EP1573214A1 - Stamped rivet - Google Patents

Stamped rivet

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Publication number
EP1573214A1
EP1573214A1 EP03789279A EP03789279A EP1573214A1 EP 1573214 A1 EP1573214 A1 EP 1573214A1 EP 03789279 A EP03789279 A EP 03789279A EP 03789279 A EP03789279 A EP 03789279A EP 1573214 A1 EP1573214 A1 EP 1573214A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ribs
head
punch rivet
rivet according
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03789279A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erich Palm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SFS Group International AG
Original Assignee
SFS Intec Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SFS Intec Holding AG filed Critical SFS Intec Holding AG
Publication of EP1573214A1 publication Critical patent/EP1573214A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F16B19/086—Self-piercing rivets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/06—Solid rivets made in one piece

Definitions

  • the invention relates to a punch rivet for connecting sheets together, with a shank, with a plurality of circumferential ribs formed one above the other on the shank and with a shank end for punching through the sheets to be joined, at least all the circumferential ribs which come into engagement with the sheets have the same outer diameter, the Shaft opposite the shaft end is provided with a head which is larger in diameter than the outer diameter of the circumferential ribs, and wherein an adjacent region of the shaft end is free of circumferential ribs.
  • a punch rivet known from US-A-4 978 270 is headless and is used to connect three sheets together. Its total length corresponds to the total thickness of the metal sheets to be joined together, so that it is flush with them in the set state.
  • This well-known rivet is not only a punch rivet, but also an embossed rivet. If such a punch-embossed rivet has punched through the metal sheets to be connected with one another to form a punched hole, a groove is then embossed into the adjacent metal sheet around both ends of the shaft, as a result of which material of the metal sheets penetrates into plastic grooves formed between two adjacent peripheral ribs, in order to positively connect the punch rivet and the three sheets.
  • Such a punch-emboss rivet requires a correspondingly complex rivet setting device because of the required embossing process. This must have a die designed as an embossing tool and a patrix designed as an embossing tool. In addition, sufficient material can only be deformed into the circumferential grooves by the embossing if the three metal sheets to be connected have sufficient Have thickness.
  • the known stamped-embossed rivet is obviously neither intended nor suitable for connecting thin sheets together.
  • a punch rivet of the type specified in the preamble of patent claim 1 is known from EP 1 054 169 A2.
  • This known punch rivet is, like the known punch rivet described above, a punch-emboss rivet. Since it has a truncated cone-shaped rivet head, the stamping process is easier than with the known punch rivet described above, because only a groove has to be stamped around the end of the shaft. Even with this known punch rivet, sufficient material can only be deformed by embossing into the circumferential grooves if the sheets to be connected have a sufficient thickness.
  • the object of the invention is to design a punch rivet of the type mentioned at the beginning in such a way that a secure connection of sheets, in particular thin sheets, can be produced in a simpler manner.
  • the neighboring region of the shaft end first penetrates into the metal sheets to be connected and pre-punches a punch hole which is smaller in diameter than the outer diameter of the circumferential ribs. If the region of the shaft, in which the peripheral ribs are located, reaches the underside of the head and penetrates into the punched hole, this is widened, sheet metal material penetrating into peripheral grooves formed between peripheral ribs and thus at the end when the head is on with its underside the sheet metal to be connected rests, connects the punch rivet and the sheet metal with one another in a form-fitting manner.
  • the pull-out force of such a rivet is smaller than in the prior art described at the outset, but the setting of the punch rivet according to the invention is considerably easier than that of the known punch rivet because the punch rivet according to the invention only through the sheets to be connected needs to be pushed through and no embossing processes are required.
  • the rivet setting tool can have a correspondingly simple design and, in the simplest case, can be a manually operated hammer. As in the prior art, the punch rivet itself is not deformed during the setting process.
  • the neighboring region has a cylindrical section which, through a conical section which widens axially in the direction of the head, merges into a circumferentially extending entry rib, the outside diameter of which is smaller than the outside diameter of the circumferential ribs, it can be introduced create a defined punch hole, which is then increasingly expanded to the outside diameter of the entry rib with the help of the conical section and finally widened to the outside diameter of the circumferential ribs.
  • the diameter of the cylindrical section is smaller than the smallest diameter of the shank between the circumferential grooves which are formed between the ribs, it is ensured that the metal sheets are connected to the punch rivet at the end in a sufficiently firmly form-fitting manner ,
  • the cylindrical section extends in the opposite direction to the head as far as the shaft end, the cylindrical section forms a punched part which can be formed with sharp edges on the circumference in order to facilitate and optimize the punching process.
  • the punch rivet can be pressed through the metal sheets to be joined with less force.
  • the circumferential ribs are triangular in cross section, the sheet metal material is most likely to be able to penetrate into the circumferential grooves formed between the circumferential ribs under plastic deformation.
