Befestigungselement

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, das in einer ruckartigen Bewegung in einen nicht gelochten Untergrund eingetrieben wird.

Es ist bereits ein Schussniet bekannt, der mithilfe eines Schussgeräts in ein nicht gelochtes Werkstück eingetrieben wird. Dessen Nietdorn weist an seinem den Werkstücken zugewandten Ende eine Spitze auf, die auch pyramidenförmig ausgebildet sein kann (EP 1085952). Eine solche bei Schussnieten übliche Spitze erleichtert das Eindringen in das nicht gelochte Werkstück.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei bestimmten Anwendungsfäl- len die durch eine solche Spitze erzeugte Verformung des Werkstücks im Bereich der Befestigungsstelle zu ungeeigneten Ergebnissen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein zum Eintreiben in ein nicht gelochtes Werkstück geeignetes Befestigungselement zu schaffen, das bei einfachem Aufbau zu einer geringeren Verformung des Werkstücks im Bereich der durch das Befestigungselement bewirkten Befestigung führt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Befestigungsele- ment mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das Befestigungselement enthält also im Bereich seines vorderen, den Werkstücken zugewandten Endes keine Spitze, sondern einen Stanzab- schnitt mit einer Stirnfläche, die von einer umlaufenden Umfangskante begrenzt ist. Diese Stirnfläche und damit auch die sie eingrenzende Umfangskante liegen nun nicht in einer Ebene, die quer zur Längsachse verläuft. Dies führt dazu, dass die Stirnfläche zunächst an einer Stelle - - bzw. Spitze mit ihrer Umfangskante auf das Werkstück trifft, so dass dort die Öffnung des Werkstücks beginnt. Von dieser Spitze ausgehend erstreckt sich die Umfangskante in einer Umfangsrichtung als Schneidkante beziehungsweise bei mehreren Spitzen ist dies bei mindestens einer der Fall. Beim weiteren Eindringen des Stanzabschnitts kommen nach und nach alle Stellen der Stanzkante(n) mit dem Werkstück in Berührung, so dass die Öffnung ähnlich wie bei einem Abscheren nach und nach erzeugt wird. Dies führt dazu, dass einerseits das Werkstück im Bereich der Öffnung weniger stark verformt wird und andererseits keine zu starke Abbremsung des Befestigungselements bewirkt wird. Zusätzlich wird wegen des Abscherens eines Teils des Werkstücks ein Loch mit einem sauberen Rand erzeugt. Ein solcher sauberer Rand neigt nicht zum Einreißen, wie dies bei einem durch eine Spitze erzeugte Loch auftreten kann.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Umfangskante mindestens einen Abschnitt aufweist, in dem sie (annähernd) parallel zur Längsachse des Befestigungselements verläuft. Damit auch unter erschwerten Bedingungen ein solches sauberes Loch gestanzt werden kann, kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der vordere Stanzabschnitt des Befestigungselements eine zylindrische, insbesondere eine kreiszylindrische, Außenkontur aufweist.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Stanzkante von einer Schnittlinie zwischen der Stirnfläche des Befestigungselements und einer zylindrischen Außenkontur des Befestigungselements gebildet wird, vorzugsweise von der zylindrischen Außenkontur des Stanzabschnitts.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Stanzabschnitt einen kleineren Querschnitt aufweist als der eigentli- - - che Körper des Befestigungselements. Es hat sich herausgestellt, dass das Bilden eines Lochs mit einem kleineren Querschnitt als es dem Querschnitt des Befestigungselements entspricht, zu guten Ergebnissen sowohl bei der Ausgestaltung der Befestigung führt als auch dazu, dass der Aufwand beziehungsweise die Kraft zum Eintreiben eines solchen Befestigungselements nicht zu groß wird.

Um dies zu erreichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zwischen dem vorderen Stanzabschnitt und dem Befestigungselement- körper ein Übergangsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, der den Übergang zwischen dem größeren Querschnitt und dem kleineren Querschnitt herstellt.

Dieser Übergangsabschnitt kann nun verschiedene Formen aufweisen. Beispielsweise kann der Übergangsabschnitt konisch verlaufen, das heißt mit einer geradlinig verlaufenden Seitenlinie.

