutter-Befestigungselement 20 mittels
eines Drehmomentschlüssels
getrieben, wodurch die Mutter insbesondere dann einem beträchtlichen Drehmoment
ausgesetzt wird, wenn die Schraube ein beschädigtes Gewinde besitzt. Folglich
ist in vielen Anwendungen ein beträchtlicher Drehmomentwiderstand
des Befestigungselementes erforderlich. Bei der am meisten bevorzugten
Ausführungsform schließt das freie
Ende 28 des Zylinderabschnittes im Wesentlichen bündig mit
der zweiten Tafel 80 ab. Durch weiteres Anziehen der Schraube 130 wird
der Befestigungselement- und
Tafelzusammenbau somit tatsächlich
nachträglich
angepaßt,
indem das freie Ende des Zylinderabschnittes weiter gegen den Tafelzusammenbau
verformt wird. Wie vorstehend beschrieben, befinden sich die Tafeln
mit ihren einander zugewandten Flächen in engem Kontakt, wodurch verhindert
wird, daß Verschmutzungen
zwischen die Tafeln gelangen. Der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau
besitzt schließlich
einen ausgezeichneten Drehmoment-, Durchdrück- und Herausziehwiderstand,
wodurch ein sehr sicherer Zusammenbau insbesondere für solche
Anwendungen geschaffen wird, die Schwingungskräften oder anderen Kräften ausgesetzt
sind.
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12 und 13 veranschaulichen ein Verfahren
zum gleichzeitigen Stanzen und Verformen einer Mehrzahl von ineinander
gesetzten Tafeln 150 und 152. Die Tafeln 150 und 152 sind
an einer ringförmigen
Oberfläche 156 eines
Matrizenteiles 154 abgestützt, das eine ringförmige Matrizenvertiefung 158 und
eine zentrale Bohrung 160 aufweist, welche die gestanzten
Tafelbutzen 162 bzw. 164 aufnimmt. Das männliche
Matrizenteil 166 umfasst eine gekrümmte konische Lippe 168,
welche die Tafelabschnitte 170 und 172 in die
ringförmige
Matrizenvertiefung 158 hinein verformt, wenn das Lochwerkzeug 174 gegen
die Tafeln getrieben wird, wodurch die Tafelbutzen 162 und 164 ausgestanzt
werden und eine bogenförmige
Tafelöffnung 178 gebildet
wird, wie in 13 gezeigt.
Der Tafelabschnitt 150 wird zu einer bogenförmigen,
etwa kegelstumpfförmi gen
Lippe 170 geformt, die in die konische Lippe 172 der
Tafel 152 übergeht.
Wie vorstehend beschrieben, können die
Tafeln 150, 152 vor dem Stanzen und Formen mit einander
zugewandten Flächen
gehalten werden, z. B. durch Punktschweißen (nicht gezeigt). Ferner
können
die Tafeln in zwei Schritten zunächst
in einer flachen Matrize gestanzt und anschließend zu der bevorzugten, ineinander
gesetzten, kegelstumpfförmigen
Form geformt werden, wie in 13 gezeigt. Wie
vorstehend anhand von 10 beschrieben, kann
schließlich
eine Vielzahl von geformten Öffnungen
in den Tafeln 150 und 152 zur Aufnahme einer Mehrzahl
von Befestigungselementen 20 geformt werden. Die ineinander
gesetzten Tafeln 150 und 152 sind nunmehr zur
Befestigung am Zusammenbau aus erster Tafel und Befestigungselement
bereit, wie in 14 gezeigt.
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Wie vorstehend anhand von 8 und 9 beschrieben, kann die erste Tafel 58 zuerst
am Befestigungselement 20 befestigt werden, wie vorstehend
anhand der 3 und 4 beschrieben ist. Die Tafeln 150 und 152 werden
dann ausgehend von der in 13 gezeigten
Position umgedreht, so daß die kegelstumpfförmigen Abschnitte 170 und 172 an
der ersten Tafel 58 anliegen. Anschließend wird der ringförmige Stempel 110 gegen
den Flanschabschnitt 24 in einem Montagekopf (nicht gezeigt)
getrieben, der in einer Matrizenpresse angeordnet sein kann. Die Matrize 112 umfasst
einen zentralen Matrizenanschlag 114, der so ausgeführt ist,
daß er
das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes aufnimmt, wodurch der
Zylinderabschnitt 28 radial nach außen gegen die konkave Oberfläche 116 des
Matrizenanschlages verformt wird. Die kegelstumpfförmigen Lippen 170 und 172 der
Tafeln 150 bzw. 152 werden anschließend abgeflacht,
indem die Tafeln gegen die erste Tafel 58 getrieben werden,
wodurch die Lippen radial nach innen gegen die äußere Fläche des Zylinderabschnittes
getrieben werden und die Tafel 150 in die etwa V-förmige Ausnehmung 78 in der
ersten Tafel hinein verformt wird, wie vorstehend beschrieben. Somit
kann das Verfahren gemäß der Erfindung
dazu verwendet werden, eine Vielzahl von Tafeln am Befestigungselement 20 zu
befestigen, wie hier beschrieben. Schließlich kann es bei bestimmten
Anwendungen erwünscht
sein, das Befestigungselement 20 direkt an den Tafeln 150 und 152 zu
befestigen, die zunächst
gestanzt und geformt werden, wie vorstehend anhand von 12 und 13 beschrieben. Der Zusammenbau braucht
also keine erste Tafel 58 zu umfassen.
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Wie für Fachleute klar ist, können verschiedene
Modifikationen des Befestigungselement- und Tafelzusammenbaues und
des Verfahrens dieser Erfindung innerhalb des Schutzbereiches der
beigefügten
Ansprüche
vorgenommen werden. Beispielsweise kann das Befestigungselement
durch Entfernen des rohrförmigen
Abschnittes 48 als ein eher herkömmliches Mutter-Befestigungselement
anstatt als das offenbarte Mutter-Befestigungselement ausgebildet sein.
Die hier offenbarten Montagevorrichtungen dienen lediglich der Veranschaulichung.
Es können
andere Vorrichtungen verwendet werden, um das Befestigungselement
anzubringen und den Befestigungselement- und Tafelzusammenbau durch das
Verfahren gemäß der Erfindung
auszubilden. Obwohl das Befestigungselement vorzugsweise in einer
Matrizenpresse angebracht wird, kann das Befestigungselement auch
in einer Aufwärtsorientierung
angebracht werden, wobei die Matrizen in der oberen Grundplatte
oder Matrizenplatte angeordnet sind. Wie vorstehend beschrieben,
kann der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau schließlich drei
oder mehr Tafeln umfassen, die eine Verlängerung des Zylinderabschnittes 22 des
Befestigungselementes erfordern können. Wenn die "zweite" Tafel zwei oder
mehr Tafeln umfasst, dann werden die Tafeln vorzugsweise beim Formen
mit einer aufrechten, etwa konischen Lippe 104 versehen,
wie vorstehend anhand von 12 und 13 beschrieben. Die Tafeln
können
dann gleichzeitig oder nacheinander ineinander gesetzt und angebracht
werden.
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In 15 ist
ein Mutterelement 20 gezeigt, das dem von 2 ähnlich
ist, jedoch einen gerändelten
Bereich in Form von axialen Keilnuten bzw. Keilprofilen 42A in
Höhe des
axialen Abschnittes der Rippen 42 in 2 aufweist. Zwar zeigt die rechte Hälfte von 15 den axialen Abschnitt
der Rippen 42 der Ausführungsform
von 2, wobei dies jedoch
ausschließlich
veranschaulichend zu verstehen ist und sich der gerändelte Bereich 42A tatsächlich um
den gesamten Umfang der Mutter erstreckt. Tatsächlich endet der gerändelte Bereich
typischerweise in axialer Richtung kurz vor einer radialen Ebene, welche
die untere Seite 38 des Flansches des Mutterelementes definiert,
um die Herstellung des gerändelten
Bereiches zu erleichtern. Im übrigen
braucht der in Form von axialen Keilnuten vorliegende gerändelte Bereich
nicht durch einen Rändelvorgang,
sondern könnte
auch durch Kaltstauchen oder Druckverformen gebildet werden.
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Die Anbringung der Mutter 20 von 15 findet in gleicher Weise
statt wie die Anbringung der Mutter von 2. Die gerändelten Keilnuten 42A dienen
in gleicher Weise wie die axialen Abschnitte der Rippen 42 dazu,
Sicherheit gegen Verdrehen zu schaffen. Bei dieser Ausführungsform
sind keine radialen Rippen in der ringförmigen Nut 40 unterhalb des
Flansches vorgesehen. Derartige radiale Rippen könnten jedoch gegebenenfalls
vorgesehen werden und würden
die Verdrehsicherungseigenschaiten des Befestigungselementes verbessern.
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Somit kann ein Befestigungselement
dauerhaft an einer Vielzahl von plastisch verformbaren Tafeln und
zum gleichzeitigen Sichern der Tafeln mit einander zugewandten Flächen befestigt
werden, wobei das Befestigungselement einen rohrförmigen Stanz-
und Nietzylinderabschnitt, einen Flanschabschnitt, der sich radial
von benachbart des Zylinderabschnitts weg erstreckt, und einen dem
Zylinderabschnitt etwa gegenüberliegenden
Befestigungsabschnitt umfasst. Die Befestigung an einer Vielzahl von
Tafeln wird durch ein Verfahren ausgeführt, dass die Schritte umfasst,
dass:
- (a) das Befestigungselement einer ersten
Tafel gegenüberliegend
angeordnet wird, wobei das freie Ende des Zylinderabschnittes der
ersten Tafel zugewandt ist;
- (b) das freie Ende des Zylinderabschnittes des Befestigungselemente
gegen die erste Tafel getrieben wird, wodurch ein Butzen aus der
ersten Tafel gestanzt und eine Öffnung
in der ersten Tafel gebildet wird;
- (c) der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes durch die
gestanzte Öffnung
der ersten Tafel getrieben, der Flanschabschnitt an der ersten Tafel
zur Anlage gebracht und eine mechanische Verriegelung zwischen dem
Befestigungselement und der ersten Tafel gebildet wird;
- (d) eine Öffnung
in einer zweiten Tafel gebildet wird, die derart ausgeführt ist,
daß sie
den Zylinderabschnitt des Befestigungselementes aufnimmt;
- (e) die zweite Tafel an der ersten Tafel mit einander zugewandten
Flächen
angeordnet wird, wobei sich der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes
im wesentlichen durch die Öffnung
der zweiten Tafel hindurch erstreckt; und
- (f) der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes radial nach
außen über die
zweite Tafel verformt wird, um die zweite Tafel fest an die erste
Tafel zu nieten und das Befestigungselement mechanisch mit der zweiten
Tafel zu verriegeln, wobei der Befestigungsabschnitt zur Befestigung des
weiteren Elementes an den Tafeln von der ersten Tafel absteht.
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Der Zylinderabschnitt kann einen
ersten Außendurchmesser
benachbart dem freien Ende umfassen, der kleiner als ein zweiter
Außendurchmesser
benachbart dem Flanschabschnitt ist, wodurch eine etwa radiale Schulter
definiert wird, und bei dem Verfahren kann die radiale Schulter
radial nach außen
verformt werden, wie unmittelbar vorstehend angegeben.
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Wenn das freie Ende des Zylinderabschnittes
einen ersten Durchmesser, der kleiner als ein zweiter Durchmesser
benachbart dem Flanschabschnitt ist, und einen äußeren Stanzrand aufweist, dann
kann bei dem Verfahren das freie Ende des Zylinderabschnittes gegen
die erste Tafel getrieben werden, um einen Butzen aus der Tafel
zu stanzen, der einen etwa dem ersten Durchmesser des freien Endes
des Zylinderabschnittes entsprechenden Durchmesser aufweist. Anschließend kann
der Zylinderabschnitt durch die gestanzte Tafelöffnung in der ersten Tafel
getrieben werden, um den größeren zweiten
Durchmesser des Zylinderabschnittes in der ge stanzten Tafelöffnung aufzunehmen,
wodurch das Befestigungselement in der Öffnung der ersten Tafel gehalten
wird.
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Wenn der größere zweite Durchmesser des Zylinderabschnittes
eine etwa radiale Schulter definiert, wird bei dem Verfahren die
Schulter radial nach außen über die
erste Tafel benachbart der Öffnung der
ersten Tafel verformt, wodurch das Befestigungselement an der Tafel
gehalten wird.
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Das Befestigungselement der Erfindung kann
in einem Verfahren verwendet werden zur dauerhaften Befestigung
eines Befestigungselementes an einer Vielzahl von plastisch verformbaren
Tafeln und zum gleichzeitigen Zusammennieten der Tafeln mit einander
zugewandten Flächen,
wobei das Befestigungselement einen rohrförmigen Zylinderabschnitt, einen
Flanschabschnitt, der sich radial von benachbart des Zylinderabschnitts
weg erstreckt, und einen dem Zylinderabschnitt etwa gegenüberliegenden
Befestigungsabschnitt umfasst, und wobei der Flanschabschnitt eine
den Zylinderabschnitt etwa umgebende ringförmige Ausnehmung benachbart dem
Zylinderabschnitt aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst,
dass
- (a) das Befestigungselement einer ersten
Tafel gegenüberliegend
angeordnet wird, wobei das freie Ende des Zylinderabschnittes der
ersten Tafel zugewandt ist;
- (b) eine Öffnung
in der ersten Tafel gebildet wird, die derart ausgeführt ist,
daß sie
den Zylinderabschnitt aufnimmt, der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes
durch die Öffnung
der ersten Tafel ge trieben und der Flanschabschnitt an der ersten
Tafel zur Anlage gebracht wird;
- (c) anschließend
die erste Tafel benachbart der Öffnung
in die Ausnehmung des Flanschabschnittes hinein verformt wird, wodurch
das Befestigungselement an der ersten Tafel befestigt wird;
- (d) eine Öffnung
in einer zweiten Tafel gebildet wird, die derart ausgebildet ist,
daß sie
den Zylinderabschnitt des Befestigungselementes aufnimmt, und die
zweite Tafel benachbart der Öffnung
verformt wird, wodurch eine etwa konische Lippe gebildet wird, welche
die Öffnung
der zweiten Tafel umgibt;
- (e) die zweite Tafel an der ersten Tafel mit einander zugewandten
Flächen
angeordnet wird, wobei sich der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes
im wesentlichen durch die Öffnung
der zweiten Tafel hindurch erstreckt und die etwa konische Lippe
mit der ersten Tafel in Eingriff gelangt; und
- (f) der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes radial nach
außen
verformt wird und im wesentlichen gleichzeitig die konische Lippe
der zweiten Tafel gegen die erste Tafel radial nach innen verformt
wird, um die zweite Tafel fest an die erste Tafel zu nieten und
das Befestigungselement mit den Tafeln mechanisch zu verriegeln, wobei
der Befestigungsabschnitt zur Befestigung eines weiteren Elementes
an den Tafeln von der ersten Tafel absteht.
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Wie oben erwähnt ist, umfasst die etwa V-förmige ringförmige Nut
des Flanschabschnittes eine Vielzahl von radialen Rippen, die die
Nut überbrücken, und
die erste Tafel wird in die V-förmige
Nut um die radialen Rippen herum verformt, wodurch eine Drehung
des Befestigungselementes relativ zu den Tafeln verhindert wird.