EP2609341A1 - Befestigungselement - Google Patents

Befestigungselement

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EP2609341A1
EP2609341A1 EP11748376.8A EP11748376A EP2609341A1 EP 2609341 A1 EP2609341 A1 EP 2609341A1 EP 11748376 A EP11748376 A EP 11748376A EP 2609341 A1 EP2609341 A1 EP 2609341A1
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EP
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fastening element
element according
fastener
face
cutting edge
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Withdrawn
Application number
EP11748376.8A
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Uwe Frank
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Wuerth International AG
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Original Assignee
Wuerth International AG
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
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Publication date
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    • 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 delimited by a peripheral edge.
  • This end face and thus also the peripheral edge bordering it are not located in a plane which runs transversely to the longitudinal axis.
  • the face does not have to be flat, it can also have other shapes. sen.
  • the peripheral edge is advantageously formed at least in the front region (tip) symmetrically around the tip as a cutting edge.
  • the embodiment of the invention results in that the end face first meets the workpiece with its cutting edge at one point, so that the opening of the workpiece begins there.
  • all points of the cutting edge and then the remainder of the peripheral edge gradually come into contact with the workpiece, so that the opening is generated gradually, similar to a shearing.
  • the workpiece is less strongly deformed in the region of the opening and, on the other hand, no excessive braking of the fastening element during penetration is effected.
  • a hole with a clean edge is created. Such a clean edge does not tend to tear, as may occur with a hole created by a tip. This proves to be particularly advantageous if the workpiece made of fabric, plastic, fiber fabric or composite materials instead of the metals commonly used, especially steel.
  • the front punching section of the fastening element has a cylindrical, in particular a circular cylindrical, outer contour.
  • the punching edge is formed by a cutting line between the end face of the fastener and a cylindrical outer contour of the fastener, preferably from the cylindrical outer contour of the punching section.
  • the punching section has a smaller cross section than the actual body of the fastening element. It has been found that forming a hole having a smaller cross-section than the cross-section of the fastener, results in good results in both the design of the fastener and the expense of shooting such a fastener is not too great.
  • 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.
  • the transition section is ballistic, the side line is thus convexly curved.
  • Another possibility proposed by the invention is that the 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 is intended to cause the peripheral edge which effects the production of the hole to impinge on the workpiece step by step or at different times.
  • the part of the peripheral edge forming the cutting edge is to carry out a cutting operation and then the remainder of the peripheral edge to make a shearing operation.
  • the end face of the punching section occupies a smaller angle with the longitudinal axis of the fastening element in the area immediately radially behind the cutting edge than in its remaining area. This will sharpen the cutting edge. For example, this can be done by the end face is concave.
  • the front region of the stamped portion is made with the end face and the cutting edge of stainless steel, preferably by a cold deformation, a so-called pinching.
  • FIG. 1 shows the side view of a fastening element in the form of a
  • 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 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.
  • FIG. It is a Dornbruchniet whose body 1 looks the same as the body 1 of the fastener of Figure 1.
  • a Nietdorn 6 at which is pulled to form a closing head.
  • FIG. It is a punching screw with a fastener body 7, at one end of a screw head 8 is arranged. The underside of the screw head forms a contact shoulder 3 as in the previous fasteners.
  • Stamping section 9 is formed, which is bounded by an end face 5.
  • transition section 10 is formed, which has a concave curved side line in the example shown.
  • FIG. 5 shows the embodiment of FIG.
  • the cutting edge 24 has an arcuate shape in the side view.
  • the cutting edge is initially punctiform and then line-shaped on the edge to be machined. impinges on the workpiece.
  • an edge is formed, which is caused by the pinching of the tip.
  • the end face 5 is also convexly curved.
  • FIGS. 4 to 6 The configuration of the front end of the fastening element illustrated in FIGS. 4 to 6 can be present not only in fastening elements with a transition section, but also in a fastening element in which the piercing section has the same diameter as the body 1 of the fastening element. This applies, moreover, in most embodiments, but is shown here again in the drawing.
  • the figures 7 to 9. the same shape of both the end face and the cutting edge 24 is given as in the previous embodiment.