Es ist ebenfalls möglich und wird von der Erfindung vorgeschlagen, dass der Übergangsabschnitt ballistisch verläuft, die Seitenlinie also konvex gekrümmt ist.

Eine weitere von der Erfindung vorgeschlagene Möglichkeit liegt darin, dass der Übergangsabschnitt eine konkav gekrümmte Seitenlinie aufweist.

Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Seitenlinie des Ü- bergangsabschnitts sich aus Abschnitten unterschiedlicher Konfiguration zusammensetzt, also ballistischen, kegeligen und konkaven Abschnitten.

Es wurde bereits erwähnt, dass der schräge Verlauf der Stirnfläche dazu führen soll, dass die Stanzkante zu unterschiedlichen Zeiten beziehungsweise nach und nach auf dem Werkstück auftrifft, um dadurch ei- - - nen Schervorgang durchzuführen. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass eine kompliziertere Form der Stirnfläche verwendet wird, um dadurch zu einem noch allmählicheren Aufsetzen der Stanzkante auf dem Werkstück zu kommen. Beispielsweise kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Stanzkante von einer führenden Stelle ausgehend sich längs einer sich allmählich dem Kopf des Befestigungselements annähernden um den Umfang des Befestigungselements herum führenden Linie erstreckt. Insbesondere kann diese Linie längs einer vollständigen Windung um das Befestigungselement herum führen. Beispielsweise kann diese Linie eine Schraubenlinie sein. Dann wird der Stanzvorgang als Schervorgang längs einer um den Umfang herum wandernden Stelle durchgeführt. Die Stanzkante ist dann zwar in Stirnansicht geschlossen, in Seitenansicht aber nicht. Es ist ebenfalls möglich, dass die Stanzkante von zwei führenden Stellen beziehungsweise Spitzen ausgehend sich längs jeweils einer sich allmählich dem Kopf des Befestigungselements annähernden, um den Umfang des Befestigungselements teilweise herum führenden Linie erstreckt, vorzugsweise längs jeweils einer halben Windung.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stirnfläche abgestuft ausgebildet ist, mit einem äußeren Teil und einem inneren Vorsprung, wobei sowohl der äußere Teil der Stirnfläche als auch der innere Vorsprung jeweils von einer Stanzkante umgeben sind.

Die Anordnung eines inneren Vorsprungs innerhalb der Stirnfläche mit einer eigenen Stanzkante hat den Vorteil, dass der Beginn des Befestigungsvorgangs des Werkstücks näher an der Mitte des herzustellenden Lochs beziehungsweise näher an der Achse des Befestigungselements geschieht. Dies kann dort von Vorteil sein, wenn es auf eine sehr genaue senkrechte Ausrichtung des Befestigungselements zu der Oberfläche des Werkstücks ankommt. Es entsteht dadurch eine geringere - -

Kippneigung beim Eintreiben des Niets.

Insbesondere kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Stanzkante des Vorsprungs in die Stanzkante des äußeren Teils der Stirnflä- che übergeht.

In Stirnansicht gesehen verläuft die Stanzkante längs einer geschlossenen Linie, vorzugsweise einer Kreislinie. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Schneidkante entlang mindestens der Hälfte des Umfangs der Stirnfläche des Befestigungselements verläuft.

Es kann erfindungsgemäß mit Vorteil vorgesehen sein, das Befesti- gungselement derart an die Werkstücke anzupassen, dass die mindestens eine Schneidkante eine axiale Höhe aufweist, die mindestens der Dicke der zu verbindenden Werkstücke entspricht.

Das Befestigungselement kann beispielsweise als Schussniet ausgebil- det sein. Es kann aber auch als Schraube ausgebildet sein, die sich soweit in das Werkstück einschießen lässt, bis in dem Werkstück nach Art eines Durchzugs eine Öffnung gebildet ist, in die das Gewinde der Schraube eingeschraubt werden kann, um sich dort das Gegengewinde zu formen.