  • circumferential ribs are trapezoidal in cross section
  • the number of circumferential ribs can be adapted to the intended use by selecting the width of the narrow side of the trapezoid in the available area.
  • the circumferential grooves formed between the circumferential ribs are V-shaped in cross section, sheet metal material can easily penetrate to the base of the circumferential grooves with plastic deformation.
  • the head merges into a cylindrical exit rib on its underside, which has the same outer diameter as the peripheral ribs, it is ensured that sheet metal material also penetrates into a circumferential groove adjacent to the exit rib with plastic deformation.
  • the circumferential ribs are formed in an area adjoining the underside of the head, the axial length of which is half the total length of the shank, the metal sheets to be joined together can be of a relative thickness vary large area.
  • the total length of the shank is three to four times the total thickness of sheets to be connected to one another, the shank region not provided with circumferential ribs also has a sufficient length to reliably pre-form a punched hole which is caused by the Circumferential ribs are brought into their final shape.
  • FIG. 2 shows the punch rivet according to FIG. 1 in the set state
  • FIG. 1a and 1b show a side view and plan view of a first embodiment of a punch rivet according to the invention, generally designated 10, which is shown in FIG. 2 in longitudinal section and in the set state, in which it connects two sheets 12, 14 to one another in a form-fitting manner
  • the punch rivet 10 has a shank 16, a plurality of circumferential ribs 18 formed one above the other on the shank 16 and a shank end 20 for punching through the sheets 12, 14 to be connected to one another.
  • the two axially outermost circumferential ribs are designed differently. It is an entry rib 22 and an exit rib 24, which will be discussed in more detail below. All circumferential ribs 18 that engage the metal sheets, including the exit rib 24, have the same outer diameter D.
  • the punch rivet 10 is provided with a head 26.
  • the head 26 is larger in diameter than the outer diameter D of the circumferential ribs 18.
  • An underside 28 of the head 26 facing the shaft 16 is flat, so that there is an annular flat surface for bearing on the sheet metal 12.
  • a neighboring region of the shaft end 20, designated as a whole by 30, is free of peripheral ribs 18 and smaller in diameter than the outer diameter D of the peripheral ribs 18.
  • the adjacent region 30 has a cylindrical section 32 which, through a conical section 34 which widens axially in the direction of the head 26, merges into the circumferentially extending entry rib 22, the outside diameter of which is smaller than the outside diameter D of the circumferential ribs 18, as in FIGS 1 and 2 can be clearly seen.
  • the transition between the cylindrical section 32 and the conical section 34 is rounded, as can be seen in the figures.
  • the cylindrical section 32 has a diameter which is smaller than a smallest diameter d of the shaft 16 between the circumferential grooves 18.
  • the entry rib 22 is the rib which first penetrates into a punched hole pre-punched through the cylindrical section 32 before subsequently being punched with the larger outer diameter D penetrate circumferential ribs 18 into the punched hole.
  • the end is made by the exit rib 24, which is the last circumferentially extending rib to penetrate into the punched hole.
  • the cylindrical section 32 extends in the opposite direction to the head 26 up to the shaft end 20.
  • FIG. 3a and 3b show a side view and a top view of a second exemplary embodiment of a punch rivet according to the invention, denoted overall by 10 ', which differs from the punch rivet 10 only in that a cylindrical section 32' has a shorter axial length than the cylindrical section 32 and that the cylindrical portion 32 'merges into a conical tip 36 in the opposite direction to the head 26. Otherwise, the second embodiment corresponds to the first embodiment.
  • the peripheral ribs 18 and 18' are triangular in cross section.
  • FIG. 4a and 4b show in side view and plan view, as a third embodiment, a punch rivet according to the invention, generally designated 10 ", which has circumferential ribs 18" which are trapezoidal in cross section.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 4 corresponds to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 and therefore need not be described in more detail.
  • circumferential grooves 38, 38 'and 38 "formed between the circumferential ribs 18, 18' and 18" are V-shaped in cross section.
  • the head 26, 26 ', 26 "merges into the cylindrical outlet rib 24, 24' or 24", which has the same outer diameter D, D 'or D "as the circumferential ribs 18, 18' or 18 " Has.
  • the peripheral ribs 18, 18 ', 18 are formed in a region 40, 40' and 40" adjoining the underside of the head 26, 26 ', 26 ", the axial length of which is half the total length of the shaft 16 , 16 'or 16 ".
  • the total length of the shank 16, 16 ', 16 is three to four times the total thickness of the sheets 12, 14 to be joined together.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

A stamped rivet (10) for the connection of sheets (12, 14) to each other, is disclosed, comprising a shaft (16) with several circumferential ribs (18) moulded one above the other on the shaft (16), a shaft end (20), for pressing through the sheets (12, 14) for connection to each other and a head (26). An adjacent region (30) of the shaft end (20) has no circumferential ribs (18) and has a diameter smaller than the external diameter (D) of the circumferential ribs (18). The stamped rivet (10) is easy to set as the setting device only has to be able to push the stamped rivet (10) through the sheets (12, 14) for connection. Sheet material is then forced by plastic deformation into the circumferential grooves (38) formed between the circumferential ribs (18).

