EP1871553B1

EP1871553B1 - Verfahren zur herstellung von hohlkörperelementen, hohlkörperelement, zusammenbauteil, folgeverbundwerkzeug zum herstellen von hohlkörperelementen sowie walzwerk

Info

Publication number: EP1871553B1
Application number: EP06753856.1A
Authority: EP
Inventors: Jiri Babej; Richard Humpert; Michael Vieth
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2026-05-24
Also published as: CN101947631A; JP5706854B2; CN102554110A; MX2007014684A; JP2008542028A; BRPI0609931A2; US20120148370A1; US8123446B2; EP1871553A1; CA2864261A1; CA2864261C; CN101954440B; CN101947631B; US8434985B2; CA2609689A1; JP5208731B2; US8398348B2; CN101198426A; KR20080015879A; RU2414985C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Herstellung von Hohlkörperelementen, wie Mutterelemente, zur Anbringung an üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteilen, insbesondere zur Herstellung von Hohlkörperelementen mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss, durch Ablängung einzelner Elemente von einem in Form einer Profilstange oder eines Wickels vorliegenden Profil nach vorheriger Stanzung von Löchern in das Profil, gegebenenfalls mit anschließender Ausbildung eines Gewindezylinders unter Anwendung eines Folgeverbundwerkzeugs mit mehreren Arbeitsstationen, in denen jeweilige Bearbeitungen durchgeführt werden. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Hohlkörperelemente gemäß Oberbegriff des Anspruchs 22, die nach dem Verfahren hergestellt werden, Zusammenbauteile, die aus einem Hohlkörperelement und einem Blechteil bestehen sowie Folgeverbundwerkzeuge zum Durchführen des Verfahrens und Walzwerke, die in Kombination mit den Folgeverbundwerkzeugen benutzt werden können.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie entsprechende Hohlkörperelemente und Zusammenbauteile sind beispielsweise in der WO-A-2005/09930 (Anmeldung PCT/EP2005/003893 vom 13 April 2005 ) bekannt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass Hohlkörperelemente, insbesondere rechteckige Mutterelemente, preisgünstig hergestellt werden können, ohne die verwendeten Werkzeuge so zu belasten, dass sie frühzeitig versagen. Ferner sollten die so hergestellten Hohlkörperelemente ausgezeichnete mechanische Eigenschaften haben, beispielsweise eine hohe Ausziehkraft, eine ausgezeichnete Verdrehsicherheit und darüber hinaus eine herabgesetzte Kerbwirkung zeigen, so dass die Ermüdungseigenschaften von Zusammenbauteilen, bestehend aus einem üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteil und an diesem angebrachte Hohlkörperelemente, auch unter dynamischen Lasten verbessert werden. Weiterhin sollen die Hohlkörperelemente äußerst preisgünstig herstellbar sein. Darüber hinaus soll eine besonders vorteilhafte Auslegung eines bei der Herstellung der Hohlkörperelemente verwendeten Folgeverbundwerkzeugs sowie eines zum Zwecke der Herstellung von Hohlkörperelementen einsetzbaren Walzwerks erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch ein Hohlkörperelement gemäß Anspruch 22, durch ein Zusammenbauteil gemäß Anspruch 35, durch ein Folgeverbundwerkzeug gemäß Anspruch 39 und durch ein Walzwerk gemäß Anspruch 42 gelöst, wobei die jeweiligen Unteransprüche bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist das verwendete Profil somit einen rechteckigen Querschnitt auf und ist daher preisgünstig herzustellen. Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren gelingt es, Hohlkörperelemente herzustellen, ohne dass die verwendeten Werkzeuge einem hohen Verschleiß unterliegen und ohne dass die verwendeten Stempel vorzeitig versagen. Ferner ist das Problem der Längung des Profilstreifens im Folgeverbundwerkzeug höchstwirksam dadurch überwunden worden, dass je nach der Auslegung des einlaufenden Profilstreifens nur eine Umformstation bzw. höchstens zwei Umformstationen im Folgeverbundwerkzeug notwendig sind bzw. dass erfindungsgemäß eine Station zur Ausbildung einer Hinterschneidung am Pilotteil des Hohlkörperelements im Vergleich zu der eingangs genannten WO-A- 2005/099930 (Anmeldung PCT/EP2005/003893 ) nicht mehr erforderlich ist.
Beibehalten wird aber der Vorteil der erfindungsgemäßen WO-A- 2005/099930 ( PCT/EP2005/003893 ), wonach die Herstellung in Arbeitsschritten erfolgt, bei denen für ein Profil immer zwei Bearbeitungen in einer Station durchgeführt werden. Dies führt dazu, dass die Produktivität der Herstellungsanlage verdoppelt wird, ohne dass der Aufwand für die Herstellung des Folgeverbundwerkzeugs in einem Ausmaß steigt, das nicht mehr vertretbar wäre. Zwar wird durch die Verdopplung von Arbeitselementen ein gewisser Mehraufwand erforderlich, dieser lässt sich aber über entsprechende Fertigungszahlen ohne weiteres relativ früh amortisieren.
Es ist zwar möglich, in einem Folgeverbundwerkzeug mehrere Profile parallel zu bearbeiten, dies ist allerdings nicht unbedingt vorzuziehen, da bei auftretenden Problemen mit einem Profil bzw. mit der Bearbeitung eines Profils, das gesamte Folgeverbundwerkzeug bis zur Behebung der Störung angehalten werden muss, wodurch erhebliche Produktionseinbußen entstehen könnten. Nichtsdestotrotz könnte die vorliegende Erfindung unter Anwendung eines Folgeverbundwerkzeugs realisiert werden, das mehrere Profile gleichzeitig bearbeitet.
Besonders bevorzugte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäßen Hohlkörperelemente, der erfindungsgemäßen Zusammenbauteile sowie des erfindungsgemäßen Folgeverbundwerkzeugs lassen sich den weiteren Patentansprüchen entnehmen.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäβen Hohlkörperelemente sowie des erfindungsgemäß verwendeten Folgeverbundwerkzeug lassen sich den Figuren und der anschließenden Figurenbeschreibung entnehmen.
Die Figuren zeigen in den Fig. 1 bis 12 die gleichen Figuren , die in der WO -A-2005/099930 ( PCT/EP2005/003893 ) gezeigt sind, die für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung, die auf der bestehenden Erfindung aufbaut, nützlich sind sowie Fig. 13 bis 27, die die vorliegende Erfindung genauer erklären. Konkret zeigen:

Fig. 1: eine Ausführung eines Profils, das in einem Folgeverbundwerkzeug entsprechend der Figur 2 verarbeitet wird, wobei die
Fig. 2: eine in Bewegungsrichtung des Profils geschnittene Darstellung eines Folgeverbundwerkzeugs wiedergibt,
Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung des Folgeverbundwerkzeugs der Fig. 2 im Bereich der Arbeitsstationen,
Fig. 4A-4E: eine Darstellung der einzelnen Schritte der Herstellung eines Hohlkörperelements unter Anwendung des Verfahrens und des Folgeverbundwerkzeugs der Fig. 2 und 3,
Fig. 5A-5N: verschiedene Darstellungen des fertig gestellten Hohlkörperelements der Fig. 4A-4E, wobei Fig. 5A eine perspektivische Darstellung des Hohlkörperelements von unten zeigt, Fig. 5B eine Draufsicht auf das Hohlkörperelement von oben, Fig. 5C eine Schnittzeichnung entsprechend der Schnittebene C-C bzw. C'-C' der Fig. 5B und Fig. 5D eine vergrößerte Darstel lung des Bereichs D der Fig. 5C, die weitere Figuren 5E-5I zeigen eine ideale Variante des Hohlkörperelements der Fig. 5A-5D, und zwar ausgelegt für dickere Blechteile, während die Fig. SJ-5N eine weitere ideale Variante zeigen, die zur Anwendung mit dünneren Blechteilen ausgelegt ist,
Fig. 6A-6E: Darstellungen eines weiteren Hohlkörperelements, das eine leichte Abwandlung des Hohlkörperelements gemäß Fig. 5A-5D darstellt, wobei Fig. 6A eine Draufsicht auf das Hohlkörperelement von oben zeigt, Fig. 6B eine Schnittzeichnung entlang der Schnittebene B-B der Fig. 6A, Fig. 6C eine Schnittzeichnung entsprechend der Schnittebene C-C der Fig. 6A wiedergibt und Fig. 6D und 6E perspektivische Darstellungen des Funktionselements von oben und unten sind,
Fig. 7A-7B: die Anbringung des Hohlkörperelements an einem dünnen Blechteil bzw. einem dickeren Blechteil,
Fig. 8A-8D: Darstellungen einer weiteren Ausführungsvariante eines Hohlkörperelements mit Verdrehsicherungsmerkmalen in Form von sich radial erstreckenden Rippen, die die Ringvertiefung überbrücken, wobei die Fig. 8A eine Ansicht auf das Hohlkörperelement von unten, die Fig. 8B und 8C Schnittzeichnungen entsprechend der horizontalen Schnittebene B-B bzw. der senkrechten Schnittebene C-C der Fig. 8A und die Fig.8D eine perspektivische Zeichnung ist bzw. sind,
Fig. 9A-9D: Darstellungen entsprechend den Fig. 8A-8D, jedoch von einer Ausführungsform mit schräg gestellten Verdrehsicherungsrippen, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung an der Hinterschneidung des Stanzabschnitts entlang erstrecken,
Fig. 10A-10D: Darstellungen entsprechend den Fig. 8A-8D, jedoch von einer Ausführungsform mit abgewinkelten Verdrehsicherungsrippen, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung an der Hinterschneidung des Stanzabschnitts entlang erstrecken,
Fig. 11A-11D: Darstellungen entsprechend den Fig. 8A-8D, jedoch von einer Ausführungsform mit Verdrehsicherungsmerkmalen, die durch Nuten bzw. Vertiefungen gebildet sind,
Fig. 12A-12D: Darstellungen entsprechend den Fig. 8A-8D, jedoch von einer Ausführungsform mit einer in Draufsicht polygonalen Ringform, im konkreten Fall einer quadratischen Form,
Fig. 13A-13D: Darstellungen eines erfindungsgemäßen Hohlkörperelements, das eine Abwandlung des Hohlkörperelements gemäß Fig. 5A-5D darstellt, wobei die Fig. 13A eine Ansicht von unten auf das freie Stirnende des Hohlkörperelements zeigt, die Fig. 13B eine Schnittzeichnung entsprechend der Schnittebene X111B-X111B der Fig. 13A zeigt, die Fig 13C eine vergrößerte Darstellung des Bereiches X111C der Fig. 13B ist und die Fig. 13D das Hohlkörperelement in einer perspektivischen Darstellung wiedergibt,
Fig. 14A-14D: die Anbringung des erfindungsgemäßen Hohlkörperelements durch einen Nietvorgang an ein vorgelochtes Blechteil,
Fig. 15: einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Folgeverbundwerkzeug, das ähnlich dem Folgeverbundwerk zeug der Fig. 3 ist,
Fig. 16: eine vergrößerte Darstellung des mittleren Bereichs des Folgeverbundwerkzeugs der Fig. 15,
Fig. 17: einen Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Folgeverbundwerkzeug, das ähnlich dem Folgeverbundwerkzeug der Fig. 15 ist,
Fig. 18: eine vergrößerte Darstellung des mittleren Bereichs des Folgeverbundwerkzeugs der Fig. 17,
Fig. 19A-19C: eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Walzwerks,
Fig. 20A-20C: eine schematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Walzwerks,
Fig. 21A-21C: eine schematische Darstellung eines dritten erfindungsgemäßen Walzwerks;
Fig. 22A-22D: Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Hohlkörperelements, wobei die Fig. 22A eine Ansicht von unten, die Fig. 22B eine Schnittzeichnung entsprechend der Schnittebene XXIIB-XXIIB der Fig. 22A, die Fig. 22C eine Schnittzeichnung entsprechend der Schnittebene XXIIC-XXIIC der Fig. 22A und die Fig. 22D eine perspektivische Ansicht darstellt,
Fig. 23A-23D: Ansichten zur Erläuterung der Anbringung des Elements der Fig. 22A-22D an ein relativ dünnes Blechteil (Fig. 23A),
Fig. 24A-24D: Ansichten entsprechend den Fig. 23A-23D, jedoch zur Erläuterung der Anbringung des Elements an ein relativ dickes Blechteil (Fig. 24A),
Fig. 25A-25F: eine Zeichnungsreihe zur Erläuterung der Herstellung des erfindungsgemäßen Elements gemäß Fig. 22A-22D,
Fig. 26: eine in Längsrichtung des Profilstreifens geschnittene Seitenansicht eines Folgeverbundwerkzeugs zur Herstellung des Elements gemäß Fig. 22A-22D und
Fig. 27: eine vergrößerte Darstellung des mittleren Bereichs des Folgeverbundwerkzeugs der Fig. 26.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines länglichen Profils 1 mit einem rechteckigen Querschnitt, einer ersten Breitseite 2, einer zweiten Breitseite 3 und zwei Schmalseiten 7, 8. Die Längskanten 9 des Profils können wie gezeigt gerundet sein. Sie können aber auch eine andere Form haben, beispielsweise eine Fase oder eine rechtwinklige Form. Das Profil wird in einem Folgeverbundwerkzeug bearbeitet, um Hohlelemente, beispielsweise Mutterelemente mit im Wesentlichen rechteckiger oder quadratischer Form, herzustellen. Wenn die Hohlelemente als Mutterelemente realisiert werden sollen, muss ein Gewinde in das Loch des Hohlkörperelements eingeschnitten bzw. hergestellt werden. Dies erfolgt üblicherweise außerhalb des Folgeverbundwerkzeugs in einer gesonderten Maschine. Ferner besteht die Möglichkeit, das Gewinde erst nach Anbringung des Hohlkörperelements an ein Blechteil herzustellen, beispielsweise mittels einer Gewinde formenden oder Gewinde schneidenden Schraube. Ferner ist es nicht notwendig, ein Gewinde im Hohlkörperelement vorzusehen, sondern die Lochung des Hohlkörperelements könnte als glatte Bohrung zur drehbaren Lagerung einer Welle oder als Steckaufnahme zur Aufnahme eines Steckstifts dienen.
Ein erstes Folgeverbundwerkzeug 10, das zur Herstellung von Hohlkörperelementen aus dem Profil 21 der Fig. 1 oder einem ähnlichen Profil dient, ist in Fig. 2 im Längsschnitt gezeigt, wobei der Längsschnitt durch die Mitte des Profils vorgenommen ist.