Es ist auch denkbar, dass das Befestigungselement umlaufende Rillen aufweist, die kein Gewinde bilden, aber zur verbesserten Festlegung beitragen können. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfin- . _ dung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Figur 1 die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form eines

Hohlniets;

Figur 2 die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form eines

Dornbruchniets;

Figur 3 die Seitenansicht eines Befestigungselements in Form einer

Stanzschraube;

Figur 4 die Seitenansicht eines Stanzabschnitts mit einer längs einer Schraubenlinie umlaufenden Umfangskante; Figur 5 eine Seitenansicht der Ausführungsform der Figur 4 aus einer um 90° versetzten Richtung;

Figur 6 die perspektivische Ansicht der Ausführungsform nach Figur

4 und Figur 5;

Figur 7 die Seitenansicht eines Stanzabschnitts mit zwei Abschnitten der Umfangskante;

Figur 8 die Seitenansicht der Ausführungsform der Figur 7 aus einer um 90° versetzten Richtung;

Figur 9 die Seitenansicht der Ausführungsform der Figur 7 und 8 aus einer weiteren Richtung; Figur 10 einen Stanzabschnitt mit einer umlaufenden Stanzkante;

Figur 11 die Seitenansicht der Ausführungsform nach Figur 10 aus einer um 180° versetzten Richtung; - -

Figur 12 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Figur 10 und 11 ;

Figur 13 das vordere Ende eines Befestigungselements ohne Übergangsbereich mit einer Umfangskantenausbildung entsprechend Figur 10;

Figur 14 ein Befestigungselement mit einer stufenartig ausgebildeten Stirn- fläche;

Figur 15 die Seitenansicht der Ausführungsform nach Figur 14 aus einer um 90° versetzten Richtung; Figur 16 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements der

Figur 14 und 15;

Figur 17 einen Stanzabschnitt mit einer Stirnflächenausbildung entsprechend Figur 16.

Figur 1 zeigt als Beispiel für ein von der Erfindung vorgeschlagenes Befestigungselement einen Hohlniet mit einem Körper 1 , an dessen einem Ende ein Kopf 2 ausgebildet ist. Der Kopf 2 steht radial über den zylindrischen Körper 1 des Befestigungselements vor. Seine Unterseite bildet eine Anlageschulter 3, die in befestigtem Zustand auf der Oberseite des Werkstücks zur Anlage kommt. Im Bereich seines dem Werkstück zugeordneten vorderen Endes 4 weist das Befestigungselement eine Stirnfläche 5 auf, die hier nur angedeutet ist. Ein zweites Beispiel für die Art von Befestigungselement, bei dem die Erfindung Anwendung finden kann, ist in Figur 2 dargestellt. Es handelt - - sich um einen Dornbruchniet, dessen Körper 1 genauso aussieht wie der Körper 1 des Befestigungselements der Figur 1 . In dem Körper 1 des Dornbruchniets steckt ein Nietdorn 6, an dem zur Bildung eines Nietkopfs gezogen wird.

Ein drittes Beispiel für ein Befestigungselement, an dem die Erfindung verwirklicht werden kann, ist in Figur 3 dargestellt. Es handelt sich um eine Stanzschraube mit einem Befestigungselementkörper 7, an dessen einem Ende ein Schraubenkopf 8 angeordnet ist. Die Unterseite des Schraubenkopfs bildet eine Anlageschulter 3 wie bei den vorhergehenden Befestigungselementen.

In dem Bereich des vorderen Endes, also des dem Schraubenkopf 8 abgewandten Endes des Befestigungselements, ist ein Stanzabschnitt 9 gebildet, der von einer schräg verlaufenden Stirnfläche 5 begrenzt wird. Zwischen dem zylindrischen Körper 7 des Befestigungselements und dem ebenfalls zylindrischen Stanzabschnitt 9 ist ein Übergangsabschnitt 10 ausgebildet, der im dargestellten Beispiel eine konkav gekrümmte Seitenlinie aufweist.

Die nun folgenden Figuren 4 bis 6 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Stanzkante 41 nicht längs eines geschlossenen Wegs verläuft. Von einer Stelle beziehungsweise Spitze 22 ausgehend verläuft die Schneidkante 41 um den zylindrischen Stanzabschnitt herum längs einer Schraubenlinie und endet in Umfangsrichtung an der gleichen Stelle, an der sie auch begonnen hat, jedoch axial versetzt. Dadurch hat das vordere Ende des Stanzabschnitts 9 eine in einer Längsmittelebene liegende Seitenfläche 23. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform liegt darin, dass beim Stanzen der Stanzfleck an einer Stelle abgