EP2609340A1 - Fastening element - Google Patents

Fastening element

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Publication number
EP2609340A1
EP2609340A1 EP11748375.0A EP11748375A EP2609340A1 EP 2609340 A1 EP2609340 A1 EP 2609340A1 EP 11748375 A EP11748375 A EP 11748375A EP 2609340 A1 EP2609340 A1 EP 2609340A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fastening element
fastener
punching
element according
edge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11748375.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Frank
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuerth International AG
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Original Assignee
Wuerth International AG
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuerth International AG, Adolf Wuerth GmbH and Co KG filed Critical Wuerth International AG
Publication of EP2609340A1 publication Critical patent/EP2609340A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/005—Set screws; Locking means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F16B19/086—Self-piercing rivets
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    • F16B25/0036—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
    • F16B25/0084—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by geometric details of the tip
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B25/10—Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws
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    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/10—Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws
    • F16B25/106—Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws by means of a self-piercing screw-point, i.e. without removing material

Definitions

  • the invention relates to a fastener which is driven in a jerky movement in a non-perforated underground.
  • the invention is based on the object to provide a suitable for driving into a non-perforated workpiece fastener that results in a simple construction to a lower deformation of the workpiece in the area caused by the fastener attachment.
  • the invention proposes a fastening element with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.
  • the fastening element does not contain a point, but rather a punched section with an end face which is delimited by a peripheral peripheral edge.
  • This end face and thus also the peripheral edge bounding it are not in a plane that runs transversely to the longitudinal axis.
  • This causes the frontal area first at one point - - or tip meets with its peripheral edge on the workpiece, so that there begins the opening of the workpiece.
  • the peripheral edge extends in a circumferential direction as a cutting edge or in the case of several tips this is the case in at least one case.
  • the peripheral edge has at least one section in which it extends (approximately) parallel to the longitudinal axis of the fastening element.
  • the front punching section of the fastening element has a cylindrical, in particular a circular cylindrical, outer contour.
  • the at least one punching edge is formed by a cutting line between the end face of the fastening element and a cylindrical outer contour of the fastening element, preferably by the cylindrical outer contour of the punching section.
  • the punched section has a smaller cross section than the actual - - Body of the fastener. It has been found that forming a hole with a smaller cross-section than corresponds to the cross-section of the fastener leads to good results both in the design of the fastener and in that the effort or force to drive in such fastener is not too great becomes.
  • a transition section is arranged and formed between the front punching section and the fastening element body, which produces the transition between the larger cross section and the smaller cross section.
  • transition section can now have different shapes.
  • the transition section can be conical, that is, with a straight-line side line.
  • transition section is ballistic, the side line is thus convexly curved.
  • transition section has a concavely curved side line.
  • the side line of the transition section is composed of sections of different configuration, ie ballistic, conical and concave sections.
  • the oblique course of the end face should lead to the punching edge impinging on the workpiece at different times or gradually, thereby - - perform a shearing action.
  • This can also be achieved by using a more complicated shape of the end face, in order to thereby come to an even more gradual placement of the punching edge on the workpiece.
  • the punching edge extending from a leading point along a gradually approaching the head of the fastener around the circumference of the fastener around leading line extends.
  • this line can lead around the fastener along a complete turn.
  • this line may be a helix.
  • the punching operation is performed as a shearing operation along a circumferential position.
  • the punching edge is then closed in front view, but not in side view. It is also possible that the punching edge extending from two leading points or points along each extending a gradually approaching the head of the fastener, around the circumference of the fastener partially around leading line, preferably along each half a turn.
  • the end face is stepped, with an outer part and an inner projection, wherein both the outer part of the end face and the inner projection are each surrounded by a punching edge.
  • the arrangement of an inner projection within the end face with its own punched edge has the advantage that the beginning of the attachment process of the workpiece is closer to the center of the hole to be produced or closer to the axis of the fastener. This can be advantageous there, if it depends on a very accurate vertical alignment of the fastener to the surface of the workpiece. It creates a lower - -
  • the stamped edge of the projection merges into the stamped edge of the outer part of the end face.
  • the punching edge runs along a closed line, preferably a circular line.
  • the at least one cutting edge extends along at least half of the circumference of the end face of the fastening element.
  • the fastening element can be advantageously provided to adapt the fastening element to the workpieces in such a way that the at least one cutting edge has an axial height which corresponds at least to the thickness of the workpieces to be joined.
  • the fastening element can be designed, for example, as a weft rivet. However, it can also be designed as a screw which can be inserted as far into the workpiece until an opening is formed in the workpiece in the manner of a passage, into which the thread of the screw can be screwed in order to form the counter thread there.
  • the fastening element has circumferential grooves, which do not form threads, but can contribute to improved fixing. Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the claims and abstract, the wording of which is incorporated herein by reference, the following description of preferred embodiments of the invention. , _ tion and the drawing. Hereby show:
  • Figure 1 shows the side view of a fastener in the form of a
  • Figure 2 shows the side view of a fastener in the form of a
  • Figure 3 shows the side view of a fastener in the form of a
  • FIG. 4 shows the side view of a stamped section with a peripheral edge running along a helical line
  • Figure 5 is a side view of the embodiment of Figure 4 from a 90 ° offset direction
  • Figure 6 is the perspective view of the embodiment of FIG.
  • Figure 7 is a side view of a punching section with two sections of the peripheral edge
  • Figure 8 shows the side view of the embodiment of Figure 7 from a 90 ° offset direction
  • FIG. 9 shows the side view of the embodiment of FIGS. 7 and 8 from a further direction;
  • FIG. 10 shows a punching section with a circumferential punching edge;
  • Figure 11 shows the side view of the embodiment of Figure 10 from a 180 ° offset direction
  • Figure 12 is a perspective view of the embodiment of Figures 10 and 11;
  • FIG. 13 shows the front end of a fastening element without a transition region with a peripheral edge formation corresponding to FIG. 10;
  • FIG. 14 shows a fastening element with a stepped end face
  • Figure 15 shows the side view of the embodiment of Figure 14 from a 90 ° offset direction;
  • Figure 16 is a perspective view of the fastener of
  • FIGS. 14 and 15 are identical to FIGS. 14 and 15;
  • FIG. 17 shows a punching section with an end face configuration according to FIG. 16.
  • FIG. 1 shows, as an example of a fastening element proposed by the invention, a tubular rivet with a body 1, at one end of which a head 2 is formed.
  • the head 2 projects radially beyond the cylindrical body 1 of the fastener. Its underside forms an abutment shoulder 3, which comes to rest in a fastened state on the upper side of the workpiece.
  • the fastening element has an end face 5, which is only indicated here.
  • FIG. It deals - - is a Dornbruchniet whose body 1 looks the same as the body 1 of the fastener of Figure 1.
  • a rivet mandrel 6 which is pulled to the formation of a rivet head.
  • FIG. It is a punching screw with a fastener body 7, at one end of a screw head 8 is arranged.
  • the bottom of the screw head forms a contact shoulder 3 as in the previous fasteners.
  • a punching section 9 is formed, which is bounded by an obliquely extending end face 5.
  • a transition section 10 is formed, which has a concave curved side line in the example shown.
  • FIGS. 4 to 6 show an embodiment in which the punching edge 41 is not along a closed path.
  • the cutting edge 41 extends around the cylindrical punching section along a helical line and ends in the circumferential direction in the same place on which it has also started, but axially offset.
  • the front end of the punching section 9 has a side surface 23 located in a longitudinal center plane.
  • FIGS. 7 to 9 practically comprises a doubling - Pelung the type of shearing as in the embodiment of Figure 4 to 6, since now cut at two points of the circumference or sheared.
  • the punching edge 41 extends from two points or points 22, starting from each half a circumference with increasing axial distance from the two leading points.
  • the punching spot is sheared at two locations along the circumference. These two locations run in the same direction around the circumference of the punching section.
  • FIGS. 10 to 12 again show an embodiment in which the punching edge 41 has an increasing distance from a leading end 22 along a circumference. The end of this course is then connected via a not parallel to the longitudinal axis extending edge 32 with the top 22.
  • FIG. 13 shows that such a course of the punching edge 41 is also possible with a fastening element without a transition section.
  • FIGS. 14 to 16 now show yet another embodiment in which the end face 25 is step-shaped.
  • the end face contains an outer part 25 a, within which a projection 26 is arranged, which in turn has an end face 35.
  • the end face 35 of the projection 26 extends obliquely to the longitudinal axis and is surrounded by a punching edge 41.
  • the punching edge 41 is then in the punching edge 41 a of the outer portion 25 a of the end face over.
  • This punching edge 41 a extends as in the embodiment of Figure 4 to 6, that is along a line having a gradually decreasing distance from the head 2 of the fastener. For example, it can run on a helix, by exactly one turn.
  • the embodiment just described has the advantage that the beginning of the stamping operation begins closer to the central axis of the fastener. - -
  • the design of the front end of the fastener can be realized both with fasteners with a reduced diameter punching section 9 as well as a fastener with a non-reduced diameter punching section. This is indicated by the figure 17.
  • the fastening element can be driven in a jerky movement into a non-perforated substrate, for example two metal sheets lying one above the other, so that the cutting edges are used in a stamping process.

Abstract

The invention relates to a fastening element, which can be designed as a blind rivet or a screw and is intended to be driven into a non-perforated workpiece. In the front region intended to be driven into the workpiece, said element contains a punching section (9) which is cylindrical and has a front end face (5) that runs obliquely to the longitudinal axis. The punching section (9) can have a smaller diameter than the body (1) of the fastening element or can have the same diameter. The intersection of the end face (5) with the outside of the punching section (9) forms a punching edge. Owing to the oblique course of the end face, said punching edge is arranged in such a manner that the punching edge first strikes the sheet metal at one point or also two points when the fastening element is driven in, and the opening in the sheet metal is enlarged at a point extending around the circumference by shearing off of the sheet metal.

Description

Beschreibung  description
Befestigungselement  fastener
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, das in einer ruckartigen Bewegung in einen nicht gelochten Untergrund eingetrieben wird. The invention relates to a fastener which is driven in a jerky movement in a non-perforated underground.
Es ist bereits ein Schussniet bekannt, der mithilfe eines Schussgeräts in ein nicht gelochtes Werkstück eingetrieben wird. Dessen Nietdorn weist an seinem den Werkstücken zugewandten Ende eine Spitze auf, die auch pyramidenförmig ausgebildet sein kann (EP 1085952). Eine solche bei Schussnieten übliche Spitze erleichtert das Eindringen in das nicht gelochte Werkstück. There is already a Schussniet known which is driven by means of a firing device in a non-perforated workpiece. Whose rivet mandrel has at its end facing the workpieces on a tip, which may also be pyramid-shaped (EP 1085952). Such a tip, which is common in weft rivets, facilitates penetration into the non-perforated workpiece.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei bestimmten Anwendungsfäl- len die durch eine solche Spitze erzeugte Verformung des Werkstücks im Bereich der Befestigungsstelle zu ungeeigneten Ergebnissen führt. However, it has been found that in certain applications, the deformation of the workpiece produced by such a tip in the region of the attachment point leads to unsuitable results.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein zum Eintreiben in ein nicht gelochtes Werkstück geeignetes Befestigungselement zu schaffen, das bei einfachem Aufbau zu einer geringeren Verformung des Werkstücks im Bereich der durch das Befestigungselement bewirkten Befestigung führt. The invention is based on the object to provide a suitable for driving into a non-perforated workpiece fastener that results in a simple construction to a lower deformation of the workpiece in the area caused by the fastener attachment.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Befestigungsele- ment mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. To solve this problem, the invention proposes a fastening element with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.
Das Befestigungselement enthält also im Bereich seines vorderen, den Werkstücken zugewandten Endes keine Spitze, sondern einen Stanzab- schnitt mit einer Stirnfläche, die von einer umlaufenden Umfangskante begrenzt ist. Diese Stirnfläche und damit auch die sie eingrenzende Umfangskante liegen nun nicht in einer Ebene, die quer zur Längsachse verläuft. Dies führt dazu, dass die Stirnfläche zunächst an einer Stelle - - bzw. Spitze mit ihrer Umfangskante auf das Werkstück trifft, so dass dort die Öffnung des Werkstücks beginnt. Von dieser Spitze ausgehend erstreckt sich die Umfangskante in einer Umfangsrichtung als Schneidkante beziehungsweise bei mehreren Spitzen ist dies bei mindestens einer der Fall. Beim weiteren Eindringen des Stanzabschnitts kommen nach und nach alle Stellen der Stanzkante(n) mit dem Werkstück in Berührung, so dass die Öffnung ähnlich wie bei einem Abscheren nach und nach erzeugt wird. Dies führt dazu, dass einerseits das Werkstück im Bereich der Öffnung weniger stark verformt wird und andererseits keine zu starke Abbremsung des Befestigungselements bewirkt wird. Zusätzlich wird wegen des Abscherens eines Teils des Werkstücks ein Loch mit einem sauberen Rand erzeugt. Ein solcher sauberer Rand neigt nicht zum Einreißen, wie dies bei einem durch eine Spitze erzeugte Loch auftreten kann. Thus, in the region of its front end facing the workpieces, the fastening element does not contain a point, but rather a punched section with an end face which is delimited by a peripheral peripheral edge. This end face and thus also the peripheral edge bounding it are not in a plane that runs transversely to the longitudinal axis. This causes the frontal area first at one point - - or tip meets with its peripheral edge on the workpiece, so that there begins the opening of the workpiece. Starting from this point, the peripheral edge extends in a circumferential direction as a cutting edge or in the case of several tips this is the case in at least one case. Upon further penetration of the punching section, all points of the punching edge (s) gradually come into contact with the workpiece, so that the opening is generated gradually, similar to a shearing. As a result, on the one hand the workpiece is less strongly deformed in the region of the opening and, on the other hand, no excessive braking of the fastening element is effected. Additionally, because of the shearing off of a part of the workpiece, a hole with a clean edge is created. Such a clean edge does not tend to rip, as may occur with a hole created by a point.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Umfangskante mindestens einen Abschnitt aufweist, in dem sie (annähernd) parallel zur Längsachse des Befestigungselements verläuft. Damit auch unter erschwerten Bedingungen ein solches sauberes Loch gestanzt werden kann, kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der vordere Stanzabschnitt des Befestigungselements eine zylindrische, insbesondere eine kreiszylindrische, Außenkontur aufweist. In particular, it can be provided that the peripheral edge has at least one section in which it extends (approximately) parallel to the longitudinal axis of the fastening element. In order to be able to punch such a clean hole even under difficult conditions, it can be provided according to the invention in a further development that the front punching section of the fastening element has a cylindrical, in particular a circular cylindrical, outer contour.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Stanzkante von einer Schnittlinie zwischen der Stirnfläche des Befestigungselements und einer zylindrischen Außenkontur des Befestigungselements gebildet wird, vorzugsweise von der zylindrischen Außenkontur des Stanzabschnitts. In a further development of the invention it can be provided that the at least one punching edge is formed by a cutting line between the end face of the fastening element and a cylindrical outer contour of the fastening element, preferably by the cylindrical outer contour of the punching section.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Stanzabschnitt einen kleineren Querschnitt aufweist als der eigentli- - - che Körper des Befestigungselements. Es hat sich herausgestellt, dass das Bilden eines Lochs mit einem kleineren Querschnitt als es dem Querschnitt des Befestigungselements entspricht, zu guten Ergebnissen sowohl bei der Ausgestaltung der Befestigung führt als auch dazu, dass der Aufwand beziehungsweise die Kraft zum Eintreiben eines solchen Befestigungselements nicht zu groß wird. In a further development of the invention, it can be provided that the punched section has a smaller cross section than the actual - - Body of the fastener. It has been found that forming a hole with a smaller cross-section than corresponds to the cross-section of the fastener leads to good results both in the design of the fastener and in that the effort or force to drive in such fastener is not too great becomes.
Um dies zu erreichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zwischen dem vorderen Stanzabschnitt und dem Befestigungselement- körper ein Übergangsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, der den Übergang zwischen dem größeren Querschnitt und dem kleineren Querschnitt herstellt. To achieve this, it can be provided according to the invention that a transition section is arranged and formed between the front punching section and the fastening element body, which produces the transition between the larger cross section and the smaller cross section.
Dieser Übergangsabschnitt kann nun verschiedene Formen aufweisen. Beispielsweise kann der Übergangsabschnitt konisch verlaufen, das heißt mit einer geradlinig verlaufenden Seitenlinie. This transition section can now have different shapes. For example, the transition section can be conical, that is, with a straight-line side line.
Es ist ebenfalls möglich und wird von der Erfindung vorgeschlagen, dass der Übergangsabschnitt ballistisch verläuft, die Seitenlinie also konvex gekrümmt ist. It is also possible and is proposed by the invention that the transition section is ballistic, the side line is thus convexly curved.
Eine weitere von der Erfindung vorgeschlagene Möglichkeit liegt darin, dass der Übergangsabschnitt eine konkav gekrümmte Seitenlinie aufweist. Another possibility proposed by the invention is that the transition section has a concavely curved side line.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Seitenlinie des Ü- bergangsabschnitts sich aus Abschnitten unterschiedlicher Konfiguration zusammensetzt, also ballistischen, kegeligen und konkaven Abschnitten. In particular, it can also be provided that the side line of the transition section is composed of sections of different configuration, ie ballistic, conical and concave sections.
Es wurde bereits erwähnt, dass der schräge Verlauf der Stirnfläche dazu führen soll, dass die Stanzkante zu unterschiedlichen Zeiten beziehungsweise nach und nach auf dem Werkstück auftrifft, um dadurch ei- - - nen Schervorgang durchzuführen. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass eine kompliziertere Form der Stirnfläche verwendet wird, um dadurch zu einem noch allmählicheren Aufsetzen der Stanzkante auf dem Werkstück zu kommen. Beispielsweise kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Stanzkante von einer führenden Stelle ausgehend sich längs einer sich allmählich dem Kopf des Befestigungselements annähernden um den Umfang des Befestigungselements herum führenden Linie erstreckt. Insbesondere kann diese Linie längs einer vollständigen Windung um das Befestigungselement herum führen. Beispielsweise kann diese Linie eine Schraubenlinie sein. Dann wird der Stanzvorgang als Schervorgang längs einer um den Umfang herum wandernden Stelle durchgeführt. Die Stanzkante ist dann zwar in Stirnansicht geschlossen, in Seitenansicht aber nicht. Es ist ebenfalls möglich, dass die Stanzkante von zwei führenden Stellen beziehungsweise Spitzen ausgehend sich längs jeweils einer sich allmählich dem Kopf des Befestigungselements annähernden, um den Umfang des Befestigungselements teilweise herum führenden Linie erstreckt, vorzugsweise längs jeweils einer halben Windung. It has already been mentioned that the oblique course of the end face should lead to the punching edge impinging on the workpiece at different times or gradually, thereby - - perform a shearing action. This can also be achieved by using a more complicated shape of the end face, in order to thereby come to an even more gradual placement of the punching edge on the workpiece. For example, can be provided in a further development of the invention that the punching edge extending from a leading point along a gradually approaching the head of the fastener around the circumference of the fastener around leading line extends. In particular, this line can lead around the fastener along a complete turn. For example, this line may be a helix. Then, the punching operation is performed as a shearing operation along a circumferential position. The punching edge is then closed in front view, but not in side view. It is also possible that the punching edge extending from two leading points or points along each extending a gradually approaching the head of the fastener, around the circumference of the fastener partially around leading line, preferably along each half a turn.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stirnfläche abgestuft ausgebildet ist, mit einem äußeren Teil und einem inneren Vorsprung, wobei sowohl der äußere Teil der Stirnfläche als auch der innere Vorsprung jeweils von einer Stanzkante umgeben sind. In a further development of the invention can be provided that the end face is stepped, with an outer part and an inner projection, wherein both the outer part of the end face and the inner projection are each surrounded by a punching edge.
Die Anordnung eines inneren Vorsprungs innerhalb der Stirnfläche mit einer eigenen Stanzkante hat den Vorteil, dass der Beginn des Befestigungsvorgangs des Werkstücks näher an der Mitte des herzustellenden Lochs beziehungsweise näher an der Achse des Befestigungselements geschieht. Dies kann dort von Vorteil sein, wenn es auf eine sehr genaue senkrechte Ausrichtung des Befestigungselements zu der Oberfläche des Werkstücks ankommt. Es entsteht dadurch eine geringere - - The arrangement of an inner projection within the end face with its own punched edge has the advantage that the beginning of the attachment process of the workpiece is closer to the center of the hole to be produced or closer to the axis of the fastener. This can be advantageous there, if it depends on a very accurate vertical alignment of the fastener to the surface of the workpiece. It creates a lower - -
Kippneigung beim Eintreiben des Niets. Tilting tendency when driving in the rivet.