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Abstract

Ein Befestigungselement, das als Blindniet oder Schraube ausgebildet sein kann, ist zum Eintreiben in ein ungelochtes Werkstück bestimmt. Es enthält in seinem vorderen zum Eintreiben in das Werkstück bestimmten Bereich einen Stanzabschnitt (9), der zylindrisch ausgebildet ist und eine vordere schräg zur Längsachse verlaufende Stirnfläche (5) aufweist. Der Stanzabschnitt (9) kann im Durchmesser kleiner sein als der Körper des Befestigungselements oder aber auch den gleichen Durchmesser aufweisen. Der Schnitt der Stirnfläche (5) mit der Außenseite des Stanzabschnitts bildet eine Umfangskante. Diese Umfangskante ist aufgrund des schrägen Verlaufs der Stirnfläche so angeordnet, dass bei Eintreiben des Befestigungselements die Umfangskante zunächst an einer vorderen Stelle auf das Blech trifft. An dieser vorderen Stelle ist die Umfangskante als in Umfangsrichtung verlaufende Schneidkante ausgebildet. Sie erzeugt bei Auftreffen auf dem Werkstück zunächst einen Schnitt, der dann im weiteren Verlauf in beide Umfangsrichtungen vergrößert wird.

Description

Beschreibung
Befestigungselement
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, das in einer ruckartigen Bewegung in einen nicht gelochten Untergrund eingetrieben wird.
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.
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.
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.
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.
Das Befestigungselement enthält also im Bereich seines vorderen, den Werkstücken zugewandten Endes keine Spitze, sondern einen Stanzab- schnitt mit einer Stirnfläche, die von einer Umfangskante begrenzt ist. Diese Stirnfläche und damit auch die sie eingrenzende Umfangskante liegen nicht in einer Ebene, die quer zur Längsachse verläuft. Die Stirnfläche muss aber nicht eben sein, sie kann auch andere Formen aufwei- sen.
Die Umfangskante ist mindestens im vorderen Bereich (Spitze) vorteilhaft symmetrisch um die Spitze als Schneidkante ausgebildet.
Die Ausbildung nach der Erfindung führt dazu, dass die Stirnfläche zunächst an einer Stelle mit ihrer Schneidkante auf das Werkstück trifft, so dass dort die Öffnung des Werkstücks beginnt. Beim weiteren Eindringen des vorderen Bereichs des Stanzabschnitts kommen nach und nach alle Stellen der Schneidkante und danach der Rest der Umfangskante 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 Befestigung s- elements beim Eindringen 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 erzeugten Loch auftreten kann. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn das Werkstück aus Gewebe, Kunststoff, Fasergewebe oder Verbundwerkstoffen besteht anstelle der üblicherweise verwendeten Metalle, insbesondere Stahl.
Damit auch unter erschwerten Bedingungen ein solches sauberes Loch gestanzt werden kann, kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorge- sehen sein, dass der vordere Stanzabschnitt des Befestigungselements eine zylindrische, insbesondere eine kreiszylindrische, Außenkontur aufweist.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die 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 nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Stanzabschnitt einen kleineren Querschnitt aufweist als der eigentliche 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 zum Einschießen eines solchen Befestigungselements nicht zu groß wird.
Um dies zu erreichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zwischen dem vorderen Stanzabschnitt und dem Befestigungselementkörper ein Übergangsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, der den Übergang zwischen dem größeren Querschnitt und dem kleineren Querschnitt herstellt.
Dieser Übergangsabschnitt kann nun verschiedene Formen aufweisen. Beispielsweise kann der Übergangsabschnitt konisch verlaufen, das heißt mit einer geradlinig verlaufenden Seitenlinie.
Es ist ebenfalls möglich und wird von der Erfindung vorgeschlagen, dass der Übergangsabschnitt ballistisch verläuft, die Seitenlinie also konvex gekrümmt ist. Eine weitere von der Erfindung vorgeschlagene Möglichkeit liegt darin, dass der Übergangsabschnitt eine konkav gekrümmte Seitenlinie aufweist.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Seitenlinie des Übergangsabschnitts sich aus Abschnitten unterschiedlicher Konfiguration zusammensetzt, also ballistischen, kegeligen und konkaven Abschnitten. Es wurde bereits erwähnt, dass der schräge Verlauf der Stirnfläche dazu führen soll, dass die das Herstellen des Lochs bewirkende Umfangskante nach und nach beziehungsweise zu unterschiedlichen Zeiten auf dem Werkstück auftrifft. Dadurch soll zunächst der die Schneidkante bil- dende Teil der Umfangskante einen Schneidvorgang und anschließend der Rest der Umfangskante einen Schervorgang durchführen. Dies kann dadurch in Weiterbildung verbessert werden, dass die Stirnfläche des Stanzabschnitts im Bereich unmittelbar radial hinter der Schneidkante einen kleineren Winkel mit der Längsachse des Befestigungselements einnimmt als in ihrem restlichen Bereich. Damit wird die Schneidkante schärfer. Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, dass die Stirnfläche konkav ausgebildet ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der vordere Bereich des Stanzabschnitts mit der Stirnfläche und der Schneidkante aus Edelstahl hergestellt ist, vorzugsweise durch eine Kaltverformung, ein so genanntes Kneifen.
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 Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen: Figur 1 die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form eines
Hohlniets; die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form eines Dornbruchniets; die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form einer Stanzschraube; eine der Figur 1 entsprechende Seitenansicht des vorderen Teils eines Befestigungselements; eine Seitenansicht aus einer um 90° versetzten Richtung; eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Figur 4 und 5; eine der Figur 4 entsprechende Darstellung einer nochmals weiteren Ausführungsform; die Ansicht der Ausführungsform der Figur 7 aus einer um 90° versetzten Richtung; eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach Figur 7 und Figur 8.
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 Stirn- fläche 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 Schließkopfs gezogen wird. 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 Schrauben köpf s bildet eine Anlageschulter 3 wie bei den vorhergehenden Befestigungselementen.
In dem Bereich des vorderen Endes, also des dem Schraubenkopf 8 abgewandten Endes des Befestigungselements der Figur 3, ist ein
Stanzabschnitt 9 gebildet, der von einer 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 den vereinfachten Darstellungen der Figuren 1 - 3 sind die vordere Stirnfläche 5 und die Schneidkante 24 nur schematisch dargestellt. Aus den folgenden Figuren geht die Schneidkante 24 deutlicher hervor. Der zylindrische Stanzabschnitt 9 weist eine Umfangskante 41 auf. Diese Umfangskante 41 begrenzt die Stirnfläche 5. An der Stelle, wo die Stirnfläche 5 am weitesten nach vorne ragt, also den größten Abstand von der Unterseite des Kopfs 2 des Befestigungselements aufweist, ist die Schneidkante 24 gebildet. Diese Schneidkante verläuft natürlich, da sie von einem Abschnitt der Umfangskante 41 gebildet wird, in Umfangs- richtung. Die Stirnfläche unmittelbar hinter der Schneidkante 24 ist in der Seitenansicht der Figur 4 konkav ausgebildet. Dadurch wird die Schneidkante 24 schärfer als es bei einer ebenen Stirnfläche 5 der Fall wäre. Die Figur 5 zeigt die Ausführungsform der Figur 4 von links in Figur 4. Hier ist zu sehen, dass die Schneidkante 24 in der Seitenansicht eine Bogenform aufweist. Es wird auch hier dafür gesorgt, dass die Schneidkante zunächst fast punktförmig und dann linienförmig auf dem zu bear- beitenden Werkstück auftrifft. Zusätzlich ist in der Mitte der Stirnfläche 5 noch eine Kante gebildet, die durch das Kneifen der Spitze entstanden ist. Aus der Figur 5 und der Figur 6 kann man in Zusammenschau entnehmen, dass in einer Querrichtung, also quer zur Darstellung der Figur 4, die Stirnfläche 5 auch konvex gekrümmt ist. Für das Herausbilden der Schneidkante 24 im Bereich des vorderen Endes des Stanzabschnitts 9 ist aber die konkave Form der Figur 4 maßgebend.