Man sieht aus Fig. 2 eine untere Platte 12, die üblicherweise an einem Pressentisch befestigt wird, entweder direkt oder indirekt über einer nicht gezeigten Zwischenplatte. Die untere Platte 12 trägt mehrere Säulen 14, vier in diesem Beispiel, von denen zwei ersichtlich sind, nämlich die zwei Säulen, die hinter der Schnittebene liegen. Oberhalb der Säulen befindet sich eine weitere Platte 16, die üblicherweise an der oberen Werkzeugplatte der Presse oder an einer Zwischenplatte der Presse befestigt ist. An der Platte 16 sind Führungen 18 angeschraubt (beispielsweise mittels Schrauben, die hier nicht dargestellt sind), wobei die Führungen 18 ausgelegt sind, um entsprechend der Hubbewegung der Presse auf und ab an den Säulen 14 zu gleiten. Das Profil 1 wird in Pfeilrichtung 20 bei jedem Hub der Presse vorgeschoben, und zwar um einen Betrag, der die doppelte Längsabmessung L der einzelnen aus dem Profil hergestellten Hohlkörperelemente beträgt. Man merkt, dass in der Darstellung gemäß Fig. 2 und 3 das Profil 1 mit der zweiten Breitseite 3 nach oben gerichtet durch das Folgeverbundwerkzeug geführt wird. Wie aus der vergrößerten Darstellung des mittleren Bereichs des Folgeverbundwerkzeugs aus der Fig. 3 ersichtlich ist, umfasst das Folgeverbundwerkzeug in diesem Beispiel vier Arbeitsstationen A, B, C, D, in denen jeweils zwei Bearbeitungen bei jedem Hub der Presse gleichzeitig vorgenommen werden.
In der ersten Station A wird als erster Schritt a) ein so genannter Durchsetzvorgang durchgeführt.
In der zweiten Arbeitsstation B wird in einem zweiten Schritt b) ein Lochvorgang und in der dritten Arbeitsstation C in einem dritten Schritt c) ein Quetsch- bzw. Abflachvorgang durchgeführt. Schließlich wird in der vierten Arbeitsstation D ein Abschlagstempel 22 verwendet, um zwei Hohlkörperelemente bei jedem Hub der Presse vom Profil 1 abzutrennen. Dabei schneidet die rechte Seite des Stempels das Profil an einer Trennstelle durch, die sich hinter dem ersten Hohlkörperelement, d.h. dem Hohlkörperelement 21 in Fig. 3 befindet sowie an einer Trennstelle hinter dem zweiten Hohlkörperelement 21'. Das Folgeverbundwerkzeug ist in den Fig. 2 und 3 in der geschlossenen Stellung gezeigt, in der die zwei Hohlkörperelemente 21 und 21' gerade vom Profil 1 abgetrennt wurden. Kurz vor dem Abschlagvorgang berührt die vordere Seite des Mutterelements 21 die Schrägfläche 24 der rechtwinkligen Nocke 27, die von einer Schraubendruckfeder 26 nach unten gedrückt wird. Der Vorschub des Profilstreifens drückt daher über die schräg gestellte Fläche der Nocke 24 diese nach oben, wodurch die Feder 26 komprimiert wird. Nach erfolgter Abtrennung des ersten Hohlkörperelements 21 drückt die Nocke 24 auf der rechten Seite des Mutterelements 21 und kippt dieses in die geneigte Stellung, die auf der rechten Seite der Fig. 3 ersichtlich ist. Das Mutterelement 21 fällt dann auf eine Rutsche aus dem Arbeitsbereich des Folgeverbundwerkzeugs und kann beispielsweise in der Position gemäß Fig. 2 dann seitlich aus dem Folgeverbundwerkzeug herausgeführt werden, beispielsweise über seine seitliche Rutsche unter der Einwirkung von Schwerkraft oder mit einem Druckluftstoß usw.
Das zweite Hohlkörperelement 21' fällt durch ein Loch 28 in der Abschlagmatrize 30 und anschließend durch entsprechende Bohrungen 32, 34, 36 und 38 hindurch, die in Platten 40, 42, 44 und 12 ausgebildet sind.
Die Bohrungen bzw. das Loch 38 in der Platte 12 können mit einer weiteren Bohrung (nicht gezeigt) im Pressentisch oder in einer etwaig vorgesehenen Zwischenplatte zwischen der Platte 12 und dem Pressentisch fluchten, die die Herausführung der Mutterelemente wie 21' ermöglicht, beispielsweise unter der Einwirkung der Schwerkraft oder über eine seitliche Rutsche oder unter Anwendung eines Druckluftstoßes.
Bei der konkreten, in Fig. 3 gezeigten Konstruktion, ist die Platte 44 über nicht dargestellte Schrauben mit der Platte 12 verschraubt. Die Platte 42 besteht aus mehreren Plattenabschnitten, die den jeweiligen Arbeitsstationen zugeordnet sind, die über weitere, nicht dargestellte Schrauben (da außerhalb der Ebene der Schnittdarstellung angeordnet) mit der durchgehenden Platte 44 verschraubt sind. Die durchgehende Platte 40 ist ebenfalls mit den Abschnitten der Platte 42 verschraubt, und zwar auch hier mittels nicht dargestellter Schrauben. Oberhalb der durchgehenden Platte 40 befinden sich wiederum Plattenabschnitte 50, 52, 54, 56, 58 und 60, die wiederum mit der Platte 40 verschraubt sind. Die Platte 50 ist eine Abstützplatte, die eine untere Führung für das Profil 1 bildet, genauer gesagt für die erste Breitseite 2 des Profils 1, die in dieser Darstellung die Unterseite bildet. Die Plattenabschnitte 52, 54 und 56 sind den Arbeitsstationen A, B und C zugeordnet, während die Plattenabschnitte 58 und 60, die eine Aufnahme für die Abschlagmatrize 30 bilden, der Arbeitsstation D zugeordnet sind.
An mehreren Stellen zwischen der durchgehenden Platte 44 und den Plattenabschnitten 50, 52, 54, 56, 58 und 60 befinden sich kräftige Schraubendruckfedern 62, von denen nur die eine Feder in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, da die anderen außerhalb der Schnittebene angeordnet sind. Diese Federn, wie 62, haben die Funktion, beim Öffnen der Presse die Plattenabschnitte 50 bis 60 anzuheben, wodurch auch der Profilstreifen 1 angehoben wird und hierdurch aus dem Arbeitsbereich der Durchsetzstempel 64, 66 gelangt, wodurch das Profil um den doppelten Betrag der Länge L der Hohlkörperelemente 21 weiter vorgeschoben werden kann.
Die Trennebene des Folgeverbundwerkzeugs befindet sich oberhalb des Profils 1 und ist mit T in Fig. 3 bezeichnet.
Oberhalb des Profilstreifens befinden sich wiederum Plattenabschnitte 72, 74, 76, 78 und 80, die mit einer durchgehenden Platte 82 verschraubt sind - auch hier über nicht dargestellte Schrauben. Ferner ist die Platte 82 mit der oberen Platte 16 verschraubt.
Bei Öffnung der Presse werden somit die Platten 72, 74, 76, 78 und 80 mit der Platte 22 und der oberen Platte 16 angehoben, und zwar so weit, dass die zwei Lochstempel 84, 86 und die zwei oberen Abflachstempel 88 und 90, wie auch die Matrizen 92 und 94, die mit den Durchsetzstempel 64, 66 zusammenarbeiten und auch der Abschlagstempel 22 außer Eingriff mit dem Profilstreifen 1 gelangen. Durch diese Bewegung, gekoppelt mit der Anhebung des Profilstreifens durch die Feder 62, wird es ermöglicht, dass der Profilstreifen 1 um die doppelte Längenabmessung der Hohlkörperelemente 21 weiter geschoben werden kann in Vorbereitung für den nächsten Hub der Presse.
Man sieht, dass die Arbeitsstationen A und B eine Längenabmessung, d.h. in Bewegungsrichtung 20 des Profilstreifens 1, aufweisen, die der vierfachen Längenabmessung eines Hohlkörperelements 21 entspricht. Die Arbeitsstation C hat eine Längenabmessung, die der dreifachen Längenabmessung eines Hohlkörperelementes 21 entspricht, während die Arbeitsstation D eine Längenabmessung aufweist, die ein mehrfaches der Längenabmessung des Hohlkörperelements 21, in diesem Beispiel das sechsfache, aufweist. Dies bedeutet, dass so genannte leere Stellen wie 98 vorhanden sind, an denen keine Bearbeitung des Profilstreifens 1 stattfindet. Diese leeren Stellen schaffen aber Platz, der notwendig ist, um die einzelnen Bestandteile der verwendeten Werkzeuge ausreichend stabil auszubilden und abzustützen.
Ferner sieht man aus Fig. 3, dass die Lochmatrizen 100, 102, die mit den Lochstempeln 84, 86 zusammen arbeiten, eine mittlere Bohrung 104 bzw. 106 aufweisen, die mit weiteren Bohrungen 108, 110 in Einsatzhülsen 112, 114 ausgerichtete sind, die es ermöglichen, die Stanzbutzen 116, 118 zu entsorgen. Diese fallen nämlich durch die Bohrung 108, 114, die im Durchmesser größer sind als die Bohrung 104, 106 und durch die weiteren Bohrungen 120, 122 in der Platte 12 nach unten und können über entsprechende Passagen im Pressentisch oder in einer etwaig vorgesehenen Zwischenplatte in der gleichen Art und Weise wie die Mutterelemente 21' entsorgt bzw. abgeführt werden.
Obwohl hier nicht gezeigt, befinden sich links und rechts des Profilstreifens 1, d.h. hinter der Ebene der Zeichnung und vor der Ebene der Zeichnung der Fig. 3, Führungselemente, die beispielsweise durch Wangen der Platten 50, 52, 54, 56 und 58 gebildet sein können, die dafür sorgen, dass der Profilstreifen der gewünschten Bewegungsbahn durch das Folgeverbundwerkzeug folgt. Es kann ein geringfügiger seitlicher Freiraum vorgesehen werden, der eine etwaige Ausdehnung des Profilstreifens in Querrichtung zulässt.
Die konstruktiven Einzelheiten der Durchsetzstempel 64, 66, der damit zusammen arbeitenden Matrizen 92, 94, der Lochstempel 84, 86 der damit zusammen wirkenden Matrizen 100, 102 und der Abflachstempel 88, 90 gehen aus den Zeichnungen der Fig. 2 und 3 hervor und werden im Übrigen genauer in den nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.
Mittels der Folgeverbundwerkzeuge der Fig. 2, 3 wird ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörperelementen, wie Mutterelemente, zur Anbringung an üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteilen realisiert. Das Verfahren dient der Herstellung von Hohlkörperelementen 21, 21', beispielsweise mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss, durch Ablängung einzelner Elemente von einem in Form einer Profilstange oder eines Wickels vorliegenden Profil 1 nach vorheriger Stanzung von Löchern 23 in das Profil 1, gegebenenfalls mit anschließender Ausbildung eines Gewindezylinders unter Anwendung eines Folgeverbundwerkzeugs mit mehreren Arbeitsstationen A, B, C, D, in denen jeweilige Bearbeitungen durchgeführt werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in jeder Arbeitsstation A, B, C, D für das Profil 1 bzw. für mehrere nebeneinander angeordnete Profile jeweils zwei Bearbeitungen für jeden Hub des Folgeverbundwerkzeugs gleichzeitig durchgeführt werden. D.h., es ist grundsätzlich möglich, mehrere Profile 1 nebeneinander und zeitgleich im gleichen Folgeverbundwerkzeug zu bearbeiten, vorausgesetzt, die entsprechende Anzahl von einzelnen Werkzeugen, wie Durchsetzstempel, Lochstempel und die zugeordneten Matrizen, ist vorhanden.
In der letzten Arbeitsstation werden mittels eines Abschlagstempels 22 von dem bzw. von jedem Profil 1 jeweils zwei Hohlkörperelemente 21, 21' abgetrennt.
Der Abschlagstempel 22 durchtrennt das Profil an einer ersten Stelle hinter einem ersten Hohlkörperelement 21 und an einer zweiten Stelle hinter einem zweiten Hohlkörperelement 21', wobei das zweite Hohlkörperelement 21' in Richtung der Bewegung des Abschlagstempels quer zur Längsrichtung des Profils 1 aus der Bewegungsbahn des Profils herausgeführt wird. Das erste Hohlkörperelement 21 wird in der Abschlagstation des Folgeverbundwerkzeugs zumindest vorerst im Allgemeinen in Richtung der Bewegungsbahn des Profils herausgeführt.
Jede Arbeitsstation des Folgeverbundwerkzeugs weist eine Länge in Laufrichtung des Profils auf, die dem Dreifachen oder dem Vierfachen oder dem Mehrfachen der Längsabmessung eines fertigen Hohlkörperelements 21, 21' entspricht.
Bei der gezeigten Ausführung des Folgeverbundwerkzeugs wird eine gefederte Nocke 27 mit einer zur Bewegungsbahn des Profils schräggestellten Nockenfläche 24 von der vorderen Kante des vorderen Endes des Profils am Ausgangsende der letzten Arbeitsstation entgegen der Kraft einer Federeinrichtung 26 vorgespannt. Nach Abtrennung des am vorderen Ende des Profils ausgebildeten Hohlkörperelements 21 wird dieses von der gefederten Nocke nach unten gekippt, um die Entfernung aus dem Folgeverbundwerkzeug zu erleichtern.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 und 3 arbeiten die unteren Stempel 64, 66 zur Durchführung des Durchsetzvorgangs und die Lochstempel 84, 86 zur Durchführung des Lochvorgangs von entgegengesetzten Seiten des Profils 1 auf diesem. Bei der Durchführung des Abflachvorgangs wird mit jeweiligen Abflachstempeln 88, 90 von oben auf den Profilstreifen 1 eingewirkt, während der Streifen im Bereich der Lochung von einem Plattenabschnitt 56 abgestützt wird. Stattdessen wäre es auch möglich, Abstützdorne am Plattenabschnitt 56 an den Stellen der Löcher im Profilstreifen anzuordnen, falls es notwendig erscheint, das Profilmaterial in diesem Bereich während des Abflachvorgangs abzustützen, beispielsweise um eine scharfkantigere Ausbildung der Stirnseite des hohlen Stanzabschnitts zu erreichen.
Es werden nun einige Beispiele angegeben, die die Herstellung von bestimmten Hohlkörperelementen beschreiben.
Bezug nehmend auf die Fig. 4A - 4E und die Fig. 5A -5D wird nunmehr das bisher beschriebene Verfahren zum Herstellen von Hohlkörperelementen, wie Mutterelemente, beschrieben, die zur Anbringung an üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteilen ausgelegt sind. Insbesondere geht es hier um ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörperelementen 200 mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss 202 durch Ablängung einzelner Elemente von einem in Form einer Profilstange (1, Fig. 1) oder eines Wickels vorliegenden Profils nach vorheriger Stanzung von Löchern 204 in das Profil, gegebenenfalls mit anschließender Ausbildung eines Gewindezylinders 206 unter Anwendung eines Folgeverbundwerkzeugs (Fig. 2, Fig. 3) mit mehreren Arbeitsstationen A, B, C und D, in denen jeweilige Bearbeitungen durchgeführt werden. Das Verfahren wird durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:

a) In einem ersten Schritt, ausgehend von einem im Querschnitt rechteckigem Profil 1, Fig. 4A), wird ein Durchsetzvorgang unter Anwendung der Durchsetzmatrizen 92, 94, die von oben kommen, und der Durchsetzstempel 64, 66 durchgeführt. Der Durchsetzvorgang führt zu einer zylindrischen Vertiefung 208 an einer ersten Breitseite 2 des Profils 1 und einem hohlzylindrischen Vorsprung 210 an einer zweiten, der ersten Breitseite 2 gegenüber liegenden Breitseite 3 des Profils, der von einer ringförmigen Vertiefung 212 umgeben ist, die in Fig. 4B gezeigt ist. Der Profilstreifen 1 wird beim Schließen der Presse bzw. des Folgeverbundwerkzeugs auf die oberhalb des Plattenabschnitts 52 hervorstehenden Enden der Durchsetzstempel 64 und 66 gedrückt. Die hervorstehenden Enden der Durchsetzstempel haben eine zu der Form der zylindrischen Vertiefung 208, die in Fig. 4B gezeigt ist komplementäre Form. In ähnlicher Weise haben die Stirnenden der mit dem Durchsetzstempel zusammen arbeitenden Matrizen 92, 94 eine zu der des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 und der diese umgebenden Ringvertiefung 212 gemäß Fig. 4B komplementäre Form.
b) In einem zweiten Schritt wird ein zwischen dem Boden 214 der zylindrischen Vertiefung 208 und dem Boden 216 des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 verbleibender Steg 218 beim Schließen der Presse bzw. des Folgeverbundwerkzeugs 10 mittels der Lochstempel 88, 90 zur Ausbildung des durchgehenden Loches 204 (Fig. 4C) durchlocht. Die Stanzbutzen werden wie erwähnt über die Bohrungen 104, 106 bzw. 108, 110 entsorgt.
c) In einem dritten Schritt wird der hohlzylindrische Vorsprung 210 an seinem freien Stirnende 220 zur Ausbildung eines auf der Außenseite hinterschnittenen Stanzabschnitts 222 abgeflacht, wodurch die Stirnfläche 224 in Fig. 4D ausgebildet wird, die in einer Ebene parallel zu den Breitseiten 2 und 3 und senkrecht zur mittleren Längsachse 226 des Lochs 204 steht. Danach können die Hohlkörperelemente in der Arbeitsstation D vom Profil abgetrennt und anschließend gegebenenfalls mit Gewinde 206 versehen werden, wie in Fig. 4E bzw. in der dazu identischen Fig. 5C gezeigt.

Der dritte Schritt könnte gegebenenfalls mit dem Schritt b) kombiniert werden.
Beim Durchsetzvorgang des Schrittes a) werden der Durchmesser der zylindrischen Vertiefung und der innere Durchmesser des hohlzylindrischen Vorsprungs zumindest im Wesentlichen gleich ausgeführt.
Ferner wird vorzugsweise beim Durchsetzvorgang des Schrittes a) oder beim Lochvorgang des Schritts b) oder beim Abflachvorgang des Schritts c) die Mündung 229 der zylindrischen Vertiefung 208 an der ersten Breitseite 2 des Profils mit einer gerundeten oder angefasten Einlaufkante 230 ausgeführt, die bei Verwendung des Elements den Gewindeauslauf bildet.
Beim Durchsetzvorgang des Schrittes a) oder beim Lochvorgang des Schrittes b) oder beim Abflachvorgang des Schrittes c) wird vorzugsweise auch die Mündung 232 des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 an ihrem freien Ende mit einer gerundeten oder angefasten Auslaufkante 234 versehen, die beim fertig gestellten Element den Gewindeeinlauf bildet.
Bei der Durchlochung des Steges gemäß Schritt b) wird das Loch 204 mit einem Durchmesser erzeugt, der dem Durchmesser der zylindrischen Vertiefung 208 und dem inneren Durchmesser des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 zumindest im Wesentlichen entspricht. Ferner wird beim Durchsetzvorgang des ersten Schrittes a) das freie Ende des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 außen mit einer Fase 236 versehen. Außerdem wird bei diesem Durchsetzvorgang die Ringvertiefung 212 mit einem ringförmigen Bodenbereich 238 versehen, der zumindest in etwa in einer Ebene parallel zu der ersten und zweiten Breitseite 2, 3 des Profilstreifens steht, auf der radial inneren Seite mit einem zumindest im Wesentlichen gerundeten Übergang 240 in die Außenseite des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 und auf der radial äußeren Seite in eine konusförmige Fläche 242 übergeht, die einen eingeschlossenen Konuswinkel im Bereich zwischen 60 bis 120°, vorzugsweise bei etwa 90° aufweist.
Der Übergang 243 vom ringförmigen Bereich 238 der Ringvertiefung 212 in die konusförmige Fläche 242 wird gerundet, wie auch der Auslauf 245 der Konusfläche der Ringvertiefung 212 in die zweite Breitseite 3 des Profils. Die Konusfläche 242 kann sich in der Praxis so darstellen, dass der gerundete Übergang 243 tangential in den gerundeten Auslauf 245 übergeht.
Bei Herstellung der Hinterschneidung 244 wird diese durch einen zylindrischen Teil des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 gebildet, der in etwa in der Höhe der zweiten Breitseite 3 des Profils 1 in einen bei Durchführung des Schrittes c) verdickten Bereich 246 des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 übergeht, der zumindest im Wesentlichen über die zweite Breitseite 3 des Profils vorsteht.
Der verdickte Bereich 246 des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 wird zumindest im Wesentlichen konusförmig ausgeführt und divergiert von der ersten und zweiten Breitseite weg, wobei der Konuswinkel des verdickten Bereichs des hohlzylindrischen Vorsprungs benachbart zur Stirnseite 224 im Bereich zwischen 30° und 70°, vorzugsweise bei etwa 50° liegt. Nach dem Abflachungsvorgang endet der hohlzylindrische Vorsprung 219 an seinem freien Ende außen in einer möglichst scharfkantigen Stanzkante 250.
Wie insbesondere aus den Fig. 5A und 5B ersichtlich, ist die Ringvertiefung mit einem Außendurchmesser ausgeführt, der nur etwas kleiner ist als die kleinste Querabmessung des in Draufsicht rechteckigen Hohlkörperelements, wodurch die Ringvertiefung 212 mit der zweiten Breitseite 3 des Profils 1 an den engsten Stellen in der Ebene der zweiten Breitseite 3 verbleibende Stege 284, 286 im Bereich von 0,25 bis 1 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 mm bildet.
Die Fig. 5E-5I bzw. 5J-5N zeigen im Wesentlichen das gleiche Elemente wie die Figuren 5A-5D, jedoch mit kleinen Abweichungen im Bezug auf die Ausbildung des Stanzabschnitts 222, der in den beiden Versionen gemäß Fig. 5E-5I bzw. 5J-5N eine ideale Form aufweist.
In den Fig. 5E-5I bzw. 5J-5N wurden die gleichen Bezugszeichen eingesetzt, die auch im Zusammenhang mit den bisherigen Ausführungsbeispielen verwendet wurden. Es versteht sich, dass die bisherige Beschreibung auch für die Fig. 5E-5I bzw. 5J-5N gilt, d.h. dass die frühere Beschreibung von Merkmalen mit den gleichen Bezugszeichen oder auch für die Beschreibung der Fig. 5E-5I bzw. 5J-5N gilt. Diese Konvention wird auch bei den weiteren Figuren beibehalten, so dass nur wesentliche Unterschiede oder bedeutende Merkmale hier extra beschrieben werden.
Der Hauptunterschied zwischen der Ausführung gemäß Fig. 5E-5I und der Ausführung gemäß Fig. 5J-5N liegt darin, dass die Ausführung gemäß Fig. 5E-5I für dickere Bleche im Bereich von beispielsweise 1,2 bis 2,0 mm Bleckdicke verwendet wird, während die Ausführung gemäß Fig. 5J-5N für eher dünnere Bleche, beispielsweise im Bereich von 0,4 bis 1,2 mm Bleckdicke verwendet wird.
Konkret zeigt die Fig. 5E eine Ansicht von unten auf die untere Stirnseite des Stanzabschnitts 222, d.h. in Pfeilrichtung E der Fig. 5H. Die Fig. 5F ist eine Schnittzeichnung entsprechend der vertikalen Schnittebene F-F in Fig. 5E, so dass in Fig. 5F die zwei Verdrehsicherungsrippen 272, die sich in axialer Richtung erstrecken und die sich an der 12 Uhr und 6 Uhr-Stellung in Fig. 5E befinden, jeweils im Schnitt gesehen werden können. Dagegen können die vier weiteren Verdrehsicherungsrippen 272', die in Fig. 5E eingetragen sind, weder in Fig. 5F noch in Fig. 5G, welche eine Schnittzeichnung entsprechend der Schnittebene G-G zeigt, gesehen werden. Sie können auch nur andeutungsweise in Fig. 5E erkannt werden, da sie im Prinzip hinter dem Stanzabschnitt 222 weitestgehend versteckt sind. In der Schnittzeichnung der Fig. 5G sind sie nicht ersichtlich, da die Schnittebene so gewählt ist, dass die Verdrehsicherungsrippen 272 bzw. 272' nicht in der Schnittebene oder benachbart zur Schnittebene liegen und auch nicht so groß sind, dass sie in Seitenansicht in der Schnittebene erkannt werden könnten.
Die Fig. 5H und 5I zeigen jeweils eine vergrößerte Darstellung der in einem strichpunktierten Rechteck in Fig. 5G bzw. 5F gezeigten Bereiche. Aus den Fig. 5H bis 5I ist erkennbar, dass die untere Stirnseite 224 des Stanzabschnitts 222 in der Schnittebene durch einen Radius bebildet ist, der tangential an der Schneidkante 250 ausläuft.
Dies stellt einen Unterschied zu der Stirnseite 224 der Ausführung gemäß Fig. 5A-5D dar, die einen deutlichen Ringflächenanteil in einer Ebene senkrecht zur mittleren Längsachse 226 des Hohlkörperelements aufweist.
Ferner ist insbesondere aus den Zeichnungen gemäß Fig. 5H und 5I zu erkennen, dass der als konusförmige Schrägfläche 242 in Fig. 5D bezeichnete Bereich der Ringvertiefung 212 an sich durch zwei Radien gebildet ist, die ineinander an einem Wendepunkt übergehen, in diesem Beispiel mit nur einem sehr kurzen Geradeanteil, der durch die zwei Linien 301 und 303 angedeutet ist, und der auch in der Praxis nicht vorhanden sein muss, d.h. die zwei Radien, die die schräg gestellte Wand der Vertiefung bilden (gekrümmte Bereiche 243 und 245), können unmittelbar tangential ineinander übergehen. Nichtsdestotrotz ist im Bereich des Wendepunkts ein Flächenbereich vorhanden, der als annähernd flach bezeichnet werden kann, so dass die Bezeichnung "zumindest im Wesentlichen konusförmig" gerechtfertigt ist. Natürlich könnte auch ein klarer, streng konusförmiger Bereich vorgesehen werden.
Durch die Verwendung der gleichen Bezugszeichen ist erkennbar, dass die Figuren 5J-5N genauso zu verstehen sind, wie die Figuren 5E-5I. Der einzige Unterschied hier ist, dass die Verdrehsicherungsnasen 272' in Fig. 5E in Fig. 5J nicht gesehen werden können, und zwar deshalb nicht, weil sie wirklich hinter der ringförmigen Stanzkante 250 versteckt sind. Somit sind die Verdrehsicherungsnasen 272 nur in Fig. 5K bzw. in Fig. 5N zu sehen.
In einem alternativen Verfahren, das zu dem Hohlkörperelement nach den Fig. 6A bis 6E führt, wird beim Durchsetzvorgang gemäß Schritt a) durch die Anwendung entsprechend gestalteter Durchsetzstempel 64, 66 und Durchsetzmatrizen 92, 94 auf der ersten Breitseite 2 des Profils um die zylindrische Vertiefung 208 herum eine ringförmige Erhebung 260 ausgebildet, die beispielsweise zumindest im Wesentlichen ein Materialvolumen darstellt, das dem Volumen der Ringvertiefung 212 um den hohlzylindrischen Vorsprung herum entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser der zylindrischen Vertiefung 208 größer als der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Vorsprungs 210. Ferner endet das Gewinde 206 in einem konischen Bereich 262 eines Stufenloches 264, das in diesem Beispiel gegebenenfalls anstelle eines gerundeten Gewindeauslaufs verwendet werden kann (was auch bei der Ausführung gemäß Fig. 4A bis 4C bzw. Fig. 5A bis 5D möglich wäre).
Der Boden der Ringvertiefung ist in dieser Ausführungsform allein durch einen gerundeten Übergang 243 vom hohlzylindrischen Vorsprung 210 in die Konusfläche 242 gebildet, was auch bei der Ausführung gemäß Fig. 4A bis 4E bzw. Fig. 5A bis 5D möglich wäre.
Beim Durchsetzvorgang gemäß Schritt a) werden, wie in Fig. 5A und Fig. 6E ersichtlich, durch entsprechende Profilierung der Durchsetzmatrizen 92, 94, Verdrehsicherungsmerkmale 272 außen am hohlzylindrischen Vorsprung 210 bzw. innen im Bereich der Ringvertiefung 212 um den hohlzylindrischen Vorsprung 210 herum ausgebildet.
Diese Verdrehsicherungsmerkmale können (wie gezeigt) durch Rippen 272 und/oder Nuten (nicht gezeigt) an der radial äußeren Seite des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 gebildet werden. Diese Rippen 272 erstrecken sich in axialer Richtung 226 und überbrücken die Hinterschneidung 244 des hohlzylindrischen Vorsprungs 210. Sie haben eine radiale Breite, die zumindest im Wesentlichen im Bereich zwischen 40 % und 90 % der maximalen radialen Tiefe der Hinterschneidung entspricht.
Es entsteht somit ein Hohlkörperelement 200 zur Anbringung an einem üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteil 280 (Fig. 7A bzw. Fig. 7B) mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss 202, mit einer ersten Breitseite 2 und einer zweiten Breitseite 3, mit einem eine Hinterschneidung 244 aufweisenden Stanzabschnitt 246, der über die zweite Breitseite vorsteht und von einer Ringvertiefung 212 in der zweiten Breitseite umgeben ist sowie mit einem Loch 204, das sich von der ersten Breitseite 2 durch den Stanzabschnitt 246 hindurch erstreckt, wobei das Loch gegebenenfalls einen Gewindezylinder 206 aufweist und das Hohlkörperelement sich dadurch auszeichnet, dass Verdrehsicherungsmerkmale 272 außen am hohlzylindrischen Vorsprung 210 und/oder innen im Bereich der Ringvertiefung 212 um den hohlzylindrischen Vorsprung 210 herum ausgebildet werden.
Das Hohlkörperelement zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die zweite Breitseite 3 radial außerhalb der Ringvertiefung 212 in einer Ebene liegt, d.h. abgesehen von etwaigen Rundungen oder Fasen an den Übergängen in die Seitenflanken des Hohlkörperelements, und somit keine Balken, Nuten oder Hinterschneidungen im Bereich außerhalb der Ringvertiefung aufweist.
Die Ringvertiefung 212 ist mit einem Außendurchmesser ausgeführt, der nur etwas kleiner ist als die kleinste Querabmessung des in Draufsicht rechteckigen Hohlkörperelements, wodurch die Ringvertiefung mit der zweiten Breitseite 3 des Profils an den engsten Stellen 284, 286 in der Ebene der zweiten Breitseite verbleibende Stege im Bereich von 0,25 bis 1 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 mm bildet.
Die Fig. 7A und 7B zeigen wie ein und dasselbe erfindungsgemäße Element 200 gemäß Fig. 5A bis 5D mit einem dünneren Blechteil (Fig. 7A) von beispielsweise 0,7 mm Dicke und mit einem dickeren Blechteil (Fig. 7B) von beispielsweise 1,85 mm Dicke verwendet werden kann. Das Blech-material füllt nach der Verpressung mittels einer Matrize die gesamte Ringvertiefung 212 aus und liegt an der vollen Fläche der Ringvertiefung und der Verdrehsicherungsmerkmale 272 im Bereich der Hinterschneidung an. In beiden Fällen erfolgt daher eine gute Abdeckung mit den Verdrehsicherungsrippen 272 und daher eine gute Verdrehsicherung zwischen dem Hohlkörperelement 200 und dem Blechteil 280. Der Stanzabschnitt 246, der in diesen Beispielen zumindest im Wesentlichen nicht verformt wird, wird selbststanzend in das Blechteil eingebracht. Die abgeflachte Stirnseite 224 des Stanzabschnitts 246 liegt bei dünnen Blechen (wie in Fig. 7A gezeigt) in der Höhe der Unterseite des Blechteils und bei dickeren Blechteilen (Fig. 7B) oberhalb der Unterseite des Blechteils (d.h. die dem Körperteil des Hohlkörperelements abgewandte Seite des Blechteils). In beiden Fällen liegt um den Stanzabschnitt herum eine Ringvertiefung 282 vor, die in ihrer Form durch die konkrete Form der komplementär gestalteten Matrize bei der selbststanzenden Anbringung des Hohlkörperelements in einer Presse oder durch einen Roboter oder in einem C-Gestell vorgegeben ist. Dabei weist die Matrize, wie bei der selbststanzenden Anbringung von Befestigungselementen üblich, eine mittlere Bohrung auf, durch die der entstehende Stanzbutzen entsorgt wird. Obwohl die erfindungsgemäßen Hohlkörperelemente selbststanzend ausgeführt sind, können sie dennoch in vorgelochten Blechteilen verwendet werden. Mit einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Hohlkörperelements kann ein weiterer Dickebereich von Blechteilen, beispielsweise 1,85 bis 3 mm, abgedeckt werden. Es muss lediglich der Stanzabschnitt etwas länger ausgeführt werden.
Da die in Draufsicht quadratischen Hohlkörperelemente so angebracht werden, dass die zweite Breitseite 3 direkt an der Oberseite des Blechteils 280 anliegt, sich jedoch nicht oder im Wesentlichen nicht in das Blechteil eingräbt, ist eine Kerbwirkung nicht zu befürchten, so dass sich ein gutes Ermüdungsverhalten dank eines guten Ermüdungswiderstands auch bei dynamischen Lasten ergibt. Obwohl die Hohlkörperelemente in Draufsicht quadratisch sind, ist an sich keine besondere Orientierung der Matrize gegenüber dem jeweils verwendeten Setzkopf erforderlich da der Stanzabschnitt in Draufsicht kreisrund und daher orientierungsfrei ist. Es muss nur dafür gesorgt werden, dass der Setzkopf und die Matrize koaxial zueinander und zu der Längsachse 226 des Hohlkörperelements liegen. Bei Anbringung eines weiteres Bauteils an einem Zusammenbauteil gemäß Fig. 7A oder 7B wird das weitere Bauteil üblicherweise unten am Blechteil durch eine Schraube (nicht gezeigt) befestigt, die von unten kommend in das Gewinde eingeschraubt wird. Hierdurch wird durch Anziehen der Schraube die Verbindung zwischen dem Hohlkörperelement 200 und dem Blechteil verstärkt.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass Verdrehsicherungsrippen denkbar wären, die in radialer Richtung die Ringvertiefung 212 überqueren bzw. diese überbrücken, wie beispielsweise in den Fig. 8A-8D, Fig. 9A-9D oder Fig. 10A-10D gezeigt. Solche Verdrehsicherungsrippen können bündig mit der Breitseite 3 liegen (Fig. 8A-8D) oder vertieft innerhalb der Ringvertiefung vorliegen (solche Verdrehsicherungsmerkmale sind in den Zeichnungen nicht gezeigt).
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8A-8D liegen die freien Oberseiten der Verdrehsicherungsrippen, die mit 272" angedeutet sind, in der gleichen Ebene, wie die Fläche der Breitseite 3 außerhalb der Ringvertiefung 212. Die Seiten 272" können aber auch von der Breitseite 3 zurück versetzt angeordnet werden. Da die Verdrehsicherungsrippen die Ringvertiefung 212 überbrücken, sind sie auch an der Seite des ringförmigen Stanzabschnitts 222 im Bereich der Hinterschneidung 244 zu finden.
Die Fig. 9A-9C zeigen eine weitere Variante, bei der die Verdrehsicherungsmerkmale die Form von Verdrehsicherungsrippen aufweisen, die sich in radialer Richtung über Ringvertiefung 212 erstrecken, nur sind die Oberseiten 272"' der Verdrehsicherungsrippen 272 der Ausführung gemäß Fig. 9A-9D schräg gestellt, so dass sie in Richtung auf den Stanzabschnitt 222 gehend ansteigen und daher sich auch nicht nur in radialer Richtung über die Ringvertiefung erstrecken und diese überbrücken, sondern auch in axialer Richtung an der Hinterschneidung 244 des Stanzabschnitts 222 über eine erhebliche Länge bzw. in der vollen Länge der Hinterschneidung 244 sich erstrecken.
Die Fig. 10A-10D zeigen eine Ausführungsform, die der der Fig. 9A-9D sehr ähnlich ist, nur sind hier die Verdrehsicherungsrippen abgewinkelt, so dass sie einen radialen Anteil 272"" und einen axialen Anteil 272""', die miteinander über einen Radius 272""" übergehend sind und daher insgesamt die besprochene abgewinkelte Form aufweisen.
Die Fig. 11A-11D zeigen eine andere Art von Verdrehsicherungsmerkmalen, hier in Form von Vertiefungen 272"""' oder Nuten, die in der schräg gestellten Seitenwand der Ringvertiefung 212 ausgebildet sind, wobei die Vertiefungen 272"""' hier in Draufsicht eine in etwa schalenartige Form aufweisen. Auch andere Formen der Vertiefungen sind denkbar, beispielsweise lang gezogene Nuten, die im Bereich der Breitseite 3 schmaler ausgebildet sind.
Schließlich zeigen die Fig. 12A-12D eine etwas andere Form eines Hohlkörperelements.
Der wesentliche Unterschied bei der Formgebung des Hohlkörperelements der Ausführung gemäß Fig. 12A-12D ist darin zu sehen, dass die Ringvertiefung hier eine polygonale Gestalt 212' aufweist, und zwar im konkreten Fall eine quadratische Gestalt in Draufsicht, wobei die Ringvertiefung eine entsprechende Anzahl, d.h. vier, schräg gestellte Flächen 400, 402, 404 und 406 aufweist, die mittels Radien 408, 410, 412 und 414 ineinander übergehen. An der tiefsten Stelle der in Draufsicht polygonalen Ringvertiefung 212' befindet sich ein Flächenbereich, der durch vier Eckbereiche 416, 418, 420 und 422 definiert ist und in einer Ebene senkrecht zur mittleren Längsachse 226 des Elements angeordnet ist. Der Stanzabschnitt 222 geht über einen Radius 424 in diese Eckbereiche über, wobei der Radius an der radial äußersten Stelle einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer ist, als die maximale Querabmessung des durch die vier Ecken 416, 418, 420 und 422 gebildeten Flächenbereiches, so dass dieser Radius letztendlich in die unterste Seite der vier schräg gestellten Flächen übergeht. Alle dünne parallele Linien wie 426, 426' und 426" zeigen Radien bzw. gerundete Flächen die unter anderem für einen sanfte Biegung des Blechteils sorgen.
Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, getrennte Verdrehsicherungsrippen vorzusehen, da die polygonale Form der Ringvertiefung 212' selbst für die erforderliche Verdrehsicherheit sorgt. Diese Ausführung ist auch vorteilhaft, weil die schräg gestellten Flächen und auch die Eckbereiche im Bodenbereich der Ringvertiefung zu der Anlagefläche des Elements gehören, so dass mit entsprechend niedrigen Flächenpressungen am Blechteil gearbeitet werden kann und die Gefahr des Nachsitzens des Elements nicht gegeben ist. Dennoch können hohe Verdrehsicherungswerte erreicht werden, wie auch ein hoher Herausziehwiderstand.
Die gerundeten Bereiche zwischen den schräg gestellten Flächen haben auch den Vorteil, dass an diesen Stellen im Blechteil keine ausgeprägten scharfen Merkmale vorliegen, die zu Ermüdung führen können, insbesondere bei dynamischer Belastung des Bauteils. Da der Stanzabschnitt 222, wie bei den anderen Ausführungsformen, ein kreisrundes Loch im Blechteil erzeugt, sind auch hier keine Spannungskonzentrationen zu erwarten, die im Betrieb zu Ermüdungsrissen führen können. Bei der Anbringung des Hohlkörperelements an ein Blechteil wird das Element zumindest im Wesentlichen nicht verformt, eine Verformung ist unerwünscht, und das Blechteil wird durch eine geeignete komplementäre Form der Matrize in die quadratischen Vertiefung 212' in dem Bereich um den Stanzabschnitt 222 herum und vollständig in Anlage mit diesem Stanzabschnitt um den Stanzabschnitt herum gebracht.
Bei allen Ausführungsformen der Fig. 8A-8D bis Fig. 12A-12D ist das Hohlkörperelement an der ersten Breitseite 2 plan ausgebildet, d.h. mit einer Stirnseite, die senkrecht zur mittleren Längsachse 226 des Elements liegt, entsprechend der bisherigen Ausführungsform der Fig. 5A-5N. Es ist aber durchaus denkbar, dass die entsprechende Stirnseite bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 8A-8D bis Fig. 12A-12D ähnlich der Ausführung gemäß Fig. 6D ausgebildet sein könnten. Bei den Fig. 12A-12D bedeutet dies, dass anstelle einer kreisringförmigen Erhebung wie in Fig. 6D gezeigt, die Erhebung dann eine entsprechende polygonale Form aufweisen wird, hier eine quadratische Form.
Wenn in dieser Anmeldung von einer polygonalen Gestalt die Rede ist, so umfasst dies auf jeden Fall Polygone mit drei bis zwölf Polygonalflächen, d.h. schräg gestellte Flächen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12A-12D wie gezeigt, findet im Bereich der in Draufsicht quadratischen Vertiefung eine erhebliche Materialverdrängung statt, so dass es hier durchaus möglich ist, den hohlzylindrischen Vorsprung, der durch Abflachung in den Stanzabschnitt 222 überführt wird, allein durch Materialverdrängung von der zweiten Breitseite 3 des Hohlkörperelements aus zu erreichen, d.h. es ist nicht erforderlich, im ersten Schritt des Herstellungsverfahrens ein Durchsetzverfahren durchzuführen, bei dem Material von der ersten Breitseite 2 aus verschoben wird. D.h. der erste Herstellungsschritt a) gemäß Anspruch 1 kann hier durch einen Formvorgang ersetzt werden, bei dem der hohlzylindrische Vorsprung 210 allein durch Materialverdrängung aus dem Bereich der in Draufsicht polygonalen Ringvertiefung und im Bereich des Hohlraums des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 erfolgt. Beim anschließenden Lochvorgang wird dann der so gebildete Körper von der ersten Breitseite 2 ausgehend bis zum Boden 216 des Hohlraums 232 durchgelocht.
Die Ausbildung der Ringvertiefung 212 muss nicht unbedingt gleichzeitig mit dem Durchsetzvorgang erfolgen, sondern könnte mit dem Lochvorgang oder mit dem Abflachvorgang kombiniert werden, d.h. die Lochstempel 84, 86 bzw. die Abflachstempel 88, 90 müssten in diesem Fall eine entsprechende Formgebung aufweisen.
Es nicht notwendig, die Hohlkörperelemente im Folgeverbundwerkzeug voneinander zu trennen, sondern das Profil kann nach Herstellung der allgemeinen Form der Hohlkörperelemente in Abschnitten oder in wieder aufgewickelter Form beibehalten bzw. verwendet werden, wobei eine Vereinzelung in einzelne Hohlkörperelemente erst dann stattfindet, wenn das Profil in einem Setzkopf zur Anbringung der Hohlkörperelemente an einem Bauteil verwendet wird.
Es werden jetzt die erfindungsgemäßen Verfahren, Hohlkörperelemente, Zusammenbauteile, Folgeverbundwerkzeuge und Walzwerke beschrieben, die durch eine Abwandlung bzw. eine Vereinfachung der bisher im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 12 beschriebenen Verfahren, Hohlkörperelemente, Zusammenbauteilen, und Folgeverbundwerkzeugen entstehen. Um die Beschreibung der Erfindung gemäß Fig. 13 bis 27 zu erleichtern, werden die gleichen Bezugszeichen eingesetzt, die auch im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 12 verwendet wurden. Es versteht sich, dass die bisherige Beschreibung auch für die Fig. 13 bis 27 gilt, d.h. dass die frühere Beschreibung von Merkmalen mit den gleichen Bezugszeichen auch für die Beschreibung der Fig. 13 bis 27 gilt, so dass es nur erforderlich ist, die wesentlichen Unterschiede zu beschreiben. Es werden daher nur wesentliche Unterschiede oder bedeutende Merkmale hier extra beschrieben werden.
Bezug nehmend auf die Fig. 13A bis 13D ist dort ein Hohlkörperelement gezeigt, das dem Element gemäß Fig. 5A bis 5D entspricht, bis auf die Tatsache, dass der Pilotteil, d.h. der hohle Vorsprung 210, hier ohne Hinterschneidung ausgeführt ist. Demzufolge sind die axialen Verdrehsicherungsrippen 272 besser zu erkennen, da sie nicht in einer Hinterschneidung versteckt sind, sondern in radialer Richtung von dem hier hohlzylindrischen Vorsprung 210 wegragen. Ferner ist ersichtlich, dass das Gewinde in den erfindungsgemäßen Hohlkörperelementen unmittelbar vor dem hohlzylindrischen Vorsprung zu Ende geht, d.h. sich nicht in den hohlzylindrischen Vorsprung hinein erstreckt, da es sonst bei der Umformung des hohlzylindrischen Vorsprungs bzw. Nietabschnitts 210 verformt würde, was die Einbringung einer Schraube erschweren oder unmöglich machen würde.
Obwohl das erfindungsgemäße Hohlkörperelement nur im Zusammenhang mit einer Abwandlung der Ausführungsform gemäß den Fig. 5A bis 5D beschrieben worden ist, können alle bisher beschriebene Ausführungsformen von Hohlkörperelementen, d.h. unter anderem die Hohlkörperelemente der Fig. 5E bis 5N, der Fig. 6A bis 6E, der Fig. 8A bis 8D, der Fig. 9A bis 9D, der Fig. 10A bis 10D, der Fig. 11A bis 11D und der Fig. 12A bis 12D, zu erfindungsgemäßen Hohlkörperelementen gemacht werden, dadurch dass die Hinterschneidung des hohlen Vorsprungs 210 weggelassen wird, so dass ein zylindrischer Vorsprung entsteht, wie in den Fig. 113A bis 13D gezeigt, jedoch mit den Ausbildungen der jeweiligen Verdrehsicherungsmerkmale der genannten Figuren.
Es stellt sich die Frage, wie solche erfindungsgemäßen Hohlkörperelemente dann auspress-, ausdruck- und ausknöpfsicher am Blechteil angebracht werden können und ob sie selbststanzend verwendet werden können. Die Antwort auf die erste Frage ist, dass die jeweiligen Hohlkörperelemente jetzt als Nietelemente ausgebildet sind, und zwar so, dass der hohlzylindrische Vorsprung nach dem Einführen des Vorsprungs durch ein Loch im Blechteil zu einem Nietbördel umgebördelt wird. Wie dies erfolgen kann, ist anhand eines vorgelochten Blechteils 280' in Fig. 14B gezeigt, wobei das Loch 500 im Bodenbereich einer Sicke 502 vorgesehen ist. Es handelt sich hier um ein vorgelochtes Blechteil. Nach der Einführung des hohlzylindrischen Vorsprungs durch das Loch 500 im Blechteil wird der hohlzylindrische Vorsprung, der den Nietabschnitt bildet, mittels der Nietmatrize 504 zu dem Nietbördel 506 umgebördelt, der das Blechteil im Randbereich der Lochung 500 in einer zwischen dem Nietbördel 506 und der Bodenfläche der ringförmigen Vertiefung 212 in der Breitseite 3 ausgebildeten Ringnut 508 klemmend aufnimmt.
Obwohl der hohlzylindrische Vorsprung des erfindungsgemäßen Hohlkörperelements nicht mit einer Hinterschneidung versehen ist, kann er dennoch selbststanzend an ein Blechteil angebracht werden, wenn dies zweistufig erfolgt. In einer ersten Stufe bzw. Station wird der hohlzylindrische Vorsprung mit einer geeigneten Lochmatrize verwendet, die auf der anderen Seite eines Blechteils angeordnet ist, um ein Loch im Blechteil zu stanzen und den Stanzbutzen durch die mittlere Passage der Lochmatrize (nicht gezeigt) zu entfernen. Danach bleibt das Hohlkörperelement im Blechteil "hängen", und zwar aufgrund der Lochlaibung des hohlzylindrischen Vorsprungs bzw. der Verdrehsicherungsmerkmale bzw. -rippen, sofern diese in den Lochrand eingreifen. In einer zweiten Stufe bzw. Station wird der durch den hohlzylindrischen Vorsprung gebildete Nietabschnitt mit einer geeigneten Nietmatrize, wie bspw. die Nietmatrize der Fig. 14C, zu einem Nietbördel umgebördelt.
Die erfindungsgemäße Form des Hohlkörperelements ermöglicht es aber auch, das Folgeverbundwerkzeug zu vereinfachen. Da die Hinterschneidung am hohlen Vorsprung fehlt, ist die bisher dritte Station C des Folgeverbundwerkzeugs, in der die Abflachung des hohlen Vorsprungs um die Hinterschneidung herzustellen, erfolgt, nicht mehr erforderlich so dass diese Station bei entsprechender Vereinfachung des Folgeverbundwerkzeugs weggelassen werden kann. Die sich hierdurch ergebende Form der Folgeverbundwerkzeuge ist in den Fig. 15 und 16 gezeigt. Die bisher verwendeten Bezugszeichen der Fig. 2 und 3 sind in den Fig. 15 und 16 wo angebracht eingesetzt worden und werden nicht weiter beschrieben, da die bisherige Beschreibung auch für diese entsprechenden Merkmale bzw. Teile gilt.
Diese Vereinfachung bedeutet, dass nur eine Umformstation (Station A) erforderlich ist, nämlich die Station, bei der der Durchsetzvorgang stattfindet, bei der eine Längung, d.h. eine längliche Ausdehnung des Profilstreifens, die unerwünscht ist, erfolgen kann. In den verbleibenden Stationen B und D, in denen der Lochvorgang bzw. der Vereinzelungsvorgang stattfinden, erfolgt keine Längung des Profilstreifens. Diese Vorgänge in den Arbeitsstationen B und D bedeuten, dass die entsprechenden Arbeitsstationen B und D nicht als Umformstationen gelten.
Auch eine weitere Vereinfachung des Folgeverbundwerkzeugs ist möglich und zwar kann der Durchsetzvorgang außerhalb des Folgeverbundwerkzeugs erfolgen, bspw. in einem Walzwerk entsprechend den Fig. 19A bis 19C oder den Fig. 20A bis 20C oder den Fig. 21A bis 21C, die später näher erläutert werden. Bei einer solchen Anordnung kann das Walzwerk mit dem Folgeverbundwerkzeug gekoppelt werden, in dem Sinne, dass das Walzwerk den Profilstreifen dem Folgeverbundwerkzeug direkt zuführt. Dies ist allerdings nicht erforderlich. Das Walzwerk kann einen Profilstreifen mit den notwendigen Durchsetzungen als Zwischenprodukt liefern, das in Längen oder in Form eines Wickels dem Folgeverbundwerkzeug zugeführt werden kann. Das Walzen kann in einer anderen Fabrik erfolgen als die weitere Herstellung im Folgeverbundwerkzeug. Wenn die Durchsetzstation im Folgeverbundwerkzeug nicht vorhanden, ist so ist keine Umformstation vorhanden, und das Problem der Längung kommt nicht mehr vor. Dies stellt eine optimale Lösung dar.
Wenn die Durchsetzstation A aus dem Folgeverbundwerkzeug entfernt bzw. gar nicht erst eingebaut wird, so gestaltet sich das Folgeverbundwerkzeug wie in den Fig. 17 und 18 gezeigt. Die bisher verwendeten Bezugszeichen der Fig. 2 und 3 sind auch in den Fig. 17 und 18 wo angebracht eingesetzt worden und werden nicht weiter beschrieben, da die bisherige Beschreibung auch für diese entsprechenden Merkmale bzw. Teile gilt.
Bei den Fig. 19A bis 19C ist das Walzwerk ausgelegt, um aus einem eingehenden Profilstreifen 1 mit einem zumindest im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer ersten Breitseite 2 und einer dieser gegenüberliegenden Breitseite 3 einen ausgehenden Profilstreifen 1' aus regelmäßig abwechselnden Profilabschnitten herzustellen, der den eingehenden Streifen für das Folgeverbundwerkzeug der Fig. 17 und 18 bildet. Zu diesem Zweck besteht der ausgehende Profilstreifen 1' aus abwechselnden Profilabschnitten, die aus ersten Profilabschnitten, die zumindest im Wesentlichen die Querschnittsform des eingehenden Profilstreifens 1 aufweisen, und zweiten Profilabschnitten bestehen, die aus dem eingehenden Profilstreifen 1 hergestellt sind und jeweils eine zylindrische Vertiefung 208 an der ersten Breitseite und einen hohlzylindrischen, von einer ringförmigen Vertiefung 212 umgebenen Vorsprung 210 an der zweiten Breitseite 3 aufweisen.
Das Walzwerk besteht aus einer ersten Walze 600 und einer zweiten Walze 602, die scheibenförmig sind, von denen jedoch nur Abschnitte gezeigt werden, und zwar in einer perspektivischen Darstellung in Fig. 19A, teilweise in einer Seitenansicht und in einer radialen Schnittebene in Fig. 19B und in einer vergrößerten Darstellung im Bereich des Klemmspalts in Fig. 19C (wobei die Zeichnungen der Fig. 20A bis 20C und 21A bis 21C entsprechend gezeichnet sind). Die Walzen 600 und 602 sind miteinander synchronisiert und laufen in entgegengesetzten Drehrichtungen 604 und 606. Der eingehende Profilstreifen 1 wird in einem Spaltbereich 608, d.h. im Klemmspalt 610, zwischen den Walzen umgeformt. Die erste Walze 600 weist mehrere, in regelmäßigen Winkelabständen angeordnete Vorsprünge 612 auf, mit einer Form, die zu der der zylindrischen Vertiefung 208 komplementär ist. Die zweite Walze 602 weist ebenfalls mehrere, in den gleichen Abständen wie die Vorsprünge der ersten Walze angeordnete Formteile bzw. Formbereiche 614 auf, die jeweils einen mittleren Abschnitt aufweisen, mit einer Form 616, die zu der Form der hohlzylindrischen Vorsprunge 210 komplementär ist sowie einen den mittleren Abschnitt umgebenden Ringvorsprung 618 mit einer Form, die zu der Form der den hohlzylindrischen Vorsprung 210 umgebenden ringförmigen Vertiefung 212 komplementär ist.
Bei dem Walzwerk der Fig. 20A bis 20C bzw. 21A bis 21C sind die Walzen ähnlich ausgelegt, nur fehlt bei der Walze 602 ein Formvorsprung wie 618 der Fig. 19C, der zu der Ausbildung einer Ringvertiefung im Profilstreifen führt. Dies bedeutet, dass die Ringvertiefung 212, die für die Hohlkörperelemente erwünscht ist, im Folgeverbundwerkzeug hergestellt werden muss, bspw. dadurch, dass die Ausbildung der Ringvertiefung 212 mit dem Lochvorgang kombiniert wird (und hierdurch zu der Korrektur der Wandung der Lochung beitragen kann) oder dadurch, dass dies in einer anderen Arbeitsstation, bspw. in einer zusätzlichen Umformstation, stattfindet.
Bei allen Walzwerken ist es günstig, wenn die Vorsprünge 612 der ersten Walze 600 und die Formteile bzw. Formbereiche 614 der zweiten Walze 602 Freimachungen wie 620 aufweisen, d.h. eine etwas ballige Form, die von einer kreiszylindrischen Form abweicht, die dafür sorgen, dass eine saubere Abrollbewegung bei den Walzen stattfindet, d.h. keine Kollisionen der Walzen mit dem Profilstreifen beim Auslaufen aus dem auslaufenden Profilstreifen stattfinden können.
Das durch jeden Vorsprung der ersten Walze verdrängte Volumen an Profilstreifenmaterial soll vorteilhafterweise zumindest im Wesentlichen dem Materialvolumen der Materialverdrängung auf der Seite der zweiten Walze entsprechen, d.h. dem Volumen, das sich wie folgt zusammensetzt: das Volumen des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 zuzüglich des Volumens eines sich über die zweite Breitseite hinaus erstreckenden Bodenbereiches des Vorsprungs und abzüglich des Volumens einer etwaigen diesen umgebenden ringförmigen Vertiefung 212.
Schließlich können die Vorsprünge 612 der ersten Walze 600 und/oder die Formteile 614 der zweiten Walze durch jeweilige Einsätze der jeweiligen Walzen 600 bzw. 602 gebildet werden, wie in den Fig. 19 bis 21 gezeigt, wobei lediglich in Fig. 21A bis 21C die Formteile 614 nicht als Einsätze realisiert werden. Die Verwendung von Einsätzen erleichtert das Austauschen von verschlissenen oder gebrochenen Einsätzen, ohne die ganze Walze austauschen zu müssen
Obwohl die vorliegende Erfindung für die Herstellung von im Außenumriss rechteckigen oder quadratischen Elementen gedacht ist, könnte sie auch zur Herstellung von im Außenumriss polygonalen, ovalen oder kreisrunden Elementen oder von solchen mit einer anderen Form verwendet werden, sofern die verwendeten Werkzeuge ausgelegt sind, um aus dem Profilstreifen die erwünschte Umrissform herzustellen, beispielsweise durch die Verwendung von entsprechend gestalteten Stanzwerkzeugen.
Somit wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörperelementen 200, wie Mutterelemente, zur Anbringung an üblicherweise aus Blech 280 bestehenden Bauteilen vorgesehen, insbesondere zur Herstellung von Hohlkörperelementen mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss 202, durch Ablängung einzelner Elemente von einem in Form einer Profilstange 1 oder eines Wickels vorliegenden Profils nach vorheriger Stanzung von Löchern 204 in das Profil, gegebenenfalls mit anschließender Ausbildung eines Gewindezylinders 206 unter Anwendung eines Folgeverbundwerkzeugs 10 mit mehreren Arbeitsstationen A, B und D bzw. B und D, in denen jeweilige Bearbeitungen durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:

a) dass in einem ersten Schritt ausgehend von einem im Querschnitt rechteckigen Profil 1 ein Durchsetzvorgang durchgeführt wird, der zu einer zylindrischen Vertiefung 208 an einer ersten Breitseite 2 des Profils und einem hohlzylindrischen Vorsprung 210 an einer zweiten der ersten Breiteseite 2 gegenüber liegenden Breitseite 3 des Profils führt, der von einer ringförmigen Vertiefung 212 umgeben ist,
b) dass in einem zweiten Schritt ein zwischen dem Boden 214 der zylindrischen Vertiefung und dem Boden 216 des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 verbleibender Steg 218 zur Ausbildung eines durchgehenden Loches 204 durchlocht bzw. herausgestanzt wird,
c) dass in einem dritten Schritt die Hohlkörperelemente 200 vom Profil abgetrennt und gegebenenfalls mit Gewinde 206 versehen werden.

Der Durchsetzvorgang kann, wie oben erläutert, im Folgeverbundwerkzeug oder in einem vorgeschalteten Arbeitsvorgang, beispielsweise in einem Walzwerk, erfolgen.
Beim Durchsetzvorgang des Schrittes a) soll der Durchmesser der zylindrischen Vertiefung 208 und der innere Durchmesser des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 zumindest im Wesentlichen gleich ausgeführt werden.
Bei der Durchlochung des Steges gemäß Schritt b) wird vorzugsweise ein Loch 204 mit einem Durchmesser erzeugt, der dem Durchmesser der zylindrischen Vertiefung 208 und dem inneren Durchmesser des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 zumindest im Wesentlichen entspricht.
Bei der Herstellung des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 wird dieser vorzugsweise so ausgeführt wird, dass er über die zweite Breitseite des Profils vorsteht.
Beim Durchsetzvorgang gemäß Schritt a) kann auf der ersten Breitseite (2) des Profils um die zylindrische Vertiefung 208 herum eine ringförmige Erhebung 260 ausgebildet werden.
Beim Durchsetzvorgang gemäß Schritt a) können Verdrehsicherungsmerkmale 272 außen am hohlzylindrischen Vorsprung 210 und/oder innen im Bereich der Ringvertiefung 212 um den hohlzylindrischen Vorsprung 210 herum ausgebildet werden.
Die Verdrehsicherungsmerkmale können durch Rippen 272 und/oder Nuten an der radial äußeren Seite des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 gebildet werden.
Die Verdrehsicherungsmerkmale sind vorzugsweise durch Rippen 272 gebildet, die sich in axialer Richtung entlang eines Teils des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 zwischen dem Boden der ringförmigen Vertiefung 212 und einer Stelle zwischen der zweiten Breitseite 2 des Profils und dem freien Stirnende des hohlzylindrischen Vorsprungs erstrecken.
Dabei können die Verdrehsicherungsrippen 272 eine radiale Breite haben, die zumindest im Wesentlichen im Bereich zwischen 40 % und 90% der maximalen radialen Tiefe der Hinterschneidung 244 entspricht.
Abweichend von dem bisherigen Verfahren kann im Schritt a), ebenfalls ausgehend von einem im Querschnitt rechteckigen Profil 1, ein Formvorgang durchgeführt werden, bei dem an der ersten Breitseite 2 des Profils 1 wahlweise keine zylindrische Vertiefung 208 vorgesehen ist, der jedoch an der zweiten Breitseite 3 des Profils 1 zu einer in Draufsicht vorzugsweise polygonalen, insbesondere quadratischen Vertiefung 212' an der zweiten Breitseite 3 des Profils führt, die den hohlzylindrischen Vorsprung 210 umgibt, der teilweise aus dem durch die Ausbildung der Vertiefung 212' verdrängten Material und teilweise aus dem durch die Ausbildung des Hohlraums des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 verdrängten Material gebildet wird, wobei die Vertiefung 212' mit einer bzw. mit mehreren zu der mittleren Längsachse des Hohlkörperelements schräg gestellten Ringfläche bzw. -flächen versehen wird und im zweiten Schritt b) das Material zwischen der ersten Breitseite 2 des Profils 1 und dem Boden 216 des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 zur Ausbildung eines durchgehenden Loches 204 durchlocht bzw. herausgestanzt wird.
Ein erfindungsgemäßes Hohlkörperelement zur Anbringung an einem üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteil 280 mit einem insbesondere zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss, mit einer ersten Breitseite 2 und einer zweiten Breitseite 3, mit einem hohlzylindrischen Vorsprung 210, der über die zweite Breitseite 3 vorsteht und von einer Ringvertiefung 212 in der zweiten Breitseite umgeben ist sowie mit einem Loch 204, das sich von der ersten Breitseite 2 durch den hohlzylindrische Vorsprung 210 bzw. Stanzabschnitt 222 hindurch erstreckt, wobei das Loch gegebenenfalls einen Gewindezylinder 206 aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass Verdrehsicherungsmerkmale 272 außen am hohlzylindrischen Vorsprung 210 und/oder innen im Bereich der Ringvertiefung 212 um den hohlzylindrischen Vorsprung 210 herum ausgebildet werden und dass keine Hinterschneidung am hohlzylindrischen Vorsprung vorgesehen ist.
Die Verdrehsicherungsmerkmale sind vorzugsweise durch Rippen 272 und/oder Nuten an der radial äußeren Seite des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 gebildet.
Die Verdrehsicherungsmerkmale können durch Rippen 272 gebildet werden, die sich in axialer Richtung am hohlzylindrischen Vorsprung 210 entlang erstrecken.
Die Verdrehsicherungsrippen 272 können eine radiale Breite haben, die zumindest im Wesentlichen im Bereich zwischen 10 % und 60% der Wanddicke des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 liegt.
Die Verdrehsicherungsmerkmale können auch in Form von sich radial erstreckenden Rippen, die die Ringvertiefung überbrücken, vorgesehen werden. Eine Ausführung dieser Art ist den Fig. 22A-22D zu entnehmen, die später näher erläutert werden.
Außerdem können die Verdrehsicherungsmerkmale in Form von schräg gestellten Verdrehsicherungsrippen vorgesehen werden, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung am hohlzylindrischen Vorsprung entlang erstrecken.
Weiterhin können die Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Vertiefungen vorgesehen werden, die in der schrägestellten Fläche der Ringvertiefung angeordnet werden.
Die zweite Breitseite 3 liegt vorzugsweise radial außerhalb der Ringvertiefung 212 in einer Ebene, d.h. abgesehen von etwaigen Rundungen oder Fasen an den Übergängen in die Seitenflanken des Hohlkörperelements, und weist somit keine Balken, Nuten oder Hinterschneidungen im Bereich außerhalb der Ringvertiefung 212 auf.
Die Ringvertiefung 212 wird vorzugsweise mit einem Außendurchmesser ausgeführt, der nur etwas kleiner ist als die kleinste Querabmessung des in Draufsicht rechteckigen Hohlkörperelements 200, wodurch die Ringvertiefung mit der zweiten Breitseite des Profils an den engsten Stellen in der Ebene der zweiten Breitseite verbleibende Stege im Bereich von 0,25 und 1 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 mm bildet.
Ferner sieht die Erfindung ein Hohlkörperelement zur Anbringung an einem üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteil 280 vor, mit einem insbesondere zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss, mit einer ersten Breitseite 2 und einer zweiten Breitseite 3, mit einem hohlzylindrischen Vorsprung, der über die zweite Breitseite 3 vorsteht und von einer Ringvertiefung 212' in der zweiten Breitseite umgeben ist sowie mit einem Loch 204, das sich von der ersten Breitseite 2 durch den hohlzylindrischen Vorsprung bzw. durch den Stanzabschnitt 210 hindurch erstreckt, wobei das Loch gegebenenfalls einen Gewindezylinder 206 aufweist, und das Element sich dadurch auszeichnet, dass die Ringvertiefung 212' in Draufsicht polygonal und insbesondere quadratisch ist, und dass die Ringvertiefung 212' mit einer bzw. mit mehreren zu der mittleren Längsachse des Hohlkörperelements schräg gestellten Fläche bzw. Flächen versehen ist und der hohlzylindrische Vorsprung 210 keine Hinterschneidung aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Zusammenbauteil besteht aus einem Hohlkörperelement 200 der oben genannten erfindungsgemäßen Art, das an einem Bauteil, beispielsweise einem Blechteil 280, angebracht ist, wobei das Material des Bauteils bzw. des Blechteils 280 an der Oberfläche der Ringvertiefung 212 des Hohlkörperelements, an der Oberfläche der Verdrehsicherungsmerkmale 272 sowie an der Oberfläche des zu einem Nietbördel umgebördelten hohlzylindrischen Vorsprungs 210 anliegt.
Dabei wird die axiale Tiefe der Ringnut 282 im Blechteil in Abhängigkeit von der Länge des hohlzylindrischen Vorsprungs 210 und der Dicke des Blechteils 280 so gewählt, dass der Nietbördel nicht oder nur geringfügig über die Seite des Blechteils vorsteht, die dem Körper des Hohlkörperelements 200 abgewandt ist und im Bereich unterhalb der zweiten Breitseite 3 des Hohlkörperelements um die Ringvertiefung 212 des Hohlkörperelements herum vorliegt.
Die zweite Breitseite 3 des Hohlkörperelements 200 im Bereich um die Ringvertiefung 212 des Hohlkörperelements 200 herum ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen nicht oder höchstens geringfügig in das Blechmaterial eingedrückt.
Ein erfindungsgemäßes Folgeverbundwerkzeug zum Herstellen von Hohlkörperelementen 200, wie Mutterelemente, zur Anbringung an üblicherweise aus Blech 280 bestehenden Bauteilen, insbesondere zur Herstellung von Hohlkörperelementen mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss 202, durch Ablängung einzelner Elemente von einem in Form einer Profilstange oder eines Wickels vorliegenden Profils 1 nach vorheriger Stanzung von Löchern 204 in das Profil, gegebenenfalls mit anschließender Ausbildung eines Gewindezylinders 206, wobei in jeder Arbeitsstation für das Profil bzw. für mehrere nebeneinander angeordnete Profile jeweils zwei Bearbeitungen für jeden Hub des Folgeverbundwerkzeugs gleichzeitig durchführbar sind, zeichnet sich dadurch aus, dass in einer Arbeitsstation (B) ein Lochvorgang und in einer nachgeschalteten Arbeitsstation (D) die Vereinzelung von jeweils zwei Hohlkörperelementen von dem bzw. von jedem Profil mittels des Abschlagstempels durchführbar ist.
Dabei kann in einer ersten Arbeitsstation (A) ein Durchsetzvorgang durchgeführt werden, bspw. zur Ausbildung einer zylindrischen Vertiefung 208 an einer ersten Breitseite eines im Querschnitt zumindest im Wesentlichen rechteckigen Profils 1 und eines hohlzylindrischen, von einer ringförmigen Vertiefung 212 umgebenen Vorsprungs an einer zweiten, der ersten Breitseite gegenüberliegenden Breitseite des Profils.
Dabei wird der Lochvorgang zum Durchlochen eines nach dem Durchsetzvorgang zwischen dem Boden der zylindrischen Vertiefung 208 und der mittleren Passage des hohlzylindrischen Vorsprungs verbleibenden Steges durchgeführt.
Das Folgeverbundwerkzeug ist in einer Variante ausgelegt, um mit einem eingehenden Profilstreifen 1 mit einem zumindest im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer ersten Breitseite 2 und einer dieser gegenüberliegenden Breitseite 3 zu arbeiten, der aus regelmäßig abwechselnden Profilabschnitten des Profilstreifens 1 und Profilabschnitten, die aus dem Profilstreifen 1 hergestellt sind und jeweils eine zylindrische Vertiefung 208 an der ersten Breitseite und einen hohlzylindrischen, von einer ringförmigen Vertiefung 212 umgebenen Vorsprung 210 an der zweiten Breitseite 3 aufweisen.
Wie oben erwähnt, besteht bei einem erfindungsgemäßen Hohlkörperelement 200 auch die Möglichkeit, die Verdrehsicherungsrippen 272 so auszuführen, dass sie die ringförmige Nut 212 in radialer Richtung überbrücken. Eine solche Ausführung eines Hohlkörperelementes 200 ist in den Fig. 22A-22D gezeigt. Der einzige bedeutende Unterschied zu dem Element gemäß Fig. 13A-13D liegt darin, dass die Verdrehsicherungsrippen 272, wie hier gezeigt, die ringförmige Nut 212 in radialer Richtung überbrücken, wobei das Material, das die Verdrehsicherungsrippen 272 in dieser Ausführung bildet, über deutliche Radien in den Nietabschnitt 210 sowie in den Bodenbereich und in die äußere schräge Seite der ringförmigen Vertiefung 212 übergeht. Die Oberseiten der Verdrehsicherungsrippen 272 in Fig. 22D liegen geringfügig zurückversetzt gegenüber der zweiten Breitseite 3 des Elements, können aber auch bündig mit dieser Seite liegen. Auch hier sieht man, dass die innere zylindrische Seite 288 des zylinderförmigen Nietabschnitts 210 einen Innendurchmesser hat, der etwas größer ist als der äußere Durchmesser des Gewindes 206 ist, um einerseits im vernieteten Zustand die Einführung einer Schraube in das Gewinde 206, in Fig. 22C von unten kommend, zu erleichtern, wobei auch hier der Innendurchmesser 288 über einen konusförmigen Bereich 288" den Gewindeeinlauf bildet, und in das Gewinde übergeht, was auch der Zentrierung einer Schraube bei deren Einführung in das Gewinde 206 dient.
Bei dieser Ausführungsform ist der Radius an der Außenseite des zylindrischen Nietabschnitts 210 etwas ausgeprägter ausgebildet als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13A-13D. Die innere konusförmige Fläche 288' ist dagegen kleiner geraten. Hier ist sie leicht gerundet gezeigt, sie könnte aber auch in an sich bekannter Weise als konusförmige Schneidfläche ausgeführt werden.
Bei der Fig. 22C sieht man die Verdrehsicherungsrippen 272 links und rechts des zylindrischen Nietabschnitts in einer schrägen Seitenansicht, wobei die schraffierte Darstellung eine perspektivische Ansicht der Radien wiedergibt, mit denen das Material der Verdrehsicherungsrippen 272, die hinter der Ebene der Schnittzeichnung der Fig. 22C liegen, in die Schrägfläche der axialen Nut bzw. der ringförmigen Vertiefung 212 übergeht. Eine mögliche Art der Anbringung des Hohlkörperelementes gemäß Fig. 22A-22D an ein Blechteil ist in den Zeichnungen der Fig. 23A-23D für ein verhältnismäßig dünnes Blechteil 280' und in den Fig. 24A-24D für ein verhältnismäßig dickes Blechteil gezeigt. Die Anbringung selbst erfolgt ähnlich dem Verfahren, das bereits im Zusammenhang mit den Fig. 14A-14D beschrieben wurde, d.h. auch unter Zuhilfenahme einer Matrize wie 504, wobei hier die Matrize zusätzlich zu dem mittleren Pfostenbereich bzw. der mittleren Erhebung gemäß Fig. 14C, der bzw. die für die Ausbildung des Nietbördels 506 zuständig sind, um diesen mittleren Pfosten herum eine in Draufsicht quadratische Erhebung aufweist, mit einer Querschnittsform entsprechend der Form der Vertiefung 510 gemäß Fig. 23B und eine Form in Draufsicht komplementär zu der umlaufenden Form der Nut 510 gemäß Fig. 23D. Diese in Draufsicht quadratische Form der äußeren Erhebung der Matrize führt eben zu der Vertiefung 510 gemäß Fig. 23A-23D bzw. Fig. 24A-24D und zugleich zu der entsprechenden Erhebung 512 in diesen Figuren, die eine entsprechend quadratische Form hat und das Hohlkörperelement 200 im Bereich der Anbindung an das Blechteil 280' eng umfasst. Hierdurch wird eine zusätzliche Verdrehsicherheit geschaffen, d.h. zusätzlich zu der Verdrehsicherheit, die durch die Rippen 272 entsteht (in den Fig. 23A-23D bzw. 24A-24D nicht gezeigt, aber dort vorhanden). Unter Umständen könnten die Verdrehsicherungsrippen 272 weggelassen oder weniger hoch ausgebildet werden und die quadratische Erhebung 512, die die Außenseite des Hohlkörperelements 200 umfasst, als alleiniges Verdrehsicherungsmerkmal verwendet werden.
Die in Draufsicht quadratische Erhebung 512 sorgt aber auch für einen optisch ansprechenden Übergang der Unterseite des Hohlkörperelementes 200 in das Blechteil 280'.
Durch einen Vergleich der Fig. 23A-23D und 24A-24D ist ersichtlich, dass ein und dasselbe Hohlkörperelement 200 mit Blechteilen 280' verschiedener Dicken verwendet werden kann und dennoch eine hochwertige Anbindung an das Blechteil 280' sicherstellt. Auf diese Weise gelingt es, beispielsweise mit nur zwei verschiedenen Ausführungen des Hohlkörperelementes 200 im Sinne unterschiedlicher Längen des hohlförmigen Nietabschnitts 210 einen Blechdickenbereich zwischen beispielsweise 0,6 mm und 3,5 mm (ohne Einschränkung) abzudecken. Vorteilhaft ist auch, dass die Unterseite des Blechteils im Bereich des Elements sowie die Unterseite des Nietbördels 506 mit der Unterseite des Blechteils außerhalb des Elements in einer Ebene liegt, was für das Anschrauben eines weiteren Bauteils auf die Unterseite des Blechteils günstig ist. Dies kann erreicht werden egal welche Dick des Blechteils innerhalb des zulässigen Bereiches für die einmal festgelegte Länge des Nietabschnitts liegt.
