WO2006125634A1 - Verfahren zur herstellung von hohlkörperelementen, hohlkörperelement, zusammenbauteil, folgeverbundwerkzeug zum herstellen von hohlkörperelementen sow - Google Patents

Verfahren zur herstellung von hohlkörperelementen, hohlkörperelement, zusammenbauteil, folgeverbundwerkzeug zum herstellen von hohlkörperelementen sow Download PDF

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WO2006125634A1
WO2006125634A1 PCT/EP2006/004977 EP2006004977W WO2006125634A1 WO 2006125634 A1 WO2006125634 A1 WO 2006125634A1 EP 2006004977 W EP2006004977 W EP 2006004977W WO 2006125634 A1 WO2006125634 A1 WO 2006125634A1
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WO
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hollow body
broad side
hollow
annular recess
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PCT/EP2006/004977
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French (fr)
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Jiri Babej
Richard Humpert
Michael Vieth
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Profil-Verbindungstechnik Gmbh & Co.Kg
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    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
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    • B21K1/70Making machine elements nuts of special shape, e.g. self-locking nuts, wing nuts
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    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H7/00Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
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    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/64Making machine elements nuts
    • B21K1/66Making machine elements nuts from strip bars

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing hollow body elements, such as nut elements, for attachment to usually made of sheet metal components, in particular for the production of hollow body elements with an at least substantially square or rectangular outer contour, by cutting individual elements of one in the form of a profile bar or a Wickels present profile after prior punching of holes in the profile, optionally with subsequent formation of a threaded cylinder using a progressive tool with multiple workstations in which respective operations are performed. Furthermore, the present invention relates to hollow body elements, which are produced by the method, assembly components, which consist of a hollow body member and a sheet metal part and progressive dies for performing the method and rolling mills, which can be used in combination with the progressive tools.
  • a method of the aforementioned type and corresponding hollow body elements and assembly components are known for example in the not previously published application PCT / EP2005 / 003893 from 13 April 2005.
  • Object of the present invention is to develop the method of the type mentioned so that hollow body elements, in particular rectangular nut elements are manufactured inexpensively without putting a strain on the tools used, causing them to fail prematurely.
  • the hollow body elements produced in this way should have excellent mechanical properties, for example a high pull-out force, excellent resistance to twisting and, moreover, a reduced notch effect, so that the fatigue properties of assembly components consisting of a component usually consisting of sheet metal and hollow body elements attached to it dynamic loads are improved.
  • the hollow body elements should be extremely inexpensive to produce.
  • a particularly advantageous design of a follow-on composite tool used in the production of the hollow body elements as well as a rolling mill which can be used for the purpose of producing hollow body elements should be provided according to the invention.
  • the object of the invention is achieved by a method according to claim 1, by a hollow body element according to claim 23, by an assembly component according to claim 37, by a progressive compound tool according to claim 41 and by a rolling mill according to claim 46, the respective subclaims representing preferred embodiments of the invention.
  • the profile used thus has a rectangular cross section and is therefore inexpensive to manufacture.
  • the production method according to the invention makes it possible to produce hollow body elements without the tools used being subject to high wear and without the punches failing prematurely. Furthermore, the problem of elongation of the profile strip in the follow-on composite tool has been overcome most effectively by the fact that, depending on the design of the incoming profile strip, only one forming station or at most two forming stations in the follow-on composite are necessary or that according to the invention a station for forming an undercut on the pilot part of the hollow body element in comparison to the aforementioned application PCT / EP2005 / 003893 is no longer required.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a profile, which is processed in a progressive tool according to the figure 2, wherein the
  • FIG. 2 shows a representation of a follow-on composite tool cut in the direction of movement of the profile
  • 4A-4E is an illustration of the individual steps of the production of a hollow body element using the method and the progressive tool of FIGS. 2 and 3,
  • FIGS. 5A-5N show various views of the finished hollow body element of FIGS. 4A-4E, wherein FIG. 5A shows a perspective view of the hollow body element from below, FIG. 5B shows a plan view of the hollow body element from above, FIG. 5C shows a sectional view corresponding to the sectional plane CC or CC of FIG. 5B and FIG. 5D shows an enlarged representation 5E-5I show an ideal variant of the hollow body element of FIGS. 5A-5D, designed for thicker sheet-metal parts, while FIGS. 5J-5N show a further ideal variant, which corresponds to FIG Application designed with thinner sheet metal parts,
  • FIGS. 5A-5D are illustrations of another hollow body element which is a slight modification of the hollow body element according to FIGS. 5A-5D, FIG. 6A showing a plan view of the hollow body element from above, FIG. 6B being a sectional view along the sectional plane BB of FIG. 6A Fig. 6C is a sectional view corresponding to the sectional plane CC of Fig. 6A, and Figs. 6D and 6E are perspective views of the functional element from above and below,
  • FIG. 8A-8D representations of a further embodiment variant of a hollow body element with anti-rotation features in the form of radially extending ribs which bridge the annular recess
  • FIG. 8A is a view of the hollow body element from below
  • FIGS. 8B and 8C are sectional views corresponding to the horizontal sectional plane BB or the vertical sectional plane CC of FIG. 8A
  • FIG. 8D is a perspective drawing
  • FIGS. 8A-8D representations corresponding to FIGS. 8A-8D, but of an embodiment with inclined anti-rotation ribs extending in the radial direction over the annular recess and extend in the axial direction along the undercut of the punching section,
  • FIGS. 8A-8D 10A-1OD representations corresponding to FIGS. 8A-8D, but of an embodiment with angled anti-rotation ribs extending in the radial direction over the annular recess and in the axial direction along the undercut of the punching section,
  • FIGS. 8A-8D but of an embodiment with anti-rotation features formed by grooves or depressions, FIGS.
  • FIGS. 8A-8D representations corresponding to FIGS. 8A-8D, but of an embodiment with a polygonal in plan view annular shape, in the specific case of a square shape,
  • FIGS. 5A-5D are illustrations of a hollow body element according to the invention, which represents a modification of the hollow body element according to FIGS. 5A-5D, wherein FIG. 13A shows a view from below of the free front end of the hollow body element, FIG. 13B shows a sectional drawing corresponding to the sectional plane XI 13B shows an enlarged view of the area XI 1 IC of FIG. 13B and FIG. 13D shows the hollow body element in a perspective view, FIG. 14A-14D, the attachment of the hollow body element according to the invention by a riveting operation to a pre-punched sheet metal part,
  • FIG. 16 is an enlarged view of the central portion of FIG.
  • FIG. 17 shows a longitudinal section through a further progressive composite tool according to the invention, which is similar to the progressive compound tool of FIG. 15, FIG.
  • FIG. 18 is an enlarged view of the central portion of FIG.
  • 19A-19C is a schematic representation of a first rolling mill according to the invention.
  • 20A-20C is a schematic representation of a second inventive rolling mill
  • 21A-21C is a schematic representation of a third rolling mill according to the invention.
  • FIGS. 22A-22D are illustrations of another hollow body element according to the invention, FIG. 22A being a bottom view, FIG. 22B being a sectional view 22A, FIG. 22C is a sectional view corresponding to the sectional plane XXIIC-XXIIC of FIG. 22A, and FIG. 22D is a perspective view of the sectional plane XXIIB-XXIIB of FIG. 22A;
  • FIG. 23A-23D are views for explaining the attachment of the element of Figs. 22A-22D to a relatively thin sheet metal part (Fig. 23A);
  • FIGS. 24A-24D are views similar to FIGS. 23A-23D, but illustrating the attachment of the element to a relatively thick sheet metal part (FIG. 24A); FIGS.
  • 25A-25F is a series of drawings to illustrate the production of the inventive element according to FIGS. 22A-22D,
  • Fig. 26 is a cut in the longitudinal direction of the profile strip
  • Fig. 27 is an enlarged view of the central portion of
  • the longitudinal edges 9 of the profile can be rounded as shown. But they can also have a different shape, such as a chamfer or a rectangular shape.
  • the profile is machined in a follow-on composite tool to form hollow elements, for example, nut elements of substantially rectangular or square shape, manufacture. If the hollow elements are to be realized as nut elements, a thread must be cut or produced in the hole of the hollow body element. This is usually done outside of the progressive tool in a separate machine.
  • the thread only after attachment of the hollow body member to a sheet metal part, for example by means of a thread-forming or thread-cutting screw. Furthermore, it is not necessary to provide a thread in the hollow body element, but the perforation of the hollow body element could serve as a smooth bore for rotatably supporting a shaft or as a plug-in receptacle for receiving a plug pin.
  • a first progressive compound tool 10 which is used to produce hollow body elements from the profile 21 of FIG. 1 or a similar profile, is shown in FIG. 2 in longitudinal section, wherein the longitudinal section is made through the center of the profile.
  • a lower plate 12 which is usually attached to a press table, either directly or indirectly via an intermediate plate, not shown.
  • the lower plate 12 carries a plurality of columns 14, four in this example, two of which are apparent, namely the two columns which lie behind the cutting plane.
  • another plate 16 which is usually attached to the upper die plate of the press or to an intermediate plate of the press.
  • guides 18 are screwed (for example by means of screws, which are not shown here), wherein the guides 18 are designed to slide in accordance with the lifting movement of the press up and down the columns 14.
  • the profile 1 is advanced in the direction of the arrow 20 at each stroke of the press, by an amount equal to twice the longitudinal dimension L of the individual hollow bodies produced from the profile. elements is.
  • the profile 1 is guided with the second broad side 3 upwards through the sequence of the composite tool.
  • the progressive compound tool in this example comprises four workstations A, B, C, D, in which two machining operations are carried out simultaneously with each stroke of the press.
  • a so-called enforcing procedure is carried out as the first step a).
  • a punching operation is carried out in a second step b) and a squeezing operation is carried out in the third workstation C in a third step c).
  • a knock-down punch 22 is used to separate two hollow-body elements from the profile 1 at each stroke of the press.
  • the right side of the punch cuts through the profile at a separation point, which is located behind the first hollow body element, ie the hollow body element 21 in Fig. 3 and at a separation point behind the second hollow body element 21 '.
  • the progressive compound tool is shown in FIGS. 2 and 3 in the closed position, in which the two hollow body elements 21 and 21 'have just been separated from the profile 1.
  • the cam 24 presses on the right side of the nut member 21 and tilts this in the inclined position, which can be seen on the right side of Fig. 3.
  • the nut member 21 drops then on a chute from the work area of the progressive tool and can then be led out, for example, in the position shown in FIG. 2 laterally from the progressive tool, for example about its lateral slide under the action of gravity or with a blast of compressed air, etc.
  • the second hollow body member 21 passeses through a hole 28 in the tee die 30 and then through corresponding bores 32, 34, 36 and 38 formed in plates 40, 42, 44 and 12.
  • the bores or the hole 38 in the plate 12 can be aligned with a further bore (not shown) in the press table or in any intermediate plate provided between the plate 12 and the press table, which allows the removal of the nut elements such as 21 ', for example under the By gravity or by a lateral chute or by applying a blast of compressed air.
  • the plate 44 is bolted to the plate 12 via screws, not shown.
  • the plate 42 consists of a plurality of plate sections, which are assigned to the respective work stations, which are screwed to the continuous plate 44 via further, not shown screws (since arranged outside the plane of the sectional view).
  • the continuous plate 40 is also bolted to the sections of the plate 42, again by means not shown screws.
  • Above the continuous plate 40 are again plate sections 50, 52, 54, 56, 58 and 60, which in turn are bolted to the plate 40.
  • the plate 50 is a support plate, which forms a lower guide for the profile 1, more precisely for the first broad side 2 of the profile 1, which in this illustration shows the underside of the profile 1. forming side.
  • the plate sections 52, 54 and 56 are associated with the work stations A, B and C, while the plate sections 58 and 60, which form a receptacle for the tee die 30, are associated with the workstation D.
  • the parting plane of the follow-on composite tool is located above the profile 1 and is designated T in FIG. 3.
  • plate sections 72, 74, 76, 78 and 80 which are bolted to a continuous plate 82 - again on screws, not shown. Further, the plate 82 is bolted to the upper plate 16.
  • the plates 72, 74, 76, 78 and 80 are thus lifted with the plate 22 and the upper plate 16, so far that the two punch 84, 86 and the two upper Abflachst Zi 88 and 90, such as also the matrices 92 and 94, which cooperate with the enforcing punches 64, 66 and also the tee punches 22 out of engagement with the professional strip 1 arrive.
  • the profile strip 1 can be pushed further by twice the length dimension of the hollow body elements 21 in preparation for the next stroke of the press.
  • workstations A and B have a length dimension, i. in the direction of movement 20 of the profiled strip 1, which corresponds to four times the length dimension of a hollow body element 21.
  • the work station C has a length dimension which corresponds to three times the length dimension of a hollow body element 21, while the work station D has a length dimension which has a multiple of the length dimension of the hollow body element 21, in this example six times.
  • the perforated dies 100, 102 which cooperate with the punches 84, 86 together have a central bore 104 and 106, which are aligned with further bores 108, 110 in insert sleeves 112, 114, the make it possible to dispose of the punched slugs 116, 118. These fall through the bore 108, 114, which are larger in diameter than the bore 104, 106 and through the further holes 120, 122 in the plate 12 downwards and can pass through corresponding passages in the press table or in any intermediate plate provided in the same way as the parent elements 21 'disposed of or discharged.
  • guide elements which may be formed, for example, by cheeks of the plates 50, 52, 54, 56 and 58, which ensure that the profiled strip follows the desired trajectory through the follow-on composite tool. It may be provided a slight lateral clearance, which allows a possible expansion of the profile strip in the transverse direction.
  • a method for producing hollow body elements such as nut elements, for attachment to usually made of sheet metal components is realized.
  • the method is used to produce hollow body elements 21, 21 ', for example with an at least substantially square or rectangular outer contour, by cutting individual elements from a present in the form of a profile bar or a roll profile 1 after prior punching holes 23 in the profile 1, optionally with subsequent formation of a threaded cylinder using a progressive tool with multiple workstations A, B, C, D, in which respective processing is performed.
  • the method is characterized in that in each workstation A, B, C, D for the profile 1 or for a plurality of juxtaposed profiles in each case two machining operations for each stroke of the progressive tool are performed simultaneously. That is, it is basically possible to process several profiles 1 side by side and at the same time in the same progressive tool, provided that the corresponding number of individual tools, such as puncture punches, punches and associated matrices, is present.
  • the knock-off punch 22 cuts through the profile at a first location behind a first hollow body element 21 and at a second location behind a second hollow body element 21 ', wherein the second hollow body element 21' in the direction of the movement of the tee punch transversely to the longitudinal direction of the profile 1 from the movement path of the profile is led out.
  • the first hollow body element 21 is led out in the teetering station of the progressive tool at least for the time being generally in the direction of the movement path of the profile.
  • Each workstation of the follow-on composite tool has a length in the direction of travel of the profile which corresponds to three times or four times or several times the longitudinal dimension of a finished hollow body element 21, 21 '.
  • a spring-loaded cam 27 is biased against the force of a spring means 26 with a cam surface 24 inclined to the trajectory of the profile from the leading edge of the leading end of the profile at the exit end of the last work station. After separation of the formed at the front end of the profile hollow body member 21, this is tilted by the spring-loaded cam down to facilitate removal from the progressive tool.
  • the lower punches 64, 66 for carrying out the puncturing operation and the punches 84, 86 for carrying out the piercing operation operate from opposite sides of the profile 1 on this.
  • respective flattening punches 88, 90 act on the profi strip 1 from above, while the strip is supported in the region of the perforation by a plate section 56.
  • supporting mandrels on the plate section 56 at the locations of the holes in the profiled strip, if necessary, to support the profiled material in this area during the flattening process, for example in order to achieve a more sharp-edged design of the end face of the hollow piercing section.
  • FIGS. 4A-4E and FIGS. 5A-5D the process described so far for producing hollow body elements, such as nut elements, designed for attachment to usually sheet metal components will now be described.
  • this involves a method for producing hollow body elements 200 with an at least substantially square or rectangular outer contour 202 by cutting individual elements from a profile in the form of a profile bar (1, FIG. 1) or a coil after punching holes 204 into the profile, optionally with subsequent formation of a threaded cylinder 206 using a progressive compound tool ( Figures 2, 3) having a plurality of workstations A, B, C and D in which respective processes are performed.
  • a progressive compound tool Figures 2, 3 having a plurality of workstations A, B, C and D in which respective processes are performed.
  • the procedure is characterized by the following steps: a) In a first step, starting from a cross-sectionally rectangular profile 1, Fig. 4A), a piercing operation using the piercing dies 92, 94 coming from above and the piercing punches 64, 66 is performed.
  • the passage leads to a cylindrical recess 208 on a first broad side 2 of the profile 1 and a hollow cylindrical projection 210 on a second, the first broad side 2 opposite broad side 3 of the profile, which is surrounded by an annular recess 212, the in Fig. 4B is shown.
  • the securement strip 1 is pressed onto the ends of the puncturing punches 64 and 66 projecting above the plate section 52.
  • the protruding ends of the puncturing punches have a shape complementary to the shape of the cylindrical recess 208 shown in FIG. 4B.
  • the ends of the dies 92, 94 cooperating with the punch together have a shape complementary to that of the hollow cylindrical projection 210 and the annular recess 212 thereof as shown in FIG. 4B.
  • the hollow cylindrical projection 210 is flattened at its free front end 220 to form an undercut on the outside punching portion 222, whereby the end face 224 is formed in Fig. 4D, which is in a plane parallel to the broad sides 2 and 3 and perpendicular to the central longitudinal axis 226 of the hole 204.
  • the hollow body elements can be separated in the working station D from the profile and then optionally provided with thread 206, as shown in Fig. 4E and in the identical to FIG. 5C.
  • the third step could optionally be combined with step b).
  • the diameter of the cylindrical recess and the inner diameter of the hollow cylindrical projection are at least substantially equal.
  • the mouth 229 of the cylindrical recess 208 is preferably carried out at the first broad side 2 of the profile with a rounded or chamfered inlet edge 230 during the insertion process of step a) or during the punching process of step b) or the flattening process of step c) Elements forms the thread outlet.
  • step a) or the hole process of step b) or the flattening of step c) is preferably also the mouth 232 of the hollow cylindrical projection 210 at its free end with a rounded or chamfered outlet edge 234 provided in the completed element the thread inlet forms.
  • the hole 204 is produced with a diameter which at least substantially corresponds to the diameter of the cylindrical recess 208 and the inner diameter of the hollow cylindrical projection 210. Further, at The first step is performed by a) providing the free end of the hollow-cylindrical projection 210 with a chamfer 236 on the outside.
  • annular recess 212 is provided in this enforcing operation with an annular bottom portion 238 which is at least approximately in a plane parallel to the first and second broad side 2, 3 of the profile strip, on the radially inner side with an at least substantially rounded transition 240 in the outside of the hollow cylindrical projection 210 and on the radially outer side merges into a conical surface 242 having an included cone angle in the range between 60 to 120 °, preferably at about 90 °.
  • transition 243 from the annular portion 238 of the annular recess 212 in the conical surface 242 is rounded, as well as the outlet 245 of the conical surface of the annular recess 212 in the second broad side 3 of the profile.
  • the cone surface 242 may in practice be such that the rounded transition 243 merges tangentially into the rounded outlet 245.
  • the undercut 244 When the undercut 244 is produced, it is formed by a cylindrical part of the hollow cylindrical projection 210 which merges approximately at the height of the second broad side 3 of the profile 1 into a region 246 of the hollow cylindrical projection 210 that is thickened when step c) is carried out Essentially projecting beyond the second broad side 3 of the profile.
  • the thickened portion 246 of the hollow cylindrical projection 210 is at least substantially cone-shaped and diverges away from the first and second broad sides, wherein the cone angle of the thickened portion of the hollow cylindrical projection adjacent to the end face 224 in the range between 30 ° and 70 °, preferably at about 50 ° is.
  • the hollow cylindrical projection 219 terminates at its free end on the outside in a preferably sharp-edged punching edge 250.
  • the annular recess is designed with an outer diameter which is only slightly smaller than the smallest transverse dimension of the rectangular hollow body element in plan view, whereby the annular recess 212 with the second broad side 3 of the profile 1 at the narrowest points in the plane of the second broad side 3 remaining webs 284, 286 in the range of 0.25 to 1 mm, preferably of about 0.5 mm.
  • FIGS. 5E-5I and 5J-5N respectively show substantially the same elements as FIGS. 5A-5D, but with small deviations with respect to the formation of the punching section 222, which in the two versions according to FIGS. 5E-5I and FIG. 5J-5N has an ideal shape.
  • FIGS. 5E-5I and 5J-5N the same reference numerals have been used, which were also used in connection with the previous embodiments. It is understood that the previous description also applies to FIGS. 5E-5I and 5J-5N, respectively. that the earlier description of features with the same reference numerals or for the description of Figs. 5E-5I and 5J-5N applies. This convention is retained in the other figures, so that only essential differences or significant features are described here extra.
  • FIG. 5E shows a bottom view of the lower end face of the punching section 222, i. in the direction of arrow E of Fig. 5H.
  • FIG. 5F is a sectional view corresponding to the vertical sectional plane FF in FIG. 5E, so that in FIG. 5F, the two anti-rotation ribs 272 extending in the axial direction and located at the 12 o'clock and 6 o'clock position in FIG. 5E can each be seen in section.
  • the four other anti-rotation ribs 272 'shown in FIG. 5E can not be seen in either FIG. 5F or FIG. 5G showing a sectional view corresponding to the cutting plane G-G. They can also be detected only hinted in Fig.
  • FIGS. 5H and 51 each show an enlarged view of the areas shown in a dot-dashed rectangle in FIGS. 5G and 5F, respectively. It can be seen from FIGS. 5H to 51 that the lower end face 224 of the punching section 222 is illustrated in the sectional plane by a radius which terminates tangentially at the cutting edge 250.
  • 5D is per se formed by two radii which merge into one another at a turning point, in this example only a very short straight part, which is indicated by the two lines 301 and 303, and which also need not be present in practice, ie the two radii which form the inclined wall of the recess (curved portions 243 and 245), can be instantaneous tangentially merge into each other. Nevertheless, there is an area in the area of the inflection point which can be described as approximately flat, so that the term "at least substantially cronical" is justified. Of course, a clear, strictly cronical area could also be provided.
  • Figures 5J-5N are to be understood in the same way as Figures 5E-5I.
  • the only difference here is that the anti-rotation tabs 272 'in FIG. 5E can not be seen in FIG. 5J, and therefore not because they are actually hidden behind the annular punch edge 250.
  • the anti-rotation lugs 272 can be seen only in Fig. 5K and in Fig. 5N.
  • the diameter of the cylindrical recess 208 is greater than the inner diameter of the hollow cylindrical projection 210.
  • the thread 206 ends in a conical region 262 of a stepped hole 264, which may optionally be used in this example instead of a rounded thread spout (which also in the Execution according to FIGS. 4A to 4C or FIGS. 5A to 5D would be possible).
  • the bottom of the annular recess is formed in this embodiment solely by a rounded transition 243 from the hollow cylindrical projection 210 into the conical surface 242, which would also be possible in the embodiment according to FIGS. 4A to 4E or FIGS. 5A to 5D.
  • step a) by corresponding profiling of the piercing dies 92, 94, anti-rotation features 272 on the outside of the hollow-cylindrical projection 210 or on the inside of the annular recess 212 around the hollow-cylindrical protrusion 210 are provided educated.
  • These anti-rotation features may be formed by ribs 272 and / or grooves (not shown) on the radially outer side of the hollow cylindrical projection 210 (as shown). These ribs 272 extend in the axial direction 226 and bridge the undercut 244 of the hollow cylindrical projection 210. They have a radial width which corresponds at least substantially to between 40% and 90% of the maximum radial depth of the undercut.
  • a hollow body element 200 is produced for attachment to a component 270 (FIG. 7A or FIG. 7B) which is usually made of sheet metal and has an at least essentially square or rectangular shape Outer outline 202, with a first broad side 2 and a second broad side 3, with an undercut 244 having punching portion 246 which projects beyond the second broad side and is surrounded by an annular recess 212 in the second broadside and with a hole 204 extending from the extending the first broad side 2 through the punching section 246, wherein the hole optionally has a threaded cylinder 206 and the hollow body element is characterized in that anti-rotation features 272 outside of the hollow cylindrical projection 210 and / or inside in the region of the annular recess 212 around the hollow cylindrical projection 210 around be formed.
  • the hollow body element is further characterized in that the second broad side 3 is located radially outside the annular recess 212 in a plane, i. Apart from any curves or bevels at the transitions in the side edges of the hollow body member, and thus has no beams, grooves or undercuts in the area outside the annular recess.
  • the annular recess 212 is designed with an outer diameter which is only slightly smaller than the smallest transverse dimension of the rectangular in plan view hollow body element, whereby the annular recess with the second broad side 3 of the profile at the narrowest points 284, 286 in the plane of the second broad side remaining Webs in the range of 0.25 to 1 mm, preferably of about 0.5 mm forms.
  • FIGS. 7A and 7B show one and the same inventive element 200 according to FIGS. 5A to 5D with a thinner sheet metal part (FIG. 7A) of, for example, 0.7 mm thickness and with a thicker sheet metal part (FIG. 7B) of, for example, FIG. 85 mm thickness can be used.
  • the buffing material fills the entire after pressing by means of a die Ring recess 212 and is located on the full surface of the annular recess and the anti-rotation features 272 in the area of the undercut on. In both cases, therefore, a good cover with the anti-rotation ribs 272 and therefore a good anti-rotation between the hollow body member 200 and the sheet metal part 280.
  • the punching section 246, which is at least substantially not deformed in these examples, is self-piercing introduced into the sheet metal part.
  • the flattened end face 224 of the punching section 246 is at the level of the underside of the sheet metal part in thin sheets (as shown in Fig. 7A) and above the underside of the sheet metal part (ie, the side facing away from the body part of the hollow body member) sheet metal part).
  • there is an annular recess 282 around the punching section which is predetermined in its shape by the concrete shape of the complementarily shaped die in the self-piercing attachment of the hollow body element in a press or by a robot or in a C-frame.
  • the die as usual in the self-piercing attachment of fasteners, a central bore, through which the resulting punching is disposed of.
  • the hollow body elements according to the invention are self-piercing, they can still be used in pre-punched sheet metal parts.
  • a further thickness range of sheet metal parts for example 1.85 to 3 mm, can be covered. Only the punching section needs to be made longer.
  • the hollow body elements are square in plan view, no special orientation of the die is required per se with respect to the particular setting head used because the punching section in plan view is circular and therefore orientation-free. It only needs to be ensured that the setting head and the die are coaxial with each other and to the longitudinal axis 226 of the hollow body element.
  • the further component is usually attached below the sheet metal part by a screw (not shown), which is screwed from below into the thread. As a result, the connection between the hollow body element 200 and the sheet metal part is reinforced by tightening the screw.
  • anti-rotation ribs would be conceivable which radially cross the annular recess 212 or bridge over it, as shown for example in FIGS. 8A-8D, 9A-9D or 10A-1OD. Such anti-rotation ribs may be flush with the broad side 3 ( Figures 8A-8D) or recessed within the annular recess (such anti-rotation features are not shown in the drawings).
  • the free upper sides of the anti-rotation ribs lie in the same plane as the surface of the broad side 3 outside the annular recess 212.
  • the sides 272" can also extend from the broad side 3 be arranged back staggered. Since the anti-rotation ribs bridge over the annular recess 212, they can also be found on the side of the annular punching section 222 in the region of the undercut 244.
  • FIGS. 8A-8D the free upper sides of the anti-rotation ribs, which are indicated by 272 ", lie in the same plane as the surface of the broad side 3 outside the annular recess 212.
  • the sides 272" can also extend from the broad side 3 be arranged back staggered. Since the anti-rotation ribs bridge over the annular recess 212, they can also be found on the side of the annular punching section 222 in the region of the undercut 244.
  • FIGS. 9A-9C show a further variant in which the anti-rotation features are in the form of anti-rotation ribs which extend in the radial direction over annular recess 212, only the upper sides 272 '' of the anti-rotation ribs 272 of the embodiment according to FIGS. 9D inclined so that they rise in the direction of the punching section 222 rising and therefore not only extend in the radial direction over the annular recess and bridge it, but also in the axial direction of the undercut 244 of the punching section 222 over a considerable length or in the full length of the undercut 244 extend.
  • FIGS. 1 OA-1OD show an embodiment which is very similar to that of FIGS. 9A-9D, except that here the anti-rotation ribs are angled so that they have a radial portion 272 '"and an axial portion 272' '' facing one another are over a radius 272 "" "passing and therefore have the overall discussed the angled shape.
  • FIGS. 1A-1 ID show another type of anti-rotation feature, here in the form of depressions 272 '' '' or grooves formed in the oblique side wall of the annular recess 212, the depressions 272 '' '' here in plan view have an approximately cup-like shape.
  • Other shapes of the depressions are conceivable, for example elongated grooves, which are narrower in the region of the broad side 3.
  • Figs. 12A-12D show a slightly different shape of a hollow body member.
  • the ring here a polygonal shape 212 ' has, in the concrete case a square shape in plan view, wherein the annular recess has a corresponding number, ie four, inclined surfaces 400, 402, 404 and 406 by means of radii 408, 410, 412 and 414 merge into each other.
  • the annular recess 212 ' which is polygonal in plan view, there is a surface region which is defined by four corner regions 416, 418, 420 and 422 and is arranged in a plane perpendicular to the central longitudinal axis 226 of the element.
  • Punching section 222 transitions over a radius 424 into these corner regions, the radius at the radially outermost point having a diameter which is slightly larger than the maximum transverse dimension of the surface region formed by the four corners 416, 418, 420 and 422 that this radius eventually merges into the bottom of the four sloping surfaces. All thin parallel lines such as 426, 426 'and 426 "show radii or rounded surfaces which provide, inter alia, for a gentle bending of the sheet metal part.
  • the rounded areas between the inclined surfaces also have the advantage that there are no pronounced sharp features at these locations in the sheet-metal part, which can lead to fatigue, in particular dere with dynamic load of the component. Since the punching section 222, as in the other embodiments, generates a circular hole in the sheet metal part, no stress concentrations are to be expected here, which can lead to fatigue cracks during operation.
  • the element When attaching the hollow body member to a sheet metal part, the element is at least substantially not deformed, deformation is undesirable, and the sheet metal part is formed by a suitable complementary shape of the die in the square recess 212 'in the area around the punching portion 222 and completely in Plant brought with this punching section around the punching section around.
  • the hollow body member is planar on the first broad side 2, i. with an end face which is perpendicular to the central longitudinal axis 226 of the element, according to the previous embodiment of Figs. 5A-5N.
  • the corresponding front side could be formed similarly to the embodiment according to FIG. 6D.
  • the first manufacturing step a) according to claim 1 can be replaced here by a molding process in which the hollow cylindrical projection 210 is effected solely by material displacement from the region of the polygonal ring recess in plan view and in the region of the hollow cylindrical projection 210.
  • the body thus formed is then pierced through from the first broad side 2 to the bottom 216 of the cavity 232.
  • annular recess 212 need not necessarily be simultaneous with the piercing operation, but could be combined with the piercing or flattening process, i. the punches 84, 86 and the flattening dies 88, 90 would have to have a corresponding shape in this case.
  • the profile can be maintained or used after production of the general shape of the hollow body elements in sections or in rewound form, with a separation into individual hollow body elements takes place only when the profile in a setting head for attachment of the hollow body elements is used on a component.
  • FIG. 13A to 13D there is shown a hollow body member corresponding to the member of Figs. 5A to 5D, except for the fact that the pilot member, i. the hollow projection 210, here without undercutting is executed.
  • the axial anti-rotation ribs 272 can be better seen, since they are not hidden in an undercut, but protrude in the radial direction from the hollow cylindrical projection 210 here.
  • the thread in the hollow body elements according to the invention ends immediately before the hollow cylindrical projection, i. does not extend into the hollow cylindrical projection, since otherwise it would be deformed during the forming of the hollow cylindrical projection or rivet portion 210, which would make the introduction of a screw difficult or impossible.
  • hollow body element according to the invention has been described only in connection with a modification of the embodiment according to FIGS. 5A to 5D, all embodiments of hollow body elements described so far, ie inter alia the hollow body elements of FIGS. 5E to 5N, of FIGS. 6A to 6E, FIGS. 8A to 8D, the 9A to 9D, FIGS. 10A to 10D, of FIGS. 1A to 1D and FIGS. 12A to 12D, are made into hollow body members according to the present invention by omitting the undercut of the hollow projection 210 so as to make a cylindrical one
  • projection is formed with the configurations of the respective anti-rotation characteristics of the aforementioned figures.
  • the hollow cylindrical projection forming the rivet section is crimped by means of the rivet die 504 to the rivet bead 506, which surrounds the sheet metal part in the edge region of the perforation 500 in a between the Nietbördel 506 and the bottom surface of the annular recess 212 formed in the broad side 3 annular groove 508 receives by clamping.
  • the hollow cylindrical projection of the hollow body element according to the invention is not provided with an undercut, it can still be self-piercing attached to a sheet metal part, if this is done in two stages.
  • a first stage or station the hollow cylindrical projection is used with a suitable punching die, which is arranged on the other side of a sheet metal part to a hole in the sheet metal part punching and punching through the middle passage of the punching die (not shown).
  • the hollow body element in the sheet metal part "hang", due to the hole reveal of the hollow cylindrical projection or the anti-rotation features or ribs, if they engage in the hole edge.
  • the rivet section formed by the hollow cylindrical projection is crimped to a rivet bead with a suitable rivet die, such as, for example, the rivet die of FIG. 14C.
  • the shape of the hollow body element according to the invention also makes it possible to simplify the follow-on composite tool. Since the undercut on the hollow projection is missing, the previously third station C of the follow-on composite tool, in which the flattening of the hollow projection to the undercut, no longer required so that this station can be omitted with a corresponding simplification of the progressive tool.
  • the resultant shape of the progressive dies is shown in FIGS. 15 and 16.
  • the previously used reference numerals of Figs. 2 and 3 have been used in Figs. 15 and 16 where appropriate and will not be further described, since the previous description also applies to these corresponding features or parts.
  • This simplification means that only one forming station (station A) is required, namely the station where the wrapping process takes place, at which an elongation, ie an elongated extension of the profile strip, which is undesirable, can take place. In the remaining stations B and D, in which the punching process or the singling process take place, there is no elongation of the profile strip. These operations in the workstations B and D mean that the corresponding workstations B and D are not considered to be forming stations. A further simplification of the follow-on composite tool is possible and indeed the enforcement process can take place outside the follow-on composite tool, for example in a rolling mill corresponding to FIGS. 19A to 19C or FIGS. 2OA to 2OC or FIGS.
  • the rolling mill can be coupled with the progressive tool, in the sense that the rolling mill feeds the profile strip directly to the follow-on composite tool. This is not required.
  • the rolling mill can provide a profile strip with the necessary enforcements as an intermediate, which can be fed in lengths or in the form of a roll to the progressive die. The rolling can be done in a different factory than the further production in the progressive tool. If the penetration station is not present in the progressive tool, then no forming station is present and the problem of elongation no longer exists. This represents an optimal solution.
  • the follow-on composite tool is designed as shown in FIGS. 17 and 18.
  • the previously used reference numerals of Figs. 2 and 3 have been used where appropriate in Figs. 17 and 18 and will not be further described, since the previous description also applies to these corresponding features or parts.
  • the rolling mill is designed to produce from an incoming profile strip 1 with an at least substantially rectangular cross section with a first broad side 2 and an opposite broad side 3 an outgoing profile strip 1 'of regularly alternating profile sections, the incoming Strip for the progressive tool of Fig. 17 and 18 forms.
  • the outgoing profile strip 1 'of alternating profile sections which consist of first profile sections, which have at least substantially the cross-sectional shape of the incoming profile strip 1, and second profile sections, which are made of the incoming profiled strip 1 and each have a cylindrical recess 208 at the first broad side and a hollow cylindrical, surrounded by an annular recess 212 projection 210 on the second broad side 3 have.
  • the rolling mill consists of a first roller 600 and a second roller 602 which are disc-shaped, but only portions of which are shown, in a perspective view in Fig. 19A, partly in a side view and in a radial sectional plane in Fig. 19B and in an enlarged view in the region of the nip in FIG. 19C (the drawings of FIGS. 2OA to 2OC and 2A to 2C are drawn respectively).
  • the rollers 600 and 602 are synchronized with each other and run in opposite directions of rotation 604 and 606.
  • the incoming profile strip 1 is formed in a gap region 608, ie in the nip 610, between the rollers.
  • the first roller 600 has a plurality of regularly spaced-apart projections 612 having a shape complementary to that of the cylindrical recess 208.
  • the second roller 602 also has a plurality of mold portions 614 arranged at the same intervals as the projections of the first roller, each having a central portion, a shape 616 complementary to the shape of the hollow cylindrical projections 210, and a the central portion surrounding annular projection 618 having a shape which is complementary to the shape of the hollow cylindrical projection 210 surrounding annular recess 212.
  • the rollers are similarly configured except that a molding protrusion such as 618 of Fig.
  • annular recess 212 which is desired for the hollow body elements, must be produced in the progressive tool, for example.
  • the protrusions 612 of the first roll 600 and the mold portions 614 of the second roll 602 have clearances such as 620, i. a somewhat spherical shape, which differs from a circular cylindrical shape, which ensure that a clean rolling movement takes place in the rollers, i. no collisions of the rollers with the profile strip when leaving the expiring ProfiistMake can take place.
  • the volume of profile strip material displaced by each projection of the first roller should advantageously at least substantially correspond to the material volume of the material displacement on the side of the second roller, i. the volume, which is composed as follows: the volume of the hollow cylindrical projection 210 plus the volume of a bottom portion of the projection extending beyond the second broad side and minus the volume of any surrounding annular recess 212.
  • the projections 612 of the first roller 600 and / or the moldings 614 of the second roller can be replaced by respective inserts of the respective Gen rollers 600 and 602 are formed, as shown in FIGS. 19 to 21, wherein only in Fig. 2 IA to 2 IC, the mold parts 614 are not realized as inserts.
  • inserts facilitates the replacement of worn or broken inserts without having to replace the entire roller
  • the present invention is intended for the production of rectangular or square elements in the outer contour, it could also be used for the production of polygonal, oval or circular elements in the outer contour or of another shape, provided the tools used are designed to be the profile strip to produce the desired contour shape, for example by the use of appropriately designed punching tools.
  • a method for producing hollow body elements 200 for attachment to components usually made of sheet metal 280, in particular for the production of hollow body elements with an at least substantially square or rectangular outer contour 202, by cutting individual elements from one in the form of a Profile bar 1 or a roll present profile after pre-punching holes 204 in the profile, optionally with subsequent formation of a threaded cylinder 206 using a progressive tool 10 with multiple workstations A, B and D or B and D, in which respective operations are performed.
  • the process according to the invention is characterized by the following steps:
  • a penetration process is performed, which leads to a cylindrical recess 208 at a first broad side second the profile and a hollow cylindrical projection 210 on a second of the first width side 2 opposite broad side 3 of the profile leads, which is surrounded by an annular recess 212,
  • the penetration process can, as explained above, in the progressive tool or in an upstream operation, for example in a rolling mill, take place.
  • the diameter of the cylindrical recess 208 and the inner diameter of the hollow cylindrical projection 210 should be at least substantially equal.
  • a hole 204 is preferably produced with a diameter which corresponds at least substantially to the diameter of the cylindrical recess 208 and the inner diameter of the hollow cylindrical projection 210.
  • an annular elevation 260 can be formed on the first broad side (2) of the profile around the cylindrical depression 208.
  • anti-rotation features 272 can be formed on the outside of the hollow cylindrical projection 210 and / or on the inside in the region of the annular recess 212 around the hollow cylindrical projection 210.
  • the anti-rotation features may be formed by ribs 272 and / or grooves on the radially outer side of the hollow cylindrical projection 210.
  • the anti-rotation features are preferably formed by ribs 272 extending axially along a portion of the hollow cylindrical projection 210 between the bottom of the annular recess 212 and a location between the second broad side 2 of the profile and the free front end of the hollow cylindrical projection.
  • the anti-rotation ribs 272 may have a radial width that corresponds at least substantially in the range between 40% and 90% of the maximum radial depth of the undercut 244.
  • step a) also starting from a rectangular in cross-section profile 1, a molding operation can be performed in which on the first broad side 2 of the profile 1 optionally no cylindrical recess 208 is provided, but on the second broad side 3 of the profile 1 to a preferably polygonal in plan view, in particular square recess 212 'on the second Broad side 3 of the profile that surrounds the hollow cylindrical projection 210, which is partially formed from the material displaced by the formation of the recess 212 'and partially from the displaced by the formation of the cavity of the hollow cylindrical projection 210 material, wherein the recess 212' with one or more obliquely provided to the central longitudinal axis of the hollow body member annular surface or surfaces is provided and in the second step b) the material between the first broad side 2 of the profile 1 and the bottom 216 of the hollow cylindrical projection 210 to form a through hole 204th pierced or punched out.
  • the anti-rotation features are preferably formed by ribs 272 and / or grooves on the radially outer side of the hollow cylindrical projection 210.
  • the anti-rotation features may be formed by ribs 272 extending in the axial direction along the hollow cylindrical projection 210.
  • the anti-rotation ribs 272 may have a radial width which is at least substantially in the range between 10% and 60% of the wall thickness of the hollow cylindrical projection 210.
  • the anti-rotation features may also be provided in the form of radially extending ribs bridging the annular recess. An embodiment of this type is shown in FIGS. 22A-22D, which will be explained in more detail later.
  • anti-rotation features can be provided in the form of inclined anti-rotation ribs extending in the radial direction over the annular recess and in the axial direction along the hollow cylindrical projection.
  • anti-rotation features can be provided in the form of depressions, which are arranged in the inclined surface of the annular recess.
  • the second broad side 3 is preferably located radially outside the annular recess 212 in a plane, i. Apart from any curves or chamfers at the transitions in the side edges of the hollow body member, and thus has no beams, grooves or undercuts in the area outside of the annular recess 212.
  • the annular recess 212 is preferably made with an outer diameter which is only slightly smaller than the smallest transverse dimension of the in plan view rectangular hollow body member 200, whereby the annular recess with the second broad side of the profile at the narrowest points in the plane of the second broadside remaining webs in the range of 0.25 and 1 mm, preferably of about 0.5 mm.
  • the invention provides a hollow body element for attachment to a usually consisting of sheet metal component 280, with a particular at least substantially square or rectangular outer contour, with a first broad side 2 and a second broad side 3, with a hollow cylindrical projection, over the second broad side 3 and surrounded by an annular recess 212 'in the second broad side and with a hole 204 which extends from the first broad side 2 through the hollow cylindrical projection or through the punching section 210, wherein the hole optionally has a threaded cylinder 206, and the element is characterized in that the annular recess 212 'in plan view is polygonal and in particular square, and that the annular recess 212' is provided with one or more obliquely to the central longitudinal axis of the hollow body member surface or surfaces and the hollow cylindrical projection 210th no e has undercut.
  • An assembly part according to the invention consists of a hollow body element 200 of the abovementioned type according to the invention, which is attached to a component, for example a sheet metal part 280, wherein the material of the component or the sheet metal part 280 on the surface of the annular recess 212 of the hollow body element, on the surface of Anti-rotation features 272 as well as on the surface of the flanged to a Nietbördel hollow cylindrical projection 210 is applied.
  • a component for example a sheet metal part 280, wherein the material of the component or the sheet metal part 280 on the surface of the annular recess 212 of the hollow body element, on the surface of Anti-rotation features 272 as well as on the surface of the flanged to a Nietbördel hollow cylindrical projection 210 is applied.
  • the axial depth of the annular groove 282 in the sheet metal part depending on the length of the hollow cylindrical projection 210 and the thickness of the sheet metal part 280 is selected so that the Nietbördel does not or only slightly protrudes beyond the side of the sheet metal part, which faces away from the body of the hollow body member 200 and in the region below the second broad side 3 of the hollow body element around the annular recess 212 of the hollow body element is present.
  • the second broad side 3 of the hollow body element 200 in the region around the annular recess 212 of the hollow body element 200 is preferably at least substantially not or at most slightly pressed into the sheet material.
  • a follow-on composite tool for producing hollow body elements 200, such as nut elements, for attachment to components usually made of sheet metal 280, in particular for producing hollow body elements with an at least substantially square or rectangular outer contour 202, by cutting individual elements from one in the form of a profile bar or a Wickels present profile 1 after prior punching of holes 204 in the profile, optionally with subsequent formation of a threaded cylinder 206, wherein in each workstation for the profile or for several juxtaposed profiles each two treatments for each stroke of the progressive tool are simultaneously feasible, characterized characterized in that in a workstation (B) a hole process and in a downstream workstation (D) the separation of two hollow body elements of the or each profile by means of the Abschlagstemp els is feasible.
  • an enforcing process can be carried out, for example to form a cylindrical recess 208 on a first broad side of a cross-sectionally at least substantially rectangular profile 1 and a hollow cylindrical, surrounded by an annular recess 212 projection on a second the first broadside opposite broad side of the profile.
  • the piercing operation for piercing a remaining after the piercing operation between the bottom of the cylindrical recess 208 and the central passage of the hollow cylindrical projection web is performed.
  • the follow-on composite tool is designed in a variant to work with an incoming profile strip 1 with an at least substantially rectangular cross-section with a first broad side 2 and an opposite broad side 3, consisting of regularly alternating profile sections of the profile strip 1 and profile sections, from the Profi strips 1 are produced and each having a cylindrical recess 208 on the first broad side and a hollow cylindrical, surrounded by an annular recess 212 projection 210 on the second broad side 3.
  • FIGS. 22A-22D Such a design of a hollow body element 200 is shown in FIGS. 22A-22D.
  • the only significant difference from the element of FIGS. 13A-13D is that the anti-rotation ribs 272, as shown here, bridge the annular groove 212 in the radial direction, with the material containing the anti-rotation ribs 272 therein Design forms over clear radii in the rivet section 210 and in the bottom area and in the outer oblique side of the annular recess 212 passes.
  • the upper sides of the anti-rotation ribs 272 in Fig. 22D are slightly set back from the second broad side 3 of the element, but can also lie flush with this side.
  • the inner cylindrical side 288 of the cylindrical rivet portion 210 has an inner diameter which is slightly larger than the outer diameter of the thread 206, on the one hand in the riveted state, the insertion of a screw in the thread 206, in Fig. 22C
  • the inner diameter 288 forms the thread inlet via a conical region 288 "and merges into the thread, which also serves to center a screw when it is inserted into the thread 206.
  • the radius on the outside of the cylindrical rivet portion 210 is somewhat more pronounced than in the embodiment of FIGS. 13A-13D.
  • the inner cone-shaped surface 288 ' is smaller. Here it is shown slightly rounded, but it could also be performed in a conventional manner as a cone-shaped cutting surface.
  • FIG. 22C the anti-rotation ribs 272 on the left and right of the cylindrical rivet section are shown in an oblique side view, with the hatched representation representing a perspective view of the radii with which the material of the anti-rotation ribs 272 behind the plane of the cross-sectional view of FIG. 22C lie, in the inclined surface of the axial groove or the annular recess 212 passes.
  • a possible way of attaching the hollow body element according to FIGS. 22A-22D to a sheet metal part is in the drawings of FIGS. 23A-23D for a relatively thin sheet metal part 280 'and in FIGS. 24A-24D for a shown relatively thick sheet metal part.
  • the attachment itself is similar to the method already described in connection with FIGS.
  • the elevation 512 in plan view also ensures a visually appealing transition of the lower side of the hollow body element 200 into the sheet metal part 280 '.
  • one and the same hollow body element 200 can be used with sheet metal parts 280 'of different thicknesses and yet ensures a high-quality connection to the sheet metal part 280'.
  • a sheet thickness range between, for example, 0.6 mm and 3.5 mm (without limitation) cover.
  • the underside of the sheet metal part in the region of the element and the underside of the Nietbördeis 506 lies with the underside of the sheet metal part outside of the element in a plane, which is favorable for the screwing of another component on the underside of the sheet metal part. This can be achieved no matter what thickness of the sheet metal part is within the allowable range for the once fixed length of the rivet section.
  • the method for producing the hollow body element 200 according to FIGS. 22A-22D largely corresponds to the previously described method and will now be explained in more detail briefly with reference to FIGS. 25A-25F and 26 and 27, respectively.
  • the profile strip from which the elements are made is a substantially rectangular strip, but the side surfaces 7 and 8 are slightly skewed relative to each other, i.e., in the direction shown in Figs. are inclined, in such a way that they have from one another in the region of the first broad side 2 of the profile a smaller distance than in the region of the second broad side 3 of the profile.
  • Fig. 25B shows the profile strip after performing the clinching operation, in which the cylindrical recess 208 is formed with radius 230 in the first broad side 2 of the profile and the cylindrical rivet portion 210 and the surrounding annular groove 212 generates in the second broad side 3 of the profile becomes.
  • the anti-rotation ribs 272, which bridge the annular groove 212 are also produced in this first forming step.
  • notches, such as 514 are generated in the broad side 3 of the profile strip, which run perpendicular to the longitudinal direction of the profile strip, ie from one narrow side 7 to the other narrow side 8.
  • notches form weakenings which facilitate the later separation of the individual elements from the profiled strip. They form in Fig. 25B, the boundary of the shown middle part of the strip, which later forms a hollow element such as 200, where left of the left notch 514 part of another hollow body member and right of the right notch 514 part of a still further hollow body member 200 to see is.
  • the follow-on composite tool for fabricating the element of FIGS. 22A-22D corresponds to the fabrication steps illustrated and described in FIGS. 25A-25F and is shown in FIG. 26 and the major portion of the progressive tool on a large scale in FIG ,
  • the progressive tool of Figures 26 and 27, respectively, generally corresponds to the progressive tool of Figures 15 and 16 and, as explained above, the same reference numerals are used for corresponding parts or parts having the corresponding functions.
  • the follow-on composite tool according to FIGS. 26 and 27 essentially only the significant differences compared with the follow-on composite tool according to FIGS. 15 and 16 or the other follow-on composite tools already described are mentioned.
  • the puncturing punches 64, 66 below the profile strip 1 and the corresponding Matrices 92, 94 are arranged above the profile strip 1, in the example in FIGS. 26 and 27, the puncturing punches 64, 66 are arranged above the profile strip 1, while the corresponding dies 92, 94 are located below the profile strip.
  • the support of the piercing dies 92, 94 is somewhat different in the embodiment according to FIGS. 26 and 27, respectively, than in the embodiment according to FIGS. 15 and 16.
  • the dies are arranged in a fixed position in the lower die.
  • the purpose of the previously mentioned inclined arrangement of the side surfaces 7 and 8 of the profile strip is that the profile strip is stretched in the upper region adjacent to the cylindrical cavity 208 generated by the puncturing punches 64, 66 by the puncturing punches 64, 66 in the width, whereby the narrow sides 7 and 8 assume a position perpendicular to the upper and lower broad sides 2 and 3, which then ensure proper guidance of the profile strip on the way through the progressive tool.
  • the punches 84 and 86 are arranged above the profile strip 1, while the corresponding dies 100, 102 are located below the profile strip 1.
  • two expansion dies 704, 706 are provided, which serve to stretch the cylindrical rivet section 210 and the end formation of the expanded hollow cylindrical section 288 with the conical section 288 ", which forms the threaded inlet, and To define the cone-shaped or rounded inlet region 288 'below the profile strip, above the profile strip there are then two punches 700, 702 which are inserted into the profile strip already formed cylindrical recess 208 engage when closing the press and intercept the forces acting from the Aufweitmatrizen 704, 706 in the direction of the longitudinal axis 226 of the individual hollow body elements.
  • They can also be used for correcting the shape of the hollow body element in the region of the thread outlet and / or for calibrating the inner diameter of the region 208 or the through hole 204 before carrying out the threading process, which only after separation of the individual elements from the profile strip by the knock-stamp 222 and removal of individual hollow body elements takes place from the press.
  • the small surveys at reference numeral 708 are observed. These bumps serve to form notches such as 514. Note also the item numbered 710. This is a position sensor that dips into a cylindrical cavity 208 to ensure that the profile strip has been processed properly so far and is in the right place in the progressive tool.
  • the probe 710 does not dip into such a cavity 208 at the intended amount every stroke of the press, it encounters, for example, the upper broad side 2 of the profile strip adjacent to such a cavity or in the absence of such a cavity because it simply does not exist, For example, since the puncturing punches 64, 66 are worn or broken, the feeler 710 is displaced upward against the force of the spring 714 acting on the collar 712 of the probe 710 when closing the press, coming close to the force of the spring 714 Proximity sensor 716, which emits a corresponding signal that serves to immediately stop the press. The cause of the fault can then be investigated and the press put back into service after the required correction or repair has been carried out.
  • the upper tool must be raised so far that the puncture punches 64, 66, the probe 710, the punches 84, 86 and the Abstützstempel 700, 702 and the tee punches 22 come free from the top 2 of the profile strip, said the profile strip must be raised to the extent that it comes free of projecting parts of the lower tool, such as the fürrißmatrizen 92, 94, the notch-generating projections 708, the Lochmatrizen 100, 102 and the fixed Aufweitmatrizen 704, 706 and the tee die 30.
  • each station corresponds to a length which is an integer multiple of the length of a single hollow body member 200. It will be here, as shown in the drawings, several empty stations provided to create space for the individual tools of progressive die tool.
  • the present invention is intended for the production of rectangular or square elements in the outer contour, it could also be used for the production of polygonal, oval or circular elements in the outer contour or of another shape, provided the tools used are designed to be the profile strip to produce the desired contour shape, for example by the use of appropriately designed punching tools.

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Abstract

Ein 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, zeichnet sich dadurch aus, dass in den Arbeitsstationen ein Durchsetzvorgang und einen Lochvorgang durchgeführt werden. Es werden auch Hohlkörperelemente (200) , Zusammenbauteile, Folgeverbundwerkzeuge (10) und Walzwerke (600,602) beschrieben und beansprucht .

Description

Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG P10066PWO
Verfahren zur Herstellung von Hohlkörperelementen, Hohlkörperelement, Zusammenbauteil, Folgeverbundwerkzeug zum Herstellen von Hohlkörperelementen sowie Walzwerk
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren 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, 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 nicht vorveröffentlichten 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 23, durch ein Zusammenbauteil gemäß Anspruch 37, durch ein Folgeverbundwerkzeug gemäß Anspruch 41 und durch ein Walzwerk gemäß Anspruch 46 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 Folgeverbundwerk- zeug notwendig sind bzw. dass erfindungsgemäß eine Station zur Ausbildung einer Hinterschneidung am Pilotteil des Hohlkörperelements im Vergleich zu der eingangs genannten Anmeldung PCT/ EP2005/ 003893 nicht mehr erforderlich ist.