Description

Gegenstand : StanznietSubject: punch rivet
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Stanzniet zum Miteinanderverbinden von Blechen, mit einem Schaft, mit mehreren an dem Schaft übereinander angeformten Umfangsrippen und mit einem Schaftende zum Durchstanzen der miteinander zu verbindenden Bleche, wobei zumindest alle mit den Blechen in Eingriff gelangenden Umfangsrippen denselben Außendurchmesser haben, wobei der Schaft entgegengesetzt zu dem Schaftende mit einem Kopf versehen ist, der im Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Umfangsrippen, und wobei ein Nachbarbereich des Schaftendes frei von Umfangsrippen ist.The invention relates to a punch rivet for connecting sheets together, with a shank, with a plurality of circumferential ribs formed one above the other on the shank and with a shank end for punching through the sheets to be joined, at least all the circumferential ribs which come into engagement with the sheets have the same outer diameter, the Shaft opposite the shaft end is provided with a head which is larger in diameter than the outer diameter of the circumferential ribs, and wherein an adjacent region of the shaft end is free of circumferential ribs.
Ein aus der US-A-4 978 270 bekannter Stanzniet ist kopflos und dient zum Miteinanderverbinden von drei Blechen. Seine Gesamtlänge entspricht der Gesamtdicke der miteinander zu verbindenden Bleche, so dass er im gesetzten Zustand mit diesen bündig ist. Dieser bekannte Niet ist nicht nur ein Stanzniet, sondern zugleich auch ein Prägeniet. Wenn ein solcher Stanz-Prägeniet die miteinander zu verbindenden Bleche unter Bildung eines Stanzloches durchstanzt hat, wird anschließend um beide Schaftenden herum in das jeweils benachbarte Blech eine Nut geprägt, wodurch Material der Bleche unter plastischer Verformung in zwischen jeweils zwei benachbarten Umfangsrippen gebildete Umfangsrillen eindringt, um so den Stanzniet und die drei Bleche formschlüssig miteinander zu verbinden. Ein solcher Stanz-Prägeniet benötigt wegen des erforderlichen Prägevorganges eine entsprechend aufwendig gestaltete Nietsetzvorrichtung. Diese muss eine als Prägewerkzeug ausgebildete Matrize und eine als Prägewerkzeug ausgebildet Patritze aufweisen. Außerdem lässt sich durch das Prägen nur dann ausreichend Material in die Umfangsrillen hinein verformen, wenn die drei zu verbindenden Bleche eine ausreichende Dicke haben. Zum Miteinanderverbinden von dünnen Blechen ist der bekannte Stanz-Prägeniet offenbar weder vorgesehen noch geeignet.A punch rivet known from US-A-4 978 270 is headless and is used to connect three sheets together. Its total length corresponds to the total thickness of the metal sheets to be joined together, so that it is flush with them in the set state. This well-known rivet is not only a punch rivet, but also an embossed rivet. If such a punch-embossed rivet has punched through the metal sheets to be connected with one another to form a punched hole, a groove is then embossed into the adjacent metal sheet around both ends of the shaft, as a result of which material of the metal sheets penetrates into plastic grooves formed between two adjacent peripheral ribs, in order to positively connect the punch rivet and the three sheets. Such a punch-emboss rivet requires a correspondingly complex rivet setting device because of the required embossing process. This must have a die designed as an embossing tool and a patrix designed as an embossing tool. In addition, sufficient material can only be deformed into the circumferential grooves by the embossing if the three metal sheets to be connected have sufficient Have thickness. The known stamped-embossed rivet is obviously neither intended nor suitable for connecting thin sheets together.
Aus der EP 1 054 169 A2 ist ein Stanzniet der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art bekannt. Dieser bekannte Stanzniet ist wie der zuvor beschriebene bekannte Stanzniet ein Stanz-Prägeniet. Da er einen kegelstumpfförmigen Nietkopf aufweist, gestaltet sich der Prägevorgang einfacher als bei dem zuvor beschriebenen bekannten Stanzniet, denn es muss nur um das Schaftende herum eine Nut geprägt werden. Auch bei diesem bekannten Stanzniet lässt sich aber nur dann ausreichend Material durch Prägen in die Umfangsrillen hinein verformen, wenn die zu verbindenden Bleche eine ausreichende Dicke haben.A punch rivet of the type specified in the preamble of patent claim 1 is known from EP 1 054 169 A2. This known punch rivet is, like the known punch rivet described above, a punch-emboss rivet. Since it has a truncated cone-shaped rivet head, the stamping process is easier than with the known punch rivet described above, because only a groove has to be stamped around the end of the shaft. Even with this known punch rivet, sufficient material can only be deformed by embossing into the circumferential grooves if the sheets to be connected have a sufficient thickness.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stanzniet der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sich auf einfachere Weise eine sichere Verbindung von Blechen, insbesondere von dünnen Blechen, herstellen lässt.The object of the invention is to design a punch rivet of the type mentioned at the beginning in such a way that a secure connection of sheets, in particular thin sheets, can be produced in a simpler manner.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Stanzniet der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art dadurch gelöst, dass eine dem Schaft zugewandte Unterseite des Kopfes eben ist und dass der Nachbarbereich des Schaftendes im Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Umfangsrippen ist.This object is achieved according to the invention in a punch rivet of the type specified in the preamble of patent claim 1 in that an underside of the head facing the shaft is flat and in that the neighboring region of the shaft end is smaller in diameter than the outer diameter of the circumferential ribs.
Wenn der Stanzniet nach der Erfindung gesetzt wird, dringt zunächst der Nachbarbereich des Schaftendes in die zu verbindenden Bleche ein und stanzt ein Stanzloch vor, das im Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Umfangsrippen. Wenn anschließend der bis zu der Unterseite des Kopfes reichende Bereich des Schaftes, in welchem sich die Umfangsrippen befinden, in das Stanzloch eindringt, wird dieses aufgeweitet, wobei Blechmaterial in zwischen Umfangsrippen gebildete Umfangsrillen eindringt und so am Schluss, wenn der Kopf mit seiner Unterseite auf den zu verbindenden Blechen aufliegt, den Stanzniet und die Bleche formschlüssig miteinander verbindet. Die Ausreißkraft eines solchen Nietes ist zwar kleiner als in dem eingangs geschilderten Stand der Technik, das Setzen des Stanzniets nach der Erfindung ist jedoch wesentlich einfacher als das der bekannten Stanzniete, weil der Stanzniet nach der Erfindung lediglich durch die zu verbindenden Bleche hindurchgedrückt zu werden braucht und keinerlei Prägevorgänge erforderlich sind. Das Nietsetzwerkzeug kann entsprechend einfach ausgebildet und im einfachsten Fall ein von Hand betätigter Hammer sein. Der Stanzniet selbst wird wie im Stand der Technik bei dem Setzvorgang nicht verformt.When the punch rivet is set according to the invention, the neighboring region of the shaft end first penetrates into the metal sheets to be connected and pre-punches a punch hole which is smaller in diameter than the outer diameter of the circumferential ribs. If the region of the shaft, in which the peripheral ribs are located, reaches the underside of the head and penetrates into the punched hole, this is widened, sheet metal material penetrating into peripheral grooves formed between peripheral ribs and thus at the end when the head is on with its underside the sheet metal to be connected rests, connects the punch rivet and the sheet metal with one another in a form-fitting manner. The pull-out force of such a rivet is smaller than in the prior art described at the outset, but the setting of the punch rivet according to the invention is considerably easier than that of the known punch rivet because the punch rivet according to the invention only through the sheets to be connected needs to be pushed through and no embossing processes are required. The rivet setting tool can have a correspondingly simple design and, in the simplest case, can be a manually operated hammer. As in the prior art, the punch rivet itself is not deformed during the setting process.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Stanzniets nach der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the punch rivet according to the invention form the subject of the subclaims.
Wenn in einer Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung der Nachbarbereich einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der durch einen sich axial in Richtung zu dem Kopf erweiternden konischen Abschnitt in eine sich umfangsmäßig erstreckende Eintrittsrippe übergeht, deren Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Umfangsrippen ist, lässt sich ein definiertes Stanzloch herstellen, das dann mit Hilfe des konischen Abschnittes zunehmend bis auf den Außendurchmesser der Eintrittsrippe erweitert und schließlich durch die Umfangsrippen auf deren Außendurchmesser aufgeweitet wird.If, in an embodiment of the punch rivet according to the invention, the neighboring region has a cylindrical section which, through a conical section which widens axially in the direction of the head, merges into a circumferentially extending entry rib, the outside diameter of which is smaller than the outside diameter of the circumferential ribs, it can be introduced create a defined punch hole, which is then increasingly expanded to the outside diameter of the entry rib with the help of the conical section and finally widened to the outside diameter of the circumferential ribs.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes kleiner ist als der kleinste Durchmesser des Schaftes zwischen den Umfangsrillen, die zwischen den Rippen gebildet sind, ist sichergestellt, dass die Bleche am Schluß mit dem Stanzniet ausreichend fest formschlüssig verbunden sind.If, in a further embodiment of the punch rivet according to the invention, the diameter of the cylindrical section is smaller than the smallest diameter of the shank between the circumferential grooves which are formed between the ribs, it is ensured that the metal sheets are connected to the punch rivet at the end in a sufficiently firmly form-fitting manner ,
Wenn sich in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung der zylindrische Abschnitt in zu dem Kopf entgegengesetzter Richtung bis zu dem Schaftende erstreckt, bildet der zylindrische Abschnitt einen Stanzteil, der am Umfang scharfkantig ausgebildet werden kann, um den Stanzvorgang zu erleichtern und zu optimieren.If, in a further embodiment of the punch rivet according to the invention, the cylindrical section extends in the opposite direction to the head as far as the shaft end, the cylindrical section forms a punched part which can be formed with sharp edges on the circumference in order to facilitate and optimize the punching process.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung der zylindrische Abschnitt in zu dem Kopf entgegengesetzter Richtung in eine konische Spitze übergeht, kann der Stanzniet mit geringerer Kraft durch die miteinander zu verbindenden Bleche hindurchgedrückt werden. Wenn in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung die Umfangsrippen im Querschnitt dreieckförmig sind, dürfte das Blechmaterial unter plastischer Verformung am leichtesten in die zwischen den Umfangsrippen gebildeten Umfangsrillen eindringen können.If, in a further embodiment of the punch rivet according to the invention, the cylindrical section merges into a conical tip in the direction opposite to the head, the punch rivet can be pressed through the metal sheets to be joined with less force. If, in a further embodiment of the punch rivet according to the invention, the circumferential ribs are triangular in cross section, the sheet metal material is most likely to be able to penetrate into the circumferential grooves formed between the circumferential ribs under plastic deformation.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung die Umfangsrippen im Querschnitt trapezförmig sind, lässt sich die Zahl der Umfangsrippen durch Wahl der Breite der Schmalseite des Trapezes in dem verfügbaren Bereich an den vorgesehenen Einsatzzweck anpassen.If in a further embodiment of the punch rivet according to the invention the circumferential ribs are trapezoidal in cross section, the number of circumferential ribs can be adapted to the intended use by selecting the width of the narrow side of the trapezoid in the available area.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die zwischen den Umfangsrippen gebildete Umfangsrillen im Querschnitt V-förmig sind, kann Blechmaterial unter plastischer Verformung ohne weiteres bis zu dem Grund der Umfangsrillen vordringen.If, in a further embodiment of the invention, the circumferential grooves formed between the circumferential ribs are V-shaped in cross section, sheet metal material can easily penetrate to the base of the circumferential grooves with plastic deformation.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung der Kopf an seiner Unterseite in eine zylindrische Austrittsrippe übergeht, die denselben Außendurchmesser wie die Umfangsrippen hat, ist gewährleistet, dass Blechmaterial unter plastischer Verformung auch in eine der Austrittsrippe benachbarte Umfangsrille eindringt.If, in a further embodiment of the punch rivet according to the invention, the head merges into a cylindrical exit rib on its underside, which has the same outer diameter as the peripheral ribs, it is ensured that sheet metal material also penetrates into a circumferential groove adjacent to the exit rib with plastic deformation.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung die Umfangsrippen in einem sich an die Unterseite des Kopfes anschließenden Bereich gebildet sind, dessen axiale Länge halb so groß wie die Gesamtlänge des Schaftes ist, können die miteinander zu verbindenden Bleche in der Dicke in einem relativ großen Bereich variieren.If, in a further embodiment of the punch rivet according to the invention, the circumferential ribs are formed in an area adjoining the underside of the head, the axial length of which is half the total length of the shank, the metal sheets to be joined together can be of a relative thickness vary large area.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung des Stanzniets nach der Erfindung die Gesamtlänge des Schaftes das Drei- bis Vierfache der Gesamtdicke von miteinander zu verbindenden Blechen beträgt, hat überdies auch der nicht mit Umfangsrippen versehene Schaftbereich eine ausreichende Länge, um zuverlässig ein Stanzloch vorzuformen, das durch die Umfangsrippen in seine endgültige Form gebracht wird.If, in a further embodiment of the punch rivet according to the invention, the total length of the shank is three to four times the total thickness of sheets to be connected to one another, the shank region not provided with circumferential ribs also has a sufficient length to reliably pre-form a punched hole which is caused by the Circumferential ribs are brought into their final shape.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen die Fig. 1a und 1b in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein erstesEmbodiments of the invention are described below with reference to the drawings. Show it 1a and 1b in side view and plan view of a first
Ausführungsbeispiel eines Stanzniets nach der Erfindung,Embodiment of a punch rivet according to the invention,
Fig. 2 den Stanzniet nach Fig. 1 im gesetzten Zustand,2 shows the punch rivet according to FIG. 1 in the set state,
die Fig. 3a und 3b in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein zweites3a and 3b in side view and plan view, a second
Ausführungsbeispiel des Stanzniets nach der Erfindung undEmbodiment of the punch rivet according to the invention and
die Fig. 4a und 4b in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein drittes4a and 4b in a side view and plan view, a third
Ausführungsbeispiel des Stanzniets nach der Erfindung.Embodiment of the punch rivet according to the invention.
Die Fig. 1a und 1b zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit 10 bezeichneten Stanzniets nach der Erfindung, der in Fig. 2 im Längsschnitt und im gesetzten Zustand gezeigt ist, in welchem er zwei Bleche 12, 14 formschlüssig miteinander verbindet. Der Stanzniet 10 hat einen Schaft 16, mehrere an dem Schaft 16 übereinander angeformte Umfangsrippen 18 und ein Schaftende 20 zum Durchstanzen der miteinander zu verbindenden Bleche 12, 14. Die beiden axial äußersten Umfangsrippen sind unterschiedlich ausgebildet. Es handelt sich um eine Eintrittsrippe 22 und um eine Austrittsrippe 24, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird. Alle Umfangsrippen 18, die mit den Blechen in Eingriff gelangen, einschließlich der Austrittsrippe 24, haben denselben Außendurchmesser D.1a and 1b show a side view and plan view of a first embodiment of a punch rivet according to the invention, generally designated 10, which is shown in FIG. 2 in longitudinal section and in the set state, in which it connects two sheets 12, 14 to one another in a form-fitting manner , The punch rivet 10 has a shank 16, a plurality of circumferential ribs 18 formed one above the other on the shank 16 and a shank end 20 for punching through the sheets 12, 14 to be connected to one another. The two axially outermost circumferential ribs are designed differently. It is an entry rib 22 and an exit rib 24, which will be discussed in more detail below. All circumferential ribs 18 that engage the metal sheets, including the exit rib 24, have the same outer diameter D.
Entgegengesetzt zu dem Schaftende 20 ist der Stanzniet 10 mit einem Kopf 26 versehen. Der Kopf 26 ist im Durchmesser größer als der Außendurchmesser D der Umfangsrippen 18. Eine dem Schaft 16 zugewandte Unterseite 28 des Kopfes 26 ist eben ausgebildet, so dass eine ringförmige Planfläche zur Auflage auf dem Blech 12 vorhanden ist. Ein insgesamt mit 30 bezeichneter Nachbarbereich des Schaftendes 20 ist frei von Umfangsrippen 18 und im Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser D der Umfangsrippen 18. Der Nachbarbereich 30 weist einen zylindrischen Abschnitt 32 auf, der durch einen sich axial in Richtung zu dem Kopf 26 erweiternden konischen Abschnitt 34 in die sich umfangsmäßig erstreckende Eintrittsrippe 22 übergeht, deren Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser D der Umfangsrippen 18 ist, wie es in den Fig. 1 und 2 deutlich zu erkennen ist. Der Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt 32 und dem konischen Abschnitt 34 ist gerundet, wie es in den Figuren zu erkennen ist. Der zylindrische Abschnitt 32 hat einen Durchmesser, der kleiner ist als ein kleinster Durchmesser d des Schaftes 16 zwischen den Umfangsrillen 18. Die Eintrittsrippe 22 ist diejenige Rippe, die als erste in ein durch den zylindrischen Abschnitt 32 vorgestanztes Stanzloch eindringt, bevor anschließend die mit dem größeren Außendurchmesser D versehenen Umfangsrippen 18 in das Stanzloch eindringen. Den Schluß macht die Austrittsrippe 24, die als letzte sich umfangsmäßig erstreckende Rippe in das Stanzloch eindringt.In contrast to the shaft end 20, the punch rivet 10 is provided with a head 26. The head 26 is larger in diameter than the outer diameter D of the circumferential ribs 18. An underside 28 of the head 26 facing the shaft 16 is flat, so that there is an annular flat surface for bearing on the sheet metal 12. A neighboring region of the shaft end 20, designated as a whole by 30, is free of peripheral ribs 18 and smaller in diameter than the outer diameter D of the peripheral ribs 18. The adjacent region 30 has a cylindrical section 32 which, through a conical section 34 which widens axially in the direction of the head 26, merges into the circumferentially extending entry rib 22, the outside diameter of which is smaller than the outside diameter D of the circumferential ribs 18, as in FIGS 1 and 2 can be clearly seen. The transition between the cylindrical section 32 and the conical section 34 is rounded, as can be seen in the figures. The cylindrical section 32 has a diameter which is smaller than a smallest diameter d of the shaft 16 between the circumferential grooves 18. The entry rib 22 is the rib which first penetrates into a punched hole pre-punched through the cylindrical section 32 before subsequently being punched with the larger outer diameter D penetrate circumferential ribs 18 into the punched hole. The end is made by the exit rib 24, which is the last circumferentially extending rib to penetrate into the punched hole.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der zylindrische Abschnitt 32 in zu dem Kopf 26 entgegengesetzter Richtung bis zu dem Schaftende 20.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the cylindrical section 32 extends in the opposite direction to the head 26 up to the shaft end 20.