Insbesondere kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Stanzkante des Vorsprungs in die Stanzkante des äußeren Teils der Stirnflä- che übergeht. In particular, it can be provided in a development that the stamped edge of the projection merges into the stamped edge of the outer part of the end face.
In Stirnansicht gesehen verläuft die Stanzkante längs einer geschlossenen Linie, vorzugsweise einer Kreislinie. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Schneidkante entlang mindestens der Hälfte des Umfangs der Stirnfläche des Befestigungselements verläuft. Seen in front view, the punching edge runs along a closed line, preferably a circular line. According to the invention, it can be provided that the at least one cutting edge extends along at least half of the circumference of the end face of the fastening element.
Es kann erfindungsgemäß mit Vorteil vorgesehen sein, das Befesti- gungselement derart an die Werkstücke anzupassen, dass die mindestens eine Schneidkante eine axiale Höhe aufweist, die mindestens der Dicke der zu verbindenden Werkstücke entspricht. According to the invention, it can be advantageously provided to adapt the fastening element to the workpieces in such a way that the at least one cutting edge has an axial height which corresponds at least to the thickness of the workpieces to be joined.
Das Befestigungselement kann beispielsweise als Schussniet ausgebil- det sein. Es kann aber auch als Schraube ausgebildet sein, die sich soweit in das Werkstück einschießen lässt, bis in dem Werkstück nach Art eines Durchzugs eine Öffnung gebildet ist, in die das Gewinde der Schraube eingeschraubt werden kann, um sich dort das Gegengewinde zu formen. The fastening element can be designed, for example, as a weft rivet. However, it can also be designed as a screw which can be inserted as far into the workpiece until an opening is formed in the workpiece in the manner of a passage, into which the thread of the screw can be screwed in order to form the counter thread there.
Es ist auch denkbar, dass das Befestigungselement umlaufende Rillen aufweist, die kein Gewinde bilden, aber zur verbesserten Festlegung beitragen können. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfin- . _ dung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen: It is also conceivable that the fastening element has circumferential grooves, which do not form threads, but can contribute to improved fixing. Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the claims and abstract, the wording of which is incorporated herein by reference, the following description of preferred embodiments of the invention. , _ tion and the drawing. Hereby show:
Figur 1 die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form eines Figure 1 shows the side view of a fastener in the form of a
Hohlniets;  hollow rivet;
Figur 2 die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form eines Figure 2 shows the side view of a fastener in the form of a
Dornbruchniets;  Dornbruchniets;
Figur 3 die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form einer Figure 3 shows the side view of a fastener in the form of a
Stanzschraube;  Punching screw;
Figur 4 die Seitenansicht eines Stanzabschnitts mit einer längs einer Schraubenlinie umlaufenden Umfangskante; Figur 5 eine Seitenansicht der Ausführungsform der Figur 4 aus einer um 90° versetzten Richtung; FIG. 4 shows the side view of a stamped section with a peripheral edge running along a helical line; Figure 5 is a side view of the embodiment of Figure 4 from a 90 ° offset direction;
Figur 6 die perspektivische Ansicht der Ausführungsform nach Figur Figure 6 is the perspective view of the embodiment of FIG
4 und Figur 5;  4 and 5;
Figur 7 die Seitenansicht eines Stanzabschnitts mit zwei Abschnitten der Umfangskante; Figure 7 is a side view of a punching section with two sections of the peripheral edge;
Figur 8 die Seitenansicht der Ausführungsform der Figur 7 aus einer um 90° versetzten Richtung; Figure 8 shows the side view of the embodiment of Figure 7 from a 90 ° offset direction;
Figur 9 die Seitenansicht der Ausführungsform der Figur 7 und 8 aus einer weiteren Richtung; Figur 10 einen Stanzabschnitt mit einer umlaufenden Stanzkante; FIG. 9 shows the side view of the embodiment of FIGS. 7 and 8 from a further direction; FIG. 10 shows a punching section with a circumferential punching edge;
Figur 11 die Seitenansicht der Ausführungsform nach Figur 10 aus einer um 180° versetzten Richtung; - - Figure 11 shows the side view of the embodiment of Figure 10 from a 180 ° offset direction; - -
Figur 12 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Figur 10 und 11 ; Figure 12 is a perspective view of the embodiment of Figures 10 and 11;
Figur 13 das vordere Ende eines Befestigungselements ohne Übergangsbereich mit einer Umfangskantenausbildung entsprechend Figur 10; FIG. 13 shows the front end of a fastening element without a transition region with a peripheral edge formation corresponding to FIG. 10;
Figur 14 ein Befestigungselement mit einer stufenartig ausgebildeten Stirn- fläche; FIG. 14 shows a fastening element with a stepped end face;
Figur 15 die Seitenansicht der Ausführungsform nach Figur 14 aus einer um 90° versetzten Richtung; Figur 16 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements der Figure 15 shows the side view of the embodiment of Figure 14 from a 90 ° offset direction; Figure 16 is a perspective view of the fastener of
Figur 14 und 15;  FIGS. 14 and 15;
Figur 17 einen Stanzabschnitt mit einer Stirnflächenausbildung entsprechend Figur 16. 17 shows a punching section with an end face configuration according to FIG. 16.
Figur 1 zeigt als Beispiel für ein von der Erfindung vorgeschlagenes Befestigungselement einen Hohlniet mit einem Körper 1 , an dessen einem Ende ein Kopf 2 ausgebildet ist. Der Kopf 2 steht radial über den zylindrischen Körper 1 des Befestigungselements vor. Seine Unterseite bildet eine Anlageschulter 3, die in befestigtem Zustand auf der Oberseite des Werkstücks zur Anlage kommt. Im Bereich seines dem Werkstück zugeordneten vorderen Endes 4 weist das Befestigungselement eine Stirnfläche 5 auf, die hier nur angedeutet ist. Ein zweites Beispiel für die Art von Befestigungselement, bei dem die Erfindung Anwendung finden kann, ist in Figur 2 dargestellt. Es handelt - - sich um einen Dornbruchniet, dessen Körper 1 genauso aussieht wie der Körper 1 des Befestigungselements der Figur 1 . In dem Körper 1 des Dornbruchniets steckt ein Nietdorn 6, an dem zur Bildung eines Nietkopfs gezogen wird. FIG. 1 shows, as an example of a fastening element proposed by the invention, a tubular rivet with a body 1, at one end of which a head 2 is formed. The head 2 projects radially beyond the cylindrical body 1 of the fastener. Its underside forms an abutment shoulder 3, which comes to rest in a fastened state on the upper side of the workpiece. In the region of its front end 4 assigned to the workpiece, the fastening element has an end face 5, which is only indicated here. A second example of the type of fastener to which the invention may find application is shown in FIG. It deals - - is a Dornbruchniet whose body 1 looks the same as the body 1 of the fastener of Figure 1. In the body 1 of Dornbruchniets a rivet mandrel 6, which is pulled to the formation of a rivet head.
Ein drittes Beispiel für ein Befestigungselement, an dem die Erfindung verwirklicht werden kann, ist in Figur 3 dargestellt. Es handelt sich um eine Stanzschraube mit einem Befestigungselementkörper 7, an dessen einem Ende ein Schraubenkopf 8 angeordnet ist. Die Unterseite des Schraubenkopfs bildet eine Anlageschulter 3 wie bei den vorhergehenden Befestigungselementen. A third example of a fastener on which the invention can be implemented is shown in FIG. It is a punching screw with a fastener body 7, at one end of a screw head 8 is arranged. The bottom of the screw head forms a contact shoulder 3 as in the previous fasteners.
In dem Bereich des vorderen Endes, also des dem Schraubenkopf 8 abgewandten Endes des Befestigungselements, ist ein Stanzabschnitt 9 gebildet, der von einer schräg verlaufenden Stirnfläche 5 begrenzt wird. Zwischen dem zylindrischen Körper 7 des Befestigungselements und dem ebenfalls zylindrischen Stanzabschnitt 9 ist ein Übergangsabschnitt 10 ausgebildet, der im dargestellten Beispiel eine konkav gekrümmte Seitenlinie aufweist. In the region of the front end, that is, the end facing away from the screw head 8 of the fastening element, a punching section 9 is formed, which is bounded by an obliquely extending end face 5. Between the cylindrical body 7 of the fastening element and the likewise cylindrical punching section 9, a transition section 10 is formed, which has a concave curved side line in the example shown.
Die nun folgenden Figuren 4 bis 6 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Stanzkante 41 nicht längs eines geschlossenen Wegs verläuft. Von einer Stelle beziehungsweise Spitze 22 ausgehend verläuft die Schneidkante 41 um den zylindrischen Stanzabschnitt herum längs einer Schraubenlinie und endet in Umfangsrichtung an der gleichen Stelle, an der sie auch begonnen hat, jedoch axial versetzt. Dadurch hat das vordere Ende des Stanzabschnitts 9 eine in einer Längsmittelebene liegende Seitenfläche 23. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform liegt darin, dass beim Stanzen der Stanzfleck an einer Stelle abgeschert wird, die längs eines Umfangs in einer Richtung fortschreitet. Die vordere Kante der Seitenfläche 23 schneidet ebenfalls. The now following Figures 4 to 6 show an embodiment in which the punching edge 41 is not along a closed path. Starting from a point or point 22, the cutting edge 41 extends around the cylindrical punching section along a helical line and ends in the circumferential direction in the same place on which it has also started, but axially offset. As a result, the front end of the punching section 9 has a side surface 23 located in a longitudinal center plane. The advantage of such an embodiment is that during punching, the punching spot is sheared off at a location that advances along a circumference in one direction. The front edge of the side surface 23 also cuts.