Die in Figur 4 bis 6 dargestellte Gestaltung des vorderen Endes des Befestigungselementes kann nicht nur bei Befestigungselementen mit einem Übergangsabschnitt vorhanden sein, sondern auch bei einem Befestigungselement, bei dem der Stanzabschnitt den gleichen Durchmes- ser aufweist wie der Körper 1 des Befestigungselements. Dies gilt im übrigen bei den meisten Ausführungsformen, wird aber hier nochmals zeichnerisch dargestellt. Hierzu dienen die Figuren 7 bis 9. Hier ist die gleiche Form sowohl der Stirnfläche als auch der Schneidkante 24 gegeben wie bei der vorhergehenden Ausführungsform.
Beim Auftreffen des Stanzabschnitts 9 auf dem zu bearbeitenden Werkstück wird also zunächst ein Schnitt in Umfangsrichtung mithilfe der Schneidkante 24 erzeugt, der dann in beide Umfangsrichtungen durch die dann als Stanzkante wirkende Umfangskante 41 weitergeführt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Befestigungselement zum Einschießen, mit
1.1 einem Befestigungselementkörper (1 , 7), der
1.2 einen Kopf (2, 8) mit einer Anlageschulter (3) an seiner Unterseite aufweist, und
1.3 einem das vordere Ende des Befestigungselements bildenden Stanzabschnitt (9), der
1.4 eine von einer Umfangskante (41 ) begrenzte Stirnfläche (15) aufweist, die
1.5 nicht in einer senkrecht zur Längsachse des Befestigugselements verlaufenden Querebene liegt, wobei
1.6 die Umfangskante (41 ) mindestens in ihrem vorderen, den größten Abstand von der Anlageschulter (3) des Kopfs (2, 8) aufweisenden Bereich als Schneidkante (24) ausgebildet ist.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1 , bei dem der Stanzabschnitt (9) eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Außenkontur aufweist.
3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Umfangskante ( 41 ) von einer Schnittlinie zwischen der Stirnfläche (15) und einer zylindrischen Außenkontur des Befestigungselements gebildet wird, vorzugsweise der zylindrischen Außenkontur des Stanzabschnitts (9).
4. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
4.1 einem zwischen dem vorderen Stanzabschnitt (9) und dem Befestigungselementkörper (1 , 7) angeordneten Übergangsabschnitt (10), wobei
4.2 der Querschnitt des Stanzabschnitts (9) kleiner ist als der Querschnitt des Befestigungselementkörpers (1 , 7).
5. Befestigungselement nach Anspruch 4, bei dem der Übergangsabschnitt (10) mindestens teilweise konisch oder konkav verläuft.
6. Befestigungselement nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der
Übergangsabschnitt (10) mindestens teilweise ballistisch ausgebildet ist.
7. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umfangskante zu mindestens 10 %, vorzugsweise 20 %, mindestens zu 30 %, mindestens 40 % oder zu mindestens 50 % als Schneidkante ausgebildet ist, insbesondere symmetrisch um eine Spitze der Stanzabschnitts.
8. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stirnfläche (5, 15) im Bereich unmittelbar hinter der Schneidkante (24) zur Verkleinerung des Winkels der
Schneidkante (24) einen kleineren Winkel mit der Längsachse des Befestigungselements einnimmt als in ihrem restlichen Bereich.
9. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der vordere Bereich des Stanzabschnitts (9) mit der Stirnfläche (5, 15) und der Schneidkante (24) durch Kneifen hergestellt ist.
10. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens der Stanzabschnitt (9) aus insbesondere kaltverfestigtem Edelstahl besteht.
1 1. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Befestigungselementkörper als Schraube oder als Nietkörper ausgebildet ist.
12. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schneidkante entlang des Umfangs oder polygonal verläuft.
EP11748376.8A 2010-08-24 2011-08-23 Befestigungselement Withdrawn EP2609341A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010039669A DE102010039669A1 (de) 2010-08-24 2010-08-24 Befestigungselement
PCT/EP2011/064475 WO2012025529A1 (de) 2010-08-24 2011-08-23 Befestigungselement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2609341A1 true EP2609341A1 (de) 2013-07-03

Family

ID=44509364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11748376.8A Withdrawn EP2609341A1 (de) 2010-08-24 2011-08-23 Befestigungselement

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20130142591A1 (de)
EP (1) EP2609341A1 (de)
JP (1) JP2013536385A (de)
KR (1) KR20130057462A (de)
CN (1) CN103403368A (de)
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