Das Verfahren zur Herstellung des Hohlkörperelementes 200 gemäß Fig. 22A-22D entspricht weitestgehend dem bisher beschriebenen Verfahren und wird nunmehr kurz anhand der Fig. 25A-25F bzw. 26 und 27 näher erläutert.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen der Fig. 25A-25F sieht man in Fig. 25A, dass der Profilstreifen, aus dem die Elemente hergestellt werden, ein im wesentlichen rechteckiger Streifen ist, wobei aber die Seitenflächen 7 und 8 zueinander leicht schräg stehen, d.h. geneigt sind, und zwar so, dass sie voneinander im Bereich der ersten Breitseite 2 des Profils einen kleineren Abstand aufweisen als im Bereich der zweiten Breitseite 3 des Profils. Dies ergibt sich aus dem schraffierten Bereich des Profilstreifens 1 in Fig. 25A, der den Querschnitt durch den Streifen darstellt.
Die Fig. 25B zeigt den Profilstreifen nach Durchführung des Durchsetzvorgangs, bei dem die zylindrische Vertiefung 208 mit Radius 230 in der ersten Breitseite 2 des Profils ausgebildet ist und der zylindrische Nietabschnitt 210 sowie die diesen umgebende ringförmige Nut 212 in der zweiten Breitseite 3 des Profils erzeugt wird. Obwohl in der Darstellung der Fig. 25B nicht zu sehen, sind auch die Verdrehsicherungsrippen 272, die die ringförmige Nut 212 überbrücken, in diesem ersten Umformschritt miterzeugt. Ferner werden Kerben, wie 514, in der Breitseite 3 des Profilstreifens erzeugt, die senkrecht zur Längsrichtung des Profilstreifens, d.h. von einer Schmalseite 7 zur anderen Schmalseite 8, verlaufen.
Diese Kerben bilden Abschwächungen, die die spätere Abtrennung der einzelnen Elemente vom Profilstreifen erleichtern. Sie bilden in Fig. 25B die Begrenzung des gezeigten mittleren Teils des Streifens, der später ein Hohlelement wie 200 bildet, wobei links von der linken Kerbe 514 ein Teil eines weiteren Hohlkörperelementes und rechts von der rechten Kerbe 514 ein Teil eines noch weiteren Hohlkörperelementes 200 zu sehen ist.
Das Folgeverbundwerkzeug zur Herstellung des Elements gemäß Fig. 22A-22D entspricht den in den Fig. 25A-25F dargestellten und in diesem Zusammenhang beschriebenen Herstellungsschritten und ist in der Fig. 26 und im maßgeblichen Bereich des Folgeverbundwerkzeugs zu einem großen Maßstab in Fig. 27 gezeigt.
Das Folgeverbundwerkzeug der Fig. 26 bzw. 27 entspricht im Allgemeinen dem Folgeverbundwerkzeug gemäß Fig. 15 und 16 und, wie oben erläutert, werden aus diesem Grunde auch die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Teile oder Teile mit den entsprechenden Funktionen verwendet. In dieser Beschreibung des Folgeverbundwerkzeugs gemäß Fig. 26 und 27 werden im Wesentlichen nur die bedeutenden Unterschiede gegenüber dem Folgeverbundwerkzeug gemäß Fig. 15 und 16 bzw. den anderen bereits beschriebenen Folgeverbundwerkzeugen erwähnt.
Während bei dem Folgeverbundwerkzeug der Fig. 15 und 16 die Durchsetzstempel 64, 66 unterhalb des Profilstreifens 1 und die entsprechenden Matrizen 92, 94 oberhalb des Profilstreifens 1 angeordnet sind, sind in dem Beispiel in den Fig. 26 bzw. 27 die Durchsetzstempel 64, 66 oberhalb des Profilstreifens 1 angeordnet, während die entsprechenden Matrizen 92, 94 unterhalb des Profilstreifens sich befinden. Dabei ist die Abstützung der Durchsetzmatrizen 92, 94 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 26 bzw. 27 etwas anders getroffen als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15 bzw. 16. Auch hier sind aber die Matrizen in fester Position im unteren Werkzeug angeordnet.
Sinn der bisher erwähnten geneigten Anordnung der Seitenflächen 7 und 8 des Profilstreifens ist es, dass der Profilstreifen im oberen Bereich benachbart zu dem von den Durchsetzstempel 64, 66 erzeugten zylindrischen Hohlraum 208 durch die Durchsetzstempel 64, 66 in die Breite gedehnt wird, wodurch die Schmalseiten 7 und 8 eher eine Position senkrecht zu den oberen und unteren Breitseiten 2 und 3 annehmen, die dann für eine ordentliche Führung des Profilstreifens auf dem weiteren Weg durch das Folgeverbundwerkzeug hindurch sorgen.
Entsprechend dem Folgeverbundwerkzeug gemäß Fig. 15 und 16 sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 26 und 27 die Lochstempel 84 und 86 oberhalb des Profilstreifens 1 angeordnet, während die entsprechenden Matrizen 100, 102 sich unterhalb des Profilstreifens 1 befinden.
Als weitere Station im Folgeverbundwerkzeug gemäß Fig. 26 und 27 sind zwei Aufweitmatrizen 704, 706 vorgesehen, die dazu dienen, den zylindrischen Nietabschnitt 210 zu dehnen und die Endausbildung des erweiterten hohlzylindrischen Bereichs 288 mit dem konusförmigen Bereich 288", der den Gewindeeinlauf bildet, und den konusförmigen bzw. gerundeten Einlaufbereich 288' unterhalb des Profilstreifens festzulegen. Oberhalb des Profilstreifens befinden sich dann zwei Stempel 700, 702, die in die bereits früher gebildete zylindrische Vertiefung 208 beim Schließen der Presse eingreifen und die von den Aufweitmatrizen 704, 706 in Richtung der Längsachse 226 der einzelnen Hohlkörperelemente wirkenden Kräfte abfangen. Sie können auch zur Korrektur der Form des Hohlkörperelementes im Bereich des Gewindeauslaufes und/oder zur Kalibrierung des Innendurchmessers des Bereichs 208 bzw. des Durchgangloches 204 vor Durchführung des Gewindeschneidvorgangs dienen, der erst nach Abtrennung der einzelnen Elemente vom Profilstreifen durch den Abschlagstempel 222 und Entfernung der einzelnen Hohlkörperelemente aus der Presse stattfindet.
In Abweichung vom bisherigen Folgeverbundwerkzeug gemäß Fig. 15 und 16 wird hier keine gefederte Nocke für die Herausführung der Elemente aus dem Bereich des Abschlagstempels verwendet, sondern es kommt ein einsteckbarer Führungskanal 118 zur Anwendung, der die Elemente, die in Laufrichtung des Profilstreifens das Folgeverbundwerkzeug verlassen, aus dem Bereich des Abschlagstempels hinausführen. Das zweite Hohlkörperelement 200', das bei jedem Hub der Presse vom Profilstreifen getrennt wird, wird wie bisher über eine Durchgangsbohrung 28 in der Abschlagmatrize 30 und einer vergrößerten Bohrung 38 der unteren Platte 12 herausgeführt und kann beispielsweise nach Verlassen der Platte 12 oder noch innerhalb der Platte 12 über eine seitliche Rutsche seitlich aus der Presse herausgeführt werden.
Bei dieser Ausführung sind auch die kleinen Erhebungen beim Bezugszeichen 708 zu beachten. Diese Erhebungen dienen der Ausbildung der Kerben wie 514. Zu beachten ist auch das Element mit dem Bezugszeichen 710. Es handelt sich hier um einen Positionsfühler, der in einen zylindrischen Hohlraum 208 eintaucht, um sicherzustellen, dass der Profilstreifen bisher ordnungsgemäß verarbeitet worden ist und sich an der richtigen Stelle im Folgeverbundwerkzeug befindet.
Taucht der Fühler 710 bei jedem Hub der Presse nicht bei dem vorgesehenen Betrag in einen solchen Hohlraum 208, sondern trifft er beispielsweise auf die obere Breitseite 2 des Profilstreifens benachbart zu einem solchen Hohlraum oder in Abwesenheit eines solchen Hohlraums, weil dieser schlichtweg nicht vorhanden ist, da beispielsweise die Durchsetzstempel wie 64, 66 verschlissen bzw. gebrochen sind, so wird der Fühler 710 beim Schließen der Presse nach oben entgegen der Kraft der Feder 714, die auf dem Bund 712 des Fühlers 710 einwirkt, verschoben und kommt dabei in die Nähe des Näherungssensors 716, der ein entsprechendes Signal abgibt, dass dem sofortigen Anhalten der Presse dient. Der Grund der Störung kann dann untersucht werden und die Presse nach Durchführung der erforderlichen Korrektur bzw. Reparatur wieder in Betrieb genommen werden.
Beim Öffnungshub der Presse muss das obere Werkzeug soweit nach oben gehoben werden, dass die Durchsetzstempel 64, 66, der Fühler 710, die Lochstempel 84, 86 und die Abstützstempel 700, 702 sowie der Abschlagstempel 22 frei von der Oberseite 2 des Profilstreifens kommen, wobei der Profilstreifen soweit angehoben werden muss, dass dieser frei von vorstehenden Teilen des unteren Werkzeugs kommt, wie die Durchsetzmatrizen 92, 94, die Kerben erzeugenden Vorsprünge 708, die Lochmatrizen 100, 102 und die feststehenden Aufweitmatrizen 704, 706 sowie der Abschlagmatrize 30. Für jeden Hub der Presse wird der Profilstreifen um eine Länge entsprechend der Länge von zwei Hohlkörperelementen 200 nach rechts gemäß dem Pfeil 720 verschoben. Bei dieser Ausführungsform entspricht jede Station einer Länge, die ein ganzzähliges Mehrfaches der Länge eines einzelnen Hohlkörperelementes 200 darstellt. Es werden hier, wie auch in den Zeichnungen dargestellt, mehrere Leerstationen vorgesehen, um Bauraum für die einzelnen Werkzeuge des Folgeverbundwerkzeugs zu schaffen. Auch hier wird eine erhebliche Umformung eigentlich nur im Bereich der Durchsetzstempel 64, 66 und der Durchsetzmatrizen 92, 94 vorgenommen, so dass Probleme mit der Längung des Profilstreifens innerhalb des Folgeverbundwerkzeugs nicht zu erwarten sind, zumal ein Teil der Dehnung, die im Bereich der Durchsetzstempel und der Durchsetzmatrizen stattfindet, durch die Schrägstellung der Seiten 7, 8 des Profilstreifens aufgenommen wird und daher nicht in eine Längung des Profilstreifens auswirkt.
Bei allen Ausführungsformen können als Beispiel für den Werkstoff des Profils und der daraus hergestellten Funktionselemente alle Materialien genannt werden, die im Rahmen der Kaltverformung die Festigungswerte der Klasse 8 gemäß ISO-Standard oder höher erreichen, beispielsweise eine 35B2-Legierung gemäß DIN 1654. Die so gebildeten Befestigungselemente eignen sich u.a. für alle handelsüblichen Stahlwerkstoffe für ziehfähige Blechteile wie auch für Aluminium oder dessen Legierungen. Auch können Aluminiumlegierungen, insbesondere solche mit hoher Festigkeit, für das Profil bzw. die Funktionselemente benutzt werden, z.B. AlMg5. Auch kommen Profile bzw. Funktionselemente aus höherfesten Magnesiumlegierungen wie bspw. AM50 in Frage.
Obwohl die vorliegende Erfindung für die Herstellung von im Außenumriss rechteckigen oder quadratischen Elementen gedacht ist, könnte sie auch zur Herstellung von im Außenumriss polygonalen, ovalen oder kreisrunden Elementen oder von solchen mit einer anderen Form verwendet werden, sofern die verwendeten Werkzeuge ausgelegt sind, um aus dem Profilstreifen die erwünschte Umrissform herzustellen, beispielsweise durch die Verwendung von entsprechend gestalteten Stanzwerkzeugen.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Hohlkörperelementen (200), wie Mutterelemente, zur Anbringung an üblicherweise aus Blech (280) bestehenden Bauteilen, insbesondere zur Herstellung von Hohlkörperelementen mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss (202), durch Ablängung einzelner Elemente von einem in Form einer Profilstange (1) oder eines Wickels vorliegenden Profils nach vorheriger Stanzung von Löchern (204) in das Profil, gegebenenfalls mit anschließender Ausbildung eines Gewindezylinders (206) unter Anwendung eines Folgeverbundwerkzeugs (10) mit mehreren Arbeitsstationen (A, Bund D; B und D), in denen jeweilige Bearbeitungen durchgeführt werden, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) dass in einem ersten Schritt ausgehend von einem im Querschnitt rechteckigen Profil (1) ein Durchsetzvorgang durchgeführt wird, der zu einer zylindrischen Vertiefung (208) an einer ersten Breitseite (2) des Profils und einem hohlzylindrischen einen Nietabschnitt bildenden Vorsprung (210) an einer zweiten der ersten Breiteseite (2) gegenüber liegenden Breitseite (3) des Profils führt, der von einer ringförmigen Vertiefung (212) umgeben ist,

b) dass in einem zweiten Schritt ein zwischen dem Boden (214) der zylindrischen Vertiefung und dem Boden (216) des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) verbleibender Steg (218) zur Ausbildung eines durchgehenden Loches (204) durchlocht bzw. herausgestanzt wird,

c) dass in einem dritten Schritt, die Hohlkörperelemente (200) vom Profil abgetrennt und gegebenenfalls mit Gewinde (206) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchsetzvorgang des Schrittes a) der Durchmesser der zylindrischen Vertiefung (208) und der innere Durchmesser des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) zumindest im Wesentlichen gleich ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchsetzvorgang des Schrittes a) oder beim Lochvorgang des Schritts b) die Mündung der zylindrischen Vertiefung (208) an der ersten Breitseite des Profils mit einer gerundeten oder angefasten Einlaufkante (230) ausgeführt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchsetzvorgang des Schrittes a) oder beim Lochvorgang des Schritts b) die Mündung des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) an ihrem freien Ende mit einer gerundeten oder angefasten Auslaufkante (234) versehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Durchlochung des Steges gemäß Schritt b) ein Loch (204) mit einem Durchmesser erzeugt wird, der dem Durchmesser der zylindrischen Vertiefung (208) und dem inneren Durchmesser des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) zumindest im Wesentlichen entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchsetzvorgang des ersten Schrittes a) das freie Ende des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) außen mit einer Fase (236) versehen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchsetzvorgang des ersten Schrittes a) die Ringvertiefung (212) mit einem ringförmigen Bodenbereich (238) versehen wird, der zumindest in etwa in einer Ebene parallel zu der ersten und zweiten Breitseite (2, 3) steht, auf der radial inneren Seite mit einem zumindest im Wesentlichen gerundeten Übergang (240) in die Außenseite des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) und auf der radial äußeren Seite in eine konusförmige Fläche (242) übergeht.
Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die konusförmige Fläche (242) der Ringvertiefung (212) einen eingeschlossenen Konuswinkel im Bereich zwischen 60 und 120°, vorzugsweise bei etwa 90° aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Übergang vom ringförmigen Bereich (240) der Ringvertiefung in die konusförmige Fläche (242) gerundet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslauf der Konusfläche (242) der Ringvertiefung in die zweite Breitseite (3) des Profils gerundet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Herstellung des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) dieser so ausgeführt wird, dass er über die zweite Breitseite des Profils vorsteht, und dass der hohlzylindrische Vorsprung (210) mit einem erweiterten hohlzylindrischen Bereich (288) ausgeführt wird, der im Durchmesser vorzugsweise geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Gewindes (206), wobei die Ausführung mit einem erweiterten hohlzylindrischen Bereich durch einen weiteren Herstellungsschritt in Form eines Aufweitschrittes zwischen dem zweiten und dritten Schritt durchgeführt werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringvertiefung (212) mit einem Außendurchmesser ausgeführt ist, der nur etwas kleiner ausgeführt ist als die kleinste Querabmessung des in Draufsicht rechteckigen Hohlkörperelements (200), wodurch die Ringvertiefung mit der zweiten Breitseite des Profils an den engsten Stellen in der Ebene der zweiten Breitseite verbleibende Stege (284, 286) mit einer Breite im Bereich von 0,25 bis 1 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 mm bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchsetzvorgang gemäß Schritt a) auf der ersten Breitseite (2) des Profils um die zylindrische Vertiefung (208) herum eine ringförmige Erhebung (260) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchsetzvorgang gemäß Schritt a) Verdrehsicherungsmerkmale (272) außen am hohlzylindrischen Vorsprung (210) und/oder innen im Bereich der Ringvertiefung (212) um den hohlzylindrischen Vorsprung (210) herum ausgebildet werden und/oder dass Abschwächungen, beispielsweise in Form von Kerben (514), die sich von einer Längsseite (7) zur anderen Längsseite (8) des Profilstreifens (1) erstrecken und in der zweiten Breitseite (3) des Profilstreifens (1) angeordnet sind, an Stellen zwischen benachbarten Hohlkörperelementen (200) des Profilstreifens ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale durch Rippen (272) und/oder Nuten an der radial äußeren Seite des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale durch Rippen (272) gebildet werden, die sich in axialer Richtung entlang eines Teils des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) zwischen dem Boden der ringförmigen Vertiefung (212) und einer Stelle zwischen der zweiten Breitseite (2) des Profils und dem freien Stirnende des hohlzylindrischen Vorsprungs erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass Verdrehsicherungsmerkmale in Form von sich radial erstreckenden Rippen (272), die die Ringvertiefung (212) überbrücken, im Schritt a) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 14 bzw. 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale in Form von schräg gestellten Verdrehsicherungsrippen ausgebildet werden, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung am hohlzylindrischen Vorsprung entlang erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 14 bzw. 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Verdrehsicherungsrippen ausgebildet werden, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung am hohlzylindrischen Vorsprung entlang erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Vertiefungen ausgebildet werden, und zwar in Schritt a) oder Schritt b), die in der schrägestellten Fläche der Ringvertiefung angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass abweichend vom Anspruch 1 im Schritt a) ebenfalls ausgehend von einem im Querschnitt rechteckigen Profil (1) ein Formvorgang durchgeführt wird, bei dem an der ersten Breitseite (2) des Profils (1) wahlweise keine zylindrische Vertiefung (208) vorgesehen ist, der jedoch an der zweiten Breitseite (3) des Profils (1) zu einer in Draufsicht vorzugsweise polygonalen, insbesondere quadratischen Vertiefung (212') an der zweiten Breitseite (3) des Profils führt, die den hohlzylindrischen Vorsprung (210) umgibt, der teilweise aus dem durch die Ausbildung der Vertiefung (212') verdrängten Material und teilweise aus dem durch die Ausbildung des Hohlraums des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) verdrängten Material gebildet wird, wobei die Vertiefung (212') mit einer bzw. mit mehreren zu der mittleren Längsachse des Hohlkörperelements schräg gestellten Ringfläche bzw. -flächen versehen wird und im zweiten Schritt b) das Material zwischen der ersten Breitseite (2) des Profils (1) und dem Boden (216) des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) zur Ausbildung eines durchgehenden Loches (204) durchlocht bzw. herausgestanzt wird.
Hohlkörperelement zur Anbringung an einem üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteil (280) mit einem insbesondere zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss, mit einer ersten Breitseite (2) und einer zweiten Breitseite (3), mit einem hohlzylindrischen Vorsprung (210) ohne Hinterschneidung, der über die zweite Breitseite (3) vorsteht und von einer Ringvertiefung (212) in der zweiten Breitseite umgeben ist sowie mit einem Loch (204), das sich von der ersten Breitseite (2) durch den hohlzylindrischen, einen Nietabschnitt bildenden Vorsprung bzw. durch den Stanzabschnitt (222) hindurch erstreckt, wobei das Loch gegebenenfalls einen Gewindezylinder (206) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass Verdrehsicherungsmerkmale (272) außen am hohlzylindrischen Vorsprung (210) und/oder innen im Bereich der Ringvertiefung (212) um den hohlzylindrischen Vorsprung (210) herum ausgebildet werden.
Hohlkörperelement nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale durch Rippen (272) und/oder Nuten an der radial äußeren Seite des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) gebildet werden.
Hohlkörperelement nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale durch Rippen (272) gebildet werden, die sich in axialer Richtung am hohlzylindrischen Vorsprung (210) entlang erstrecken.
Hohlkörperelement nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsrippen (272) eine radiale Breite haben, die zumindest im Wesentlichen im Bereich zwischen 10 % und 60% der Wanddicke des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) liegt.
Hohlkörperelement nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass Verdrehsicherungsmerkmale in Form von sich radial erstreckenden Rippen (272), die die Ringvertiefung (212) überbrücken, vorgesehen sind.
Hohlkörperelement nach Anspruch 22 bzw. 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Verdrehsicherungsrippen vorgesehen sind, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung an den hohlzylindrischen Vorsprung (210) entlang erstrecken.
Hohlkörperelement nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Vertiefungen vorgesehen sind, die in der schrägestellten Fläche der Ringvertiefung angeordnet werden.
Hohlkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Breitseite (3) radial außerhalb der Ringvertiefung (212) in einer Ebene liegt, d.h. abgesehen von etwaigen Rundungen oder Fasen an den Übergängen in die Seitenflanken des Hohlkörperelements, und somit keine Balken, Nuten oder Hinterschneidungen im Bereich außerhalb der Ringvertiefung (212) aufweist.
Hohlkörperelement nach einem der Ansprüche 22 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mündung der zylindrischen Vertiefung (208) an der ersten Breitseite des Profils mit einer gerundeten oder angefasten Einlaufkante (230) ausgeführt ist.
Hohlkörperelement nach einem der Ansprüche 22 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mündung des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) an ihrem freien Ende mit einer gerundeten oder angefasten Auslaufkante (234) vorgesehen ist.
Hohlkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 31,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringvertiefung (212) mit einem ringförmigen Bodenbereich (238) versehen wird, der zumindest in etwa in einer Ebene parallel zu der ersten und zweiten Breitseite (2, 3) steht, auf der radial inneren Seite mit einem zumindest im Wesentlichen gerundeten Übergang (240) in die Außenseite des hohlzylindrischen Vorsprungs und auf der radial äußeren Seite in eine konusförmige Fläche (242) übergeht.
Hohlkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringvertiefung (212) mit einem Außendurchmesser ausgeführt ist, der nur etwas kleiner ist als die kleinste Querabmessung des in Draufsicht rechteckigen Hohlkörperelements (200), wodurch die Ringvertiefung mit der zweiten Breitseite des Profils an den engsten Stellen in der Ebene der zweiten Breitseite verbleibende Stege im Bereich von 0,25 und 1 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 mm bildet.
Hohlkörperelement nach Anspruch 22 dadurch gekennzeic hnet,
dass die Ringvertiefung (212') in Draufsicht polygonal und insbesondere quadratisch ist, und dass die Ringvertiefung (212') mit mehreren zu der mittleren Längsachse des Hohlkörperelements schräg gestellten Fläche bzw. Flächen versehen ist, die zu der Blechanlagefläche des Hohlkörperelements gehören und in die zweite Breitseite (3) auslaufen.
Zusammenbauteil bestehend aus einem Hohlkörperelement (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 34, das an einem Bauteil, beispielsweise einem Blechteil (280) angebracht ist, wobei das Material des Bauteils bzw. des Blechteils (280) an der Oberfläche der Ringvertiefung (212) des Hohlkörperelements, an der Oberfläche der Verdrehsicherungsmerkmale (272) sowie an der Oberfläche des zu einem Nietbördel umgebördelten hohlzylindrischen Vorsprungs (210) anliegt.
Zusammenbauteil nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
dass die axiale Tiefe der Ringnut (282) im Blechteil in Abhängigkeit von der Länge des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) und der Dicke des Blechteils (280) so gewählt ist, dass der Nietbördel nicht oder nur geringfügig über die Seite des Blechteils vorsteht, die dem Körper des Hohlkörperelements (200) abgewandt ist und im Bereich unterhalb der zweiten Breitseite (3) des Hohlkörperelements um die Ringvertiefung (212) des Hohlkörperelements herum vorliegt.
Zusammenbauteil nach Anspruch 35 oder 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Breitseite (3) des Hohlkörperelements (200) im Bereich um die Ringvertiefung (212) des Hohlkörperelements (200) herum zumindest im Wesentlichen nicht oder höchstens geringfügig in das Blechmaterial eingedrückt ist.
Zusammenbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Draufsicht einen rechteckigen Verlauf entsprechend dem Außenumriss des Hohlkörperelements (200) aufweisende Mulde (510) im Blechteil auf der Nietbördelseite des Hohlkörperelements (200) vorgesehen ist, wobei eine Erhebung (512) mit einem entsprechenden Verlauf das Hohlkörperelement auf der dem Nietbördel abgewandten Seite des Blechteils (280') umfasst und als zusätzliche Verdrehsicherung oder als Ersatz für sonstige Verdrehsicherungsmerkmalen (272) dient.
Folgeverbundwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zum Herstellen von Hohlkörpernietelementen (200) nach einem der Ansprüche 22 bis 34, wie Mutterelemente, zur Anbringung an üblicherweise aus Blech (280) bestehenden Bauteilen, insbesondere zur Herstellung von Hohlkörperelementen mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Außenumriss (202), durch Ablängung einzelner Elemente von einem in Form einer Profilstange oder eines Wickels vorliegenden Profils (1) nach vorheriger Stanzung von Löchern (204) in das Profil, gegebenenfalls mit anschließender Ausbildung eines Gewindezylinders (206) unter Anwendung eines Folgeverbundwerkzeugs mit mindestens zwei Arbeitsstationen (Bund D), wobei in jeder Arbeitsstation für das Profil bzw. für mehrere nebeneinander angeordnete Profile jeweils zwei Bearbeitungen für jeden Hub des Folgeverbundwerkzeugs gleichzeitig durchführbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Arbeitsstation (A) ein Durchsetzvorgang bspw. zur Ausbildung einer zylindrischen Vertiefung (208) an einer ersten Breitseite des im Querschnitt zumindest im Wesentlichen rechteckigen Profils (1) ohne Balken und eines hohlzylindrischen von einer ringförmigen Vertiefung (212) umgebenden und einen Nietabschnitt bildenden Vorsprungs an einer zweiten der ersten Breitseite gegenüberliegenden Breitseite des Profils durchführbar ist und dass in einer Arbeitsstation (B) ein Lochvorgang und in einer nachgeschalteten Arbeitsstation (D) die Vereinzelung von jeweils zwei Hohlkörperelementen von dem bzw. von jedem Profil mittels des Abschlagstempels durchführbar ist.
Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Lochvorgang zum Durchlochen eines sich nach dem Durchsetzvorgang zwischen dem Boden der zylindrischen Vertiefung (208) und der mittleren Passage des hohlzylindrischen Vorsprungs verbleibenden Steges durchführbar ist.
Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,
dass es ausgelegt ist, um mit einem eingehenden Profilstreifen (1) mit einem zumindest im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer ersten Breitseite (2) und einer dieser gegenüberliegenden Breitseite (3) zu arbeiten, der aus regelmäßig abwechselnden Profilabschnitten des Profilstreifens (1) und Profilabschnitten, die aus dem Profilstreifen (1) hergestellt sind und jeweils eine zylindrische Vertiefung (208) an der ersten Breitseite und einen hohlzylindrischen, von einer ringförmigen Vertiefung (212) umgebenen Vorsprung (210) an der zweiten Breitseite (3) aufweist.
Walzwerk (600, 602) zur Anwendung in Kombination mit einem Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 41 und das ausgelegt ist, um aus einem eingehenden Profilstreifen (1) mit einem zumindest im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer ersten Breitseite (2) und einer dieser gegenüberliegenden Breitseite (3) einen ausgehenden Profilstreifen aus regelmäßig abwechselnden Profilabschnitten herzustellen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ausgehende Profilstreifen (1) aus abwechselnden Profilabschnitten besteht, die aus ersten Profilabschnitten, die zumindest im Wesentlichen die Querschnittsform des eingehenden Profilstreifens aufweisen und zweiten Profilabschnitten bestehen, die aus dem eingehenden Profilstreifen (1) hergestellt sind und jeweils eine zylindrische Vertiefung (208) an der ersten Breitseite und einen hohlzylindrischen, von einer ringförmigen Vertiefung (212) umgebenen Vorsprung (210) an der zweiten Breitseite (3) aufweisen und
dass das Walzwerk aus einer ersten Walze (600) und einer zweiten Walze (602) besteht, die miteinander synchronisiert in entgegengesetzten Drehrichtungen (604, 606) umlaufen und den eingehenden Profilstreifen (1) in einem Spaltbereich zwischen sich umformen, wobei die erste Walze (600) mehrere in regelmäßigen Winkelabstände angeordnete Vorsprünge (612) aufweist, mit einer Form, die zu der der zylindrischen Vertiefung (208) komplementär ist und die zweite Walze (602) ebenfalls mehrere in den gleichen Abständen wie die Vorsprünge der ersten Walze angeordnete Formteile (614) bzw. Formbereiche aufweist, die jeweils eine Form aufweisen, die zu der Form des über die zweite Breitseite des Profilstreifens herausragenden Teils des hohlzylindrischen Vorsprungs komplementär ist.
Walzwerk nach Anspruch42,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorsprünge (612) der ersten Walze (600) und die Formteile (614) bzw. Formbereiche der zweiten Walze (602) Freimachungen aufweisen, die dafür sorgen, dass eine saubere Abrollbewegung bei den Walzen stattfindet, d.h. keine Kollisionen der Walzen beim Auslaufen aus dem auslaufenden Profilstreifen (1') stattfinden können.
Walzwerk nach einem der Ansprüche 42 oder 43,
dadurch gekennzeichnet,
dass das durch jeden Vorsprung (612) der ersten Walze (600) verdrängte Volumen an Profilstreifenmaterial zumindest im Wesentlichen dem Materialvolumen der Materialverdrängung auf der Seite der zweiten Walze entspricht, d.h. dem Volumen, das sich wie folgt zusammensetzt: das Volumen des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) zuzüglich des Volumens eines sich über die zweite Breitseite hinaus erstreckenden Bodenbereiches des Vorsprungs und abzüglich des Volumens einer etwaigen diesen umgebenden ringförmigen Vertiefung (212).
Walzwerk nach einem der Ansprüche 42 bis 44,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorsprünge (612) der ersten Walze (600) und/oder die Formteile (614) der zweiten Walze (602) durch jeweilige Einsätze der jeweiligen Walzen gebildet sind.