Beschreibung description
Title of Invention: Verfahren und Vorrichtung zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen Technisches Gebiet Title of Invention: Method and apparatus for setting non-cutting self-piercing fasteners. Technical field
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen von spanlos The present invention relates to a method for setting without cutting
selbstlochformenden Verbindungselementen wie Schrauben oder Blindnieten in ein oder mehrere Bleche, wobei das oder die Bleche kurz vor Beginn des Setzvorganges mittels elektrischer Energie erhitzt werden. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Setzen eines spanlos Selbstlochformenden fasteners such as screws or blind rivets in one or more sheets, the sheet or sheets are heated shortly before the beginning of the setting process by means of electrical energy. Furthermore, the present invention relates to a corresponding device for setting a non-cutting
selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche. Selbstlochformenden connecting element in one or more sheets.
[0002] Spanlos selbstlochformende Verbindungselemente, die auch als Fließloch- Bohrschrauben oder -Verbindungselemente bezeichnet werden, werden in der Industrie zunehmend bevorzugt eingesetzt, da bei ihrer Verwendung auf Vorbohren und Gewindeschneiden verzichtet werden kann und bei der Verarbeitung keine Späne anfallen. Spanlos self-perforating fasteners, which are also referred to as Fließloch- drilling screws or -Verbindungselemente, are increasingly preferred in the industry, since their use can be dispensed with pre-drilling and tapping and incurred during processing no chips.
Stand der Technik State of the art
[0003] Bisher konnten diese Verbindungselemente jedoch lediglich in Verbindung mit normalen Stahl- und Aluminiumblechen verwendet werden. Eine Verwendung in hochfesten Stahlblechen ohne Vorbohren schied aus, da die durch das So far, however, these fasteners could only be used in conjunction with normal steel and aluminum sheets. A use in high-strength steel sheets without pre-drilling differed, as by the
Verbindungselement übertragbare Wärmeenergie nicht ausreicht, um ein hochfestes Stahlblech entsprechend zu erweichen. Connecting element transferable heat energy is insufficient to soften a high-strength steel sheet accordingly.
[0004] Zur Lösung dieses Problems hat der hierzu nächstgelegene Stand der Technik, die DE 196 34 417 AI, bereits vorgeschlagen, das Material des Bleches in das To solve this problem of this closest prior art, DE 196 34 417 Al, has already been proposed, the material of the sheet in the
Verbindungselement gesetzt werden soll, durch elektrische Connecting element should be set by electrical
[0005] Energie in Form eines Lichtbogens zwischen einem der Lochformung dienenden Werkzeug und dem Blech zu erhitzen. To heat energy in the form of an arc between a die forming tool and the sheet.
[0006] Dieser Vorschlag hat aber erhebliche Nachteile, da die Stromdichte in der Bohrspitze des Lochformwerkzeugs stets wesentlich höher ist, als in dem großflächigen Blech. Dadurch erhitzt sich die Bohrspitze stärker als das Blech und die Bohrspitze wird stärker erweicht als das Blech, was im Sinne der hier vorliegenden Aufgabenstellung klar kontraproduktiv ist. Des weiteren kann die Spitze des Lochformwerkzeugs, deren Form für eine korrekte Lochformung von außerordentlich großer Bedeutung ist, durch den Lichtbogen und den damit verbundenen Kontaktabbrand beschädigt oder verformt werden, wodurch wiederum das Formen des Loches erheblich erschwert werden kann. However, this proposal has considerable disadvantages, since the current density in the drill bit of the hole forming tool is always substantially higher than in the large-area sheet metal. As a result, the drill bit heats up more than the sheet and the drill bit is softened more than the sheet, which is clearly counterproductive in terms of the present task. Further, the tip of the hole forming tool, the shape of which is of paramount importance for correct hole formation, may be damaged or deformed by the arc and the concomitant contact erosion, which, in turn, can significantly complicate the forming of the hole.
Darstellung der Erfindung
[0007] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen in hochfeste Stahlbleche unmittelbar während des Erhitzens des Bleches und ohne den Einsatz eines separaten Presentation of the invention It is therefore an object of the present invention, the setting of non-cutting self-perforating fasteners in high-strength steel sheets directly during heating of the sheet and without the use of a separate
Lochformwerkzeuges zu ermöglichen. To allow hole forming tool.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die According to the invention this object is achieved by a method in which the
Erhitzung durch eine Induktionsspule erfolgt, die in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement gesetzt wird. Heating is performed by an induction coil, which is placed near a location on the sheet or plates on which the connecting element is placed.
[0009] Ebenso kann die vorliegende Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche gelöst werden, die mit einer Induktionsspule versehen ist, die zumindest vor und/oder während des Setzvorganges in der Nähe der Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet ist, an der das Verbindungselement gesetzt werden soll. Likewise, the present object can be achieved by a device for setting a non-cutting self-hole connecting element in one or more sheets, which is provided with an induction coil, at least before and / or during the setting process in the vicinity of the point on or the sheets is arranged, on which the connecting element is to be set.
[0010] Bevorzugt ist es dabei, wenn die Induktionsspule konzentrisch zu der Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement gesetzt werden soll. It is preferred in this case if the induction coil is arranged concentrically to the location on the sheet or plates on which the connecting element is to be set.
[0011] Besonders bevorzugt ist es, wenn die Induktionsspule eine zentrale Öffnung aufweist und während des Setzvorganges oberhalb des oder Bleche verbleibt und das It is particularly preferred if the induction coil has a central opening and remains during the setting process above the or sheets and the
Verbindungselement durch diese zentrale Öffnung der Induktionsspule hindurch gesetzt wird. Connecting element is set through this central opening of the induction coil.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
[0012] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand des in den beiliegenden In the following, the present invention with reference to the accompanying in the
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Drawings illustrated embodiment explained in more detail.
[0013] Es zeigt: It shows:
[0014] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Setzen von spanlos Fig. 1 shows an inventive device for setting without cutting
selbstlochformenden Verbindungselementen von vorne; self-hole forming fasteners from the front;
[0015] Fig. 2 die Vorrichtung der Figur 1 von der Seite; FIG. 2 shows the device of FIG. 1 from the side; FIG.
[0016] Fig. 3 das Detail A der Figur 1 ; und FIG. 3 shows detail A of FIG. 1; FIG. and
[0017] Fig. 4 das Detail B der Figur 1. FIG. 4 shows the detail B of FIG. 1.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Best way to carry out the invention
[0018] Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Setzen eines spanlos FIG. 1 shows a device according to the invention for setting a chipless
selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche. Die Selbstlochformenden connecting element in one or more sheets. The
Vorrichtung 10 umfasst dabei einen Halter 12, der nach Art einer Ständerbohrmaschine einen Schrauber 14 trägt. Der Schrauber trägt an seinem Schraubwerkzeug ein Device 10 comprises a holder 12, which carries a screwdriver 14 in the manner of a drill press. The screwdriver engages with his screwdriver
Verbindungselement 16, in diesem Fall eine spanlos selbstlochformende Schraube, das heißt ein Verbindungselement 16 mit selbstlochformender Bohrspitze und Connecting element 16, in this case a non-cutting self-tapping screw, that is, a connecting element 16 with self-perforating drill bit and
Außengewinde. External thread.
[0019] Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel soll das Verbindungselement 16 in zwei
Bleche 18, 20 gesetzt werden, die auf einer Auflage 22 mit einer Ausnehmung 24 unter der Stelle, an der das Verbindungselement 16 gesetzt werden soll, angeordnet werden. In the present embodiment, the connecting element 16 in two Sheets 18, 20 are placed, which are arranged on a support 22 with a recess 24 under the point at which the connecting element 16 is to be set.
[0020] Erfindungsgemäß ist hier eine kreisringförmige Induktionsspule 26 oberhalb der Ausnehmung 24 und oberhalb der beiden Bleche 18, 20 angeordnet. Die According to the invention here is an annular induction coil 26 above the recess 24 and above the two sheets 18, 20 are arranged. The
Induktionsspule 26 weist dabei eine zentrale Öffnung auf, die konzentrisch zu der Stelle angeordnet ist, an der das Verbindungselement 16 gesetzt werden soll. Induction coil 26 in this case has a central opening which is arranged concentrically to the point at which the connecting element 16 is to be set.
[0021] Der Setzvorgang läuft erfindungsgemäß dann folgendermaßen ab: The setting process according to the invention then proceeds as follows:
[0022] Die Induktionsspule 26 wird hinreichend lange mit einem Wechselstrom geeigneter Frequenz und Spannung beaufschlagt, sodass der Bereich der Bleche 18, 20 unter der Induktionsspule 26 und damit oberhalb der Ausnehmung 24 hinreichend erhitzt wird. The induction coil 26 is sufficiently long applied with an alternating current suitable frequency and voltage, so that the region of the sheets 18, 20 under the induction coil 26 and thus above the recess 24 is heated sufficiently.
[0023] Sodann wird das spanlos selbstlochbohrende Verbindungselement 16 wie beim Then, the non-cutting self-drilling connecting element 16 as in
Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen aus dem Stand der Technik bekannt an der jetzt erfindungsgemäß erhitzten Stelle in die beiden Bleche 18, 20 gesetzt. Setting of non-cutting self-perforating fasteners known from the prior art at the now heated according to the invention place in the two sheets 18, 20 set.
[0024] Die Ausnehmung 24 stellt dabei einerseits den Raum zur Verfügung, der den Teil des Verbindungselementes 16 aufnimmt, der nach dem Setzen unten aus den Blechen 18, 20 heraus- und übersteht und verhindert gleichzeitig eine Wärmeabführung The recess 24 provides on the one hand, the space available, which receives the part of the connecting element 16 which protrudes after setting down from the sheets 18, 20 and at the same time prevents heat dissipation
beziehungsweise Kühlung der Bleche 18, 20 über die Auflage 22. or cooling of the sheets 18, 20 on the support 22nd
[0025] Erfindungsgemäß können nun auch Bleche 18, 20 aus wesentlich härteren According to the invention can now also sheets 18, 20 from much harder
Stahlsorten mit spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen verbunden beziehungsweise bestückt werden. Steel grades are connected or equipped with non-cutting self-hole forming fasteners.
[0026] Anstelle des hier dargestellten Ausführungsbeispiels des Setzens des Instead of the illustrated embodiment of setting the
Verbindungselementes 16 in zwei Bleche 18, 20 kann das Verbindungselement erfindungsgemäß auch lediglich in ein einzelnes Blech oder in drei oder mehr Bleche gesetzt werden.
Connecting element 16 in two sheets 18, 20, the connecting element according to the invention can also be set only in a single sheet or in three or more sheets.