Beibehalten wird aber der Vorteil der erfindungsgemäßen 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 erfindungsgemäßen 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 PCT/ EP2005/ 003893 gezeigt sind, die für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung, die auf der bestehenden Erfindung aufbaut, nützlich sind sowie Fig. 13 bis 21, 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- hing 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. 5J-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 Verdrehsicherungsrip- pen, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung an der Hinterschneidung des Stanzabschnitts entlang erstrecken,
Fig. 1OA-1OD Darstellungen entsprechend den Fig. 8A-8D, jedoch von einer Ausführungsform mit abgewinkelten Verdreh- sicherungsrippen, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung an der Hinterschneidung des Stanzabschnitts entlang erstrecken,
Fig. 1 IA- I ID Darstellungen entsprechend den Fig. 8A-8D, jedoch von einer Ausführungsform mit Verdrehsicherungs- merkmalen, 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 XI l IB-Xl I IB der Fig. 13A zeigt, die Fig 13C eine vergrößerte Darstellung des Bereiches Xl I lC 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 erfϊn- dungsgemäßen 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 erfmdungsgemäßen 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 Hohlkörper- elemente 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 Folge verbundwerkzeug 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 o- ben, 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 ü- ber 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 Unter- seite 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 Profiistreifen 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 Profϊlstreifens 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 Zeich- nung der Fig. 3, Führungselemente, die beispielsweise durch Wangen der Platten 50, 52, 54, 56 und 58 gebildet sein können, die dafür sorgen, dass der Profϊlstreifen 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 Profiistreifen 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 Profϊlstreifen 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 Profüstreifen 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 Arbeits Station 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 hohlzylindri- schen 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 51 zeigen jeweils eine vergrößerte Darstellung der in einem strichpunktierten Rechteck in Fig. 5G bzw. 5F gezeigten Bereiche. Aus den Fig. 5H bis 51 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 51 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. Nichtsdesto trotz ist im Bereich des Wendepunkts ein Flächenbereich vorhanden, der als annähernd flach bezeichnet werden kann, so dass die Bezeichnung "zumindest im Wesentlichen ko- nusförmig" gerechtfertigt ist. Natürlich könnte auch ein klarer, streng ko- nusförmiger 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 hohlzylindri- sehen 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 Vor sprung 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 Ver- drehsicherungsmerkmale 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 E- bene 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 BIe- ch-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 Hinterschnei- dung an. In beiden Fällen erfolgt daher eine gute Abdeckung mit den Ver- drehsicherungsrippen 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- 1OD gezeigt. Solche Verdrehsicherungsrippen können bündig mit der Breitseite 3 liegen (Fig. 8A-8D) oder vertieft innerhalb der Ringvertiefung vorliegen (solche Verdreh Sicherungsmerkmale 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 Verdrehsiche- rungsmerkmale 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. 1 OA- 1OD 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. 1 IA-I ID zeigen eine andere Art von Verdrehsicherungsmerkma- len, 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 Ringver- tiefung 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 Verdrehsi- cherungsrippen 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 E- lements 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 Verdrehsicherungs- werte 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, insbeson- dere 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 hohlzylindri- schen Vorsprung, der durch Abflachung in den Stanzabschnitt 222 über- führt 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, Hohlkörper- elemente, 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 Hinter- schneidung ausgeführt ist. Demzufolge sind die axialen Verdrehsiche- rungsrippen 272 besser zu erkennen, da sie nicht in einer Hinterschnei- dung versteckt sind, sondern in radialer Richtung von dem hier hohlzy- lindrischen 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. 1OA bis 1OD, der Fig. 1 IA bis 1 ID 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 hohlzylindri- schen 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 Hinterschnei- dung am hohlen Vorsprung fehlt, ist die bisher dritte Station C des Folgeverbundwerkzeugs, in der die Abflachung des hohlen Vorsprungs um die Hinterschneidung 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. 2OA bis 2OC oder den Fig. 2 IA bis 2 IC, 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 Folge verbünd Werkzeug 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 Profϊl- streifen 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. 2OA bis 2OC und 2 IA bis 2 IC 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. 2OA bis 2OC bzw. 2 IA bis 2 IC 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 Profil streifen beim Auslaufen aus dem auslaufenden Profiistreifen 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 jeweili- gen Walzen 600 bzw. 602 gebildet werden, wie in den Fig. 19 bis 21 gezeigt, wobei lediglich in Fig. 2 IA bis 2 IC 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 Verdrehsicherungs- merkmale 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 Außenum- riss, 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 Verdrehsiche- rungsmerkmale 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 Profil Streifens 1 und Profilabschnitten, die aus dem Profiistreifen 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 Nietbördeis 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 Verdrehsicherungs- rippen 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, bei- spielsweise 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 Nietbördeis 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. 25 A, 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 Profϊlstreifen 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 Profilstrei- fens 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

Patentansprüche
1. 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 o- der rechteckigen Außenumriss (202), durch Ablängung einzelner E- lemente 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, g e k e n n z e i c h n e t 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 hohlzylindri- schen 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 hohlzy- lindrischen 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.
2. 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.
3. 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 ange- fasten Einlaufkante (230) ausgeführt ist.
4. 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 ange- fasten Auslaufkante (234) versehen ist.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang vom ringförmigen Bereich (240) der Ringvertiefung in die konusförmige Fläche (242) gerundet wird.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchsetzvorgang gemäß Schritt a) Verdrehsicherungs- merkmale (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 Profil Streifens ausgebildet werden.
15. 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.
16. 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.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
18. 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.
19. Verfahren nach Anspruch 14 bzw.18, 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 hohl- zylindrischen Vorsprung entlang erstrecken.
20. Verfahren nach Anspruch 14 bzw.18, 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.
21. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Vertiefungen ausgebildet werden, und zwar in Schritt a) oder Schritt b) , die in der schräge stellten Fläche der Ringvertiefung angeordnet werden.
22. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass abweichend vom Anspruch 1 im Schritt a) ebenfalls ausgehend von einem im Querschnitt rechteckigen Profil (1) ein Form Vorgang 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.
23. 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.
24. Hohlkörperelement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsmerkmale durch Rippen (272) und/oder Nuten an der radial äußeren Seite des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) gebildet werden.
25. Hohlkörperelement nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsmerkmale durch Rippen (272) gebildet werden, die sich in axialer Richtung am hohlzylindrischen Vorsprung (210) entlang erstrecken.
26. Hohlkörperelement nach Anspruch 25, 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.
27. Hohlkörperelement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass Verdrehsicherungsmerkmale in Form von sich radial erstreckenden Rippen (272), die die Ringvertiefung (212) überbrücken, vorgesehen sind.
28. Hohlkörperelement nach Anspruch 23 bzw.27, dadurch gekennzeichnet, dass Verdrehsicherungsmerkmale in Form von schräg gestellten Verdrehsicherungsrippen vorgesehen sind, die sich in radialer Richtung über die Ringvertiefung und in axialer Richtung an der Hinter- schneidung des Stanzabschnitts entlang erstrecken.
29. Hohlkörperelement nach Anspruch 23 bzw.27, 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 Vor sprung (210) entlang erstrecken.
30. Hohlkörperelement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Vertiefungen vorgesehen sind, die in der schräge stellten Fläche der Ringvertiefung angeordnet werden.
31. Hohlkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 30, 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 Hinterschneidun- gen im Bereich außerhalb der Ringvertiefung (212) aufweist.
32. Hohlkörperelement nach einem der Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der zylindrischen Vertiefung (208) an der ersten Breitseite des Profils mit einer gerundeten oder angefasten Einlaufkante (230) ausgeführt ist.
33. Hohlkörperelement nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung des hohlzylindrischen Vorsprungs (210) an ihrem freien Ende mit einer gerundeten oder angefasten Auslaufkante (234) vorgesehen ist.
34. Hohlkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 33, 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) ü- bergeht.
35. Hohlkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 34, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, 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.
36. 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 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 hohlen Vorsprung bzw. durch den Stanzabschnitt (210) hindurch erstreckt, wobei das Loch gegebenenfalls einen Gewindezylinder (206) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, 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.
37. Zusammenbau teil bestehend aus einem Hohlkörperelement (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 36, 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.
38. Zusammenbauteil nach Anspruch 37, 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 o- der 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.
39. Zusammenbauteil nach Anspruch 37 oder 38, 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.
40. Zusammenbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 37 bis 39, 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 (28O1) umfasst und als zusätzliche Verdrehsicherung oder als Ersatz für sonstige Verdrehsicherungsmerkmalen (272) dient.
41. 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) 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 g e k e n n z e i c h n e t, 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.
42. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 41, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in einem ersten Arbeits Station (A) ein Durchsetzvorgang 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) umgebenden Vorsprungs an einer zweiten der ersten Breitseite gegenüberliegenden Breitseite des Profils durchführbar ist.
43. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 42, 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.
44. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 41, 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 Profil streifen (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.
45. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 41 oder 44, gekennzeichnet durch die Kombination mit einem Walzwerk, das ausgelegt ist, um aus einem Profilstreifen (1) mit einem zumindest im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer ersten Breitseite (2) und einer dieser gegenüberliegenden Breitseite (3) einen Profilstreifen 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, herzustellen.
46. Walzwerk (600, 602), 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 g e k e n n z e i c h n e t, 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 hohl- zylindrischen, von einer ringförmigen Vertiefung (212) umgebenen Vorsprung (210) an der zweiten Breitseite (3) aufweisen.
47. Walzwerk nach Anspruch 46, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, 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 Winkelabständen 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 (600) angeordnete Formteile (614) bzw. Formbereiche aufweist, die jeweils einen mittleren Abschnitt mit einer Form, die zu der Form der hohlzylindrischen Vorsprunge komplementär ist sowie einen den mittleren Abschnitt umgebenden Ringvorsprung mit einer Form, die zu der Form der den hohlzylindrischen Vorsprung (210) umgebenden ringförmigen Vertiefung (212) komplementär ist, aufweist.
48. Walzwerk nach Anspruch 46, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, 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.
49. Walzwerk nach Anspruch 47 oder 48, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, 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 (I1) stattfinden können.
50. Walzwerk nach einem der Ansprüche 47 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass das durch jeden Vorsprung (612) der ersten Walze (600) verdrängte Volumen an Profüstreifenmaterial 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).
51. Walzwerk nach einem der Ansprüche 47 bis 50, 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.
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