Die Ausführungsform der Figuren 7 bis 9 enthält praktisch eine Verdop- - - pelung der Art des Abscherens wie bei der Ausführungsform nach Figur 4 bis 6, da nun an zwei Stellen des Umfangs geschnitten beziehungsweise geschert wird. Die Stanzkante 41 verläuft von zwei Stellen beziehungsweise Spitzen 22 ausgehend um jeweils einen halben Umfang mit zunehmendem axialen Abstand von den beiden führenden Stellen. Hier wird der Stanzfleck an zwei Stellen längs des Umfangs abgeschert. Diese beiden Stellen laufen in gleicher Richtung um den Umfang des Stanzabschnitts herum. Die Figuren 10 bis 12 zeigen wiederum eine Ausführungsform, bei der längs eines Umfangs die Stanzkante 41 einen zunehmenden Abstand von einem führenden Ende 22 aufweist. Das Ende dieses Verlaufs ist dann über eine nicht parallel zur Längsachse verlaufende Flanke 32 mit der Spitze 22 verbunden. Die Figur 13 zeigt, dass ein derartiger Verlauf der Stanzkante 41 auch bei einem Befestigungselement ohne einen Übergangsabschnitt möglich ist. The embodiment of FIGS. 7 to 9 practically comprises a doubling - Pelung the type of shearing as in the embodiment of Figure 4 to 6, since now cut at two points of the circumference or sheared. The punching edge 41 extends from two points or points 22, starting from each half a circumference with increasing axial distance from the two leading points. Here, the punching spot is sheared at two locations along the circumference. These two locations run in the same direction around the circumference of the punching section. FIGS. 10 to 12 again show an embodiment in which the punching edge 41 has an increasing distance from a leading end 22 along a circumference. The end of this course is then connected via a not parallel to the longitudinal axis extending edge 32 with the top 22. FIG. 13 shows that such a course of the punching edge 41 is also possible with a fastening element without a transition section.
Die Figuren 14 bis 16 zeigen nun eine nochmals weitere Ausführungs- form, bei der die Stirnfläche 25 stufenartig ausgebildet ist. Die Stirnfläche enthält einen äußeren Teil 25a, innerhalb dessen ein Vorsprung 26 angeordnet ist, der seinerseits eine Stirnfläche 35 aufweist. Die Stirnfläche 35 des Vorsprungs 26 verläuft schräg zur Längsachse und ist von einer Stanzkante 41 umgeben. Die Stanzkante 41 geht dann in die Stanzkante 41 a des äußeren Abschnitts 25a der Stirnfläche über. Diese Stanzkante 41 a verläuft wie bei der Ausführungsform nach Figur 4 bis 6, also längs einer Linie, die einen sich allmählich verringernden Abstand von dem Kopf 2 des Befestigungselements aufweist. Beispielsweise kann sie auf einer Schraubenlinie verlaufen, und zwar um genau eine Windung. Die Ausführungsform, die gerade beschrieben wurde, hat den Vorteil, dass der Beginn des Stanzvorgangs näher an der Mittelachse des Befestigungselements beginnt. - - FIGS. 14 to 16 now show yet another embodiment in which the end face 25 is step-shaped. The end face contains an outer part 25 a, within which a projection 26 is arranged, which in turn has an end face 35. The end face 35 of the projection 26 extends obliquely to the longitudinal axis and is surrounded by a punching edge 41. The punching edge 41 is then in the punching edge 41 a of the outer portion 25 a of the end face over. This punching edge 41 a extends as in the embodiment of Figure 4 to 6, that is along a line having a gradually decreasing distance from the head 2 of the fastener. For example, it can run on a helix, by exactly one turn. The embodiment just described has the advantage that the beginning of the stamping operation begins closer to the central axis of the fastener. - -
Wie bei den übrigen Ausführungsformen kann die Gestaltung des vorderen Endes des Befestigungselements sowohl bei Befestigungselementen mit einem im Durchmesser verringerten Stanzabschnitt 9 als auch bei einem Befestigungselement mit einem im Durchmesser nicht verrin- gerten Stanzabschnitt verwirklicht werden. Dies wird durch die Figur 17 angedeutet. As in the other embodiments, the design of the front end of the fastener can be realized both with fasteners with a reduced diameter punching section 9 as well as a fastener with a non-reduced diameter punching section. This is indicated by the figure 17.
Das Befestigungselement kann insbesondere in einer ruckartigen Bewegungen in einen nichtgelochten Untergrund, beispielsweise zwei ü- bereinander liegende Bleche, eingetrieben werden, so dass die Schneidkanten in einem Stanzvorgang genutzt werden. In particular, the fastening element can be driven in a jerky movement into a non-perforated substrate, for example two metal sheets lying one above the other, so that the cutting edges are used in a stamping process.

Claims

Patentansprüche claims
1. Befestigungselement zum Eintreiben, mit 1. fastener for driving, with
1.1 einem Befestigungselementkörper (1 , 7), der  1.1 a fastener body (1, 7), the
1.2 einen Kopf (2, 8) mit einer Anlageschulter (3) an seiner Unterseite aufweist, und  1.2 has a head (2, 8) with a contact shoulder (3) on its underside, and
1.3 einem das vordere Ende des Befestigungselements bildenden Stanzabschnitt (9), der  1.3 a forming the front end of the fastener punching section (9), the
1.4 eine von einer Umfangskante (41 ) begrenzte Stirnfläche (5, 15, 25, 35) aufweist, die  1.4 one of a peripheral edge (41) limited end face (5, 15, 25, 35), the
1.5 nicht in einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden Querebene liegt, wobei  1.5 does not lie in a plane perpendicular to the longitudinal axis transverse plane, wherein
1.6 die Umfangskante (41 ) in mindestens einem Abschnitt als  1.6 the peripheral edge (41) in at least one section as
Stanzkante ausgebildet ist und  Punching edge is formed and
1.7 bei mindestens einer dieser Schneidkanten von einer Spitze der  1.7 at least one of these cutting edges of a tip of
Schneidkante ausgehend ein Schneiden nur in einer Richtung erfolgt.  Cutting edge starting a cutting takes place only in one direction.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1 , bei dem der Stanzabschnitt (9) eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische Außenkontur aufweist. 2. Fastening element according to claim 1, wherein the punching section (9) has a cylindrical, in particular circular cylindrical outer contour.
3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die mindestens eine Stanzkante (41 ) von einer Schnittlinie zwischen der Stirnfläche (5, 15, 25, 35) und einer zylindrischen Außenkontur des Befestigungselements gebildet wird, vorzugsweise der zylindrischen Außenkontur des Stanzabschnitts (9). 3. Fastening element according to claim 1 or claim 2, wherein the at least one punching edge (41) of a cutting line between the end face (5, 15, 25, 35) and a cylindrical outer contour of the fastening element is formed, preferably the cylindrical outer contour of the punching portion (41). 9).
4. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit 4. Fastening element according to one of the preceding claims, with
4.1 einem zwischen dem vorderen Stanzabschnitt (9) und dem Befestigungselementkörper (1 , 7) angeordneten und ausgebildeten Übergangsabschnitt (10), wobei 4.1 arranged between the front punching section (9) and the fastener body (1, 7) and formed transition portion (10), wherein
4.2 der Querschnitt des Stanzabschnitts (9) kleiner ist als der Querschnitt des Befestigungselementkörpers (1 , 7). 4.2, the cross section of the punching section (9) is smaller than the cross section of the fastener body (1, 7).
5. Befestigungselement nach Anspruch 4, bei dem der Übergangsabschnitt (10) mindestens teilweise konisch oder konkav verläuft. 5. Fastening element according to claim 4, wherein the transition portion (10) extends at least partially conical or concave.
6. Befestigungselement nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der Ü- bergangsabschnitt (10) mindestens teilweise ballistisch ausgebildet ist. 6. Fastening element according to claim 4 or 5, wherein the Ü- transition portion (10) is formed at least partially ballistic.
7. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schneidkante (41 ) von einer führenden Stelle (22) ausgehend sich längs einer sich allmählich dem Kopf des Befestigungselements (2, 8) annähernden um den Umfang des Befestigungselements herum führenden Linie erstreckt, vorzugsweise längs einer vollständigen Windung. A fastener according to any one of the preceding claims, wherein the cutting edge (41) extends from a leading point (22) along a line gradually approaching the head of the fastener (2, 8), around the circumference of the fastener along a complete turn.
8. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 - 6, bei dem die Schneidkante (41 ) von zwei führenden Stellen (22) ausgehend sich längs jeweils einer sich allmählich dem Kopf (2, 8) des Befestigungselements annähernden um den Umfang des Befestigungselements teilweise herum führenden Linie erstreckt, vorzugsweise längs jeweils einer halben Windung. 8. Fastening element according to one of claims 1 - 6, wherein the cutting edge (41) of two leading points (22) starting along each one gradually the head (2, 8) of the fastener approximating the periphery of the fastener partially around Line extends, preferably along each half a turn.
9. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 - 6, bei dem die Stirnfläche (25) abgestuft mit einem äußeren Teil (25 a) und einem inneren Vorsprung (26) ausgebildet ist, die jeweils von einer sie begrenzenden Schneidkante (41 ) umgeben sind. 9. Fastening element according to one of claims 1-6, wherein the end face (25) stepped with an outer part (25 a) and an inner projection (26) is formed, which are each surrounded by a cutting edge limiting (41).
10. Befestigungselement nach Anspruch 9, bei dem die Umfangs- kante (41 ) des Vorsprungs (26) in die Umfangskante (41 ) des äußeren Teils (25 a) der Stirnfläche übergeht. 10. Fastening element according to claim 9, wherein the peripheral edge (41) of the projection (26) merges into the peripheral edge (41) of the outer part (25 a) of the end face.
1 1. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umfangskante (41 ) in Stirnansicht gesehen längs einer geschlossenen Kreislinie verläuft. 1 1. Fastening element according to one of the preceding claims, in which the peripheral edge (41) viewed in front view along a closed circular line.
12. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eine Schneidkante (41 ) entlang mindestens der Hälfte des Umfangs der Stirnfläche (5) verläuft. 12. Fastening element according to one of the preceding claims, in which at least one cutting edge (41) extends along at least half of the circumference of the end face (5).
13. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine Schneidkante (41 ) eine axiale Höhe aufweist, die mindestens der Höhe der zu verbindenden Werkstücke entspricht. 13. Fastening element according to one of the preceding claims, wherein the at least one cutting edge (41) has an axial height which corresponds at least to the height of the workpieces to be joined.
14. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Befestigungselementkörper als Schraube oder als Nietkörper ausgebildet ist. 14. Fastening element according to one of the preceding claims, wherein the fastener body is designed as a screw or as a rivet body.
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