Die Fig. 3a und 3b zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit 10' bezeichneten Stanzniets nach der Erfindung, der sich von dem Stanzniet 10 lediglich dadurch unterscheidet, dass ein zylindrischer Abschnitt 32' eine geringere axiale Länge als der zylindrische Abschnitt 32 hat und dass der zylindrische Abschnitt 32' in zu dem Kopf 26 entgegengesetzter Richtung in eine konische Spitze 36 übergeht. Im übrigen stimmt das zweite Ausführungsbeispiel mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein. Bei dem Stanzniet 10 sind ebenso wie bei dem Stanzniet 10' die Umfangsrippen 18 bzw. 18' im Querschnitt dreieckförmig.3a and 3b show a side view and a top view of a second exemplary embodiment of a punch rivet according to the invention, denoted overall by 10 ', which differs from the punch rivet 10 only in that a cylindrical section 32' has a shorter axial length than the cylindrical section 32 and that the cylindrical portion 32 'merges into a conical tip 36 in the opposite direction to the head 26. Otherwise, the second embodiment corresponds to the first embodiment. In the punch rivet 10, like in the punch rivet 10 ', the peripheral ribs 18 and 18' are triangular in cross section.
Die Fig. 4a und 4b zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht als drittes Ausführungsbeispiel einen insgesamt mit 10" bezeichneten Stanzniet nach der Erfindung, der Umfangsrippen 18" hat, die im Querschnitt trapezförmig sind. Im übrigen stimmt das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 überein und braucht deshalb nicht näher beschrieben zu werden. Bei allen drei Ausführungsbeispielen sind zwischen den Umfangsrippen 18, 18' und 18" gebildete Umfangsrillen 38, 38' bzw. 38" im Querschnitt V-förmig. Ebenso geht bei allen drei Ausführungsbeispielen der Kopf 26, 26', 26" in die zylindrische Austrittsrippe 24, 24' bzw. 24" über, die denselben Außendurchmesser D, D' bzw. D" wie die Umfangsrippen 18, 18' bzw. 18" hat. Die Umfangsrippen 18, 18', 18" sind in einem sich an die Unterseite des Kopfes 26, 26', 26" anschließenden Bereich 40, 40' bzw. 40" gebildet, dessen axiale Länge halb so groß ist wie die Gesamtlänge des Schaftes 16, 16' bzw. 16". Die Gesamtlänge des Schaftes 16, 16', 16" beträgt das Drei- bis Vierfache der Gesamtdicke der miteinander zu verbindenden Bleche 12, 14. 4a and 4b show in side view and plan view, as a third embodiment, a punch rivet according to the invention, generally designated 10 ", which has circumferential ribs 18" which are trapezoidal in cross section. Otherwise, the exemplary embodiment according to FIG. 4 corresponds to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 and therefore need not be described in more detail. In all three exemplary embodiments, circumferential grooves 38, 38 'and 38 "formed between the circumferential ribs 18, 18' and 18" are V-shaped in cross section. Likewise, in all three exemplary embodiments, the head 26, 26 ', 26 "merges into the cylindrical outlet rib 24, 24' or 24", which has the same outer diameter D, D 'or D "as the circumferential ribs 18, 18' or 18 " Has. The peripheral ribs 18, 18 ', 18 "are formed in a region 40, 40' and 40" adjoining the underside of the head 26, 26 ', 26 ", the axial length of which is half the total length of the shaft 16 , 16 'or 16 ". The total length of the shank 16, 16 ', 16 "is three to four times the total thickness of the sheets 12, 14 to be joined together.

Claims

Gegenstand : StanznietPatentansprüche Subject: punch rivet patent claims
1. Stanzniet zum Miteinanderverbinden von Blechen, mit einem Schaft, mit mehreren an dem Schaft übereinander angeformten Umfangsrippen und mit einem Schaftende zum Durchstanzen der miteinander zu verbindenden Bleche, wobei zumindest alle mit den Blechen in Eingriff gelangenden Umfangsrippen denselben Außendurchmesser haben, wobei der Schaft entgegengesetzt zu dem Schaftende mit einem Kopf versehen ist, der im Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Umfangsrippen, und wobei ein Nachbarbereich des Schaftendes frei von Umfangsrippen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Schaft (16, 16', 16") zugewandte Unterseite (28) des Kopfes (26, 26', 26") eben ist und dass der Nachbarbereich (30) des Schaftendes (20) im Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser (D, D', D") der Umfangsrippen (18, 18', 18") ist.1. punch rivet for connecting sheets together, with a shank, with a plurality of circumferential ribs formed one above the other on the shank and with a shank end for punching through the sheets to be joined together, at least all circumferential ribs engaging with the sheets having the same outer diameter, the shank being opposite to the shaft end is provided with a head which is larger in diameter than the outer diameter of the circumferential ribs, and a neighboring region of the shaft end is free of circumferential ribs, characterized in that an underside facing the shaft (16, 16 ', 16 ") ( 28) of the head (26, 26 ', 26 ") is flat and that the neighboring region (30) of the shaft end (20) is smaller in diameter than the outer diameter (D, D', D") of the circumferential ribs (18, 18 ', 18 ").
2. Stanzniet nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbarbereich (30) einen zylindrischen Abschnitt (32, 32', 32") aufweist, der durch einen sich axial in Richtung zu dem Kopf (26, 26', 26") erweiternden konischen Abschnitt (34, 34', 34") in eine sich umfangsmäßig erstreckende Eintrittsrippe (22, 22', 22") übergeht, deren Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser (D, D', D") der Umfangsrippen (18, 18', 18") ist.2. self-piercing rivet according to claim 1, characterized in that the adjacent region (30) has a cylindrical section (32, 32 ', 32 ") which is widened by an axially towards the head (26, 26', 26") conical section (34, 34 ', 34 ") merges into a circumferentially extending entry rib (22, 22', 22"), the outside diameter of which is smaller than the outside diameter (D, D ', D ") of the peripheral ribs (18, 18') , 18 ").
3. Stanzniet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Abschnttes (32, 32', 32") kleiner ist als ein kleinster Durchmesser (d) des Schaftes (16, 16', 16") zwischen Umfangsrillen (38, 38', 38"), die zwischen den Rippen (18, 18', 18", 22, 22', 22", 24, 24', 24") gebildet sind. 3. punch rivet according to claim 2, characterized in that the diameter of the cylindrical section (32, 32 ', 32 ") is smaller than a smallest diameter (d) of the shank (16, 16', 16") between circumferential grooves (38, 38 ', 38 ") formed between the ribs (18, 18', 18", 22, 22 ', 22 ", 24, 24', 24").
4. Stanzniet nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zylindrische Abschnitt (32, 32") in zu dem Kopf (26, 26") entgegengesetzter Richtung bis zu dem Schaftende (20, 20") erstreckt.4. self-piercing rivet according to claim 2 or 3, characterized in that the cylindrical portion (32, 32 ") in the opposite direction to the head (26, 26") extends to the shaft end (20, 20 ").
5. Stanzniet nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (32') in zu dem Kopf (26') entgegengesetzter Richtung in eine konische Spitze (36) übergeht.5. punch rivet according to claim 3 or 4, characterized in that the cylindrical portion (32 ') in the opposite direction to the head (26') merges into a conical tip (36).
6. Stanzniet nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrippen (18, 18') im Querschnitt dreieckförmig sind.6. punch rivet according to one of claims 3 to 5, characterized in that the peripheral ribs (18, 18 ') are triangular in cross section.
7. Stanzniet nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrippen (18") im Querschnitt trapezförmig sind.7. punch rivet according to one of claims 3 to 5, characterized in that the peripheral ribs (18 ") are trapezoidal in cross section.
8. Stanzniet nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Umfangsrippen (18, 18', 18") gebildeten Umfangsrillen (38, 38', 38") im Querschnitt V-förmig sind.8. self-piercing rivet according to one of claims 3 to 7, characterized in that the circumferential grooves (38, 38 ', 38 ") formed between the circumferential ribs (18, 18', 18") are V-shaped in cross section.
9. Stanzniet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (26, 26', 26") an seiner Unterseite (28) in eine zylindrische Austrittsrippe (24, 24', 24") übergeht, die denselben Außendurchmesser (D) wie die Umfangsrippen (18, 18', 18") hat.9. punch rivet according to one of claims 1 to 8, characterized in that the head (26, 26 ', 26 ") merges on its underside (28) into a cylindrical outlet rib (24, 24', 24") which has the same outer diameter (D) as the peripheral ribs (18, 18 ', 18 ").
10. Stanzniet nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrippen (18, 18', 18") in einem sich an die Unterseite (28) des Kopfes (26, 26', 26") anschließenden Bereich gebildet sind, dessen axiale Länge halb so groß ist wie die Gesamtlänge des Schaftes (16, 16', 16").10. Self-piercing rivet according to one of claims 1 to 9, characterized in that the peripheral ribs (18, 18 ', 18 ") are formed in a region adjoining the underside (28) of the head (26, 26', 26") , whose axial length is half the total length of the shaft (16, 16 ', 16 ").
11. Stanzniet nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge des Schaftes (16, 16', 16") das Drei- bis Vierfache der Gesamtdicke von miteinander zu verbindenden Blechen (12, 14) beträgt. 11. self-piercing rivet according to claim 10, characterized in that the total length of the shaft (16, 16 ', 16 ") is three to four times the total thickness of sheets (12, 14) to be joined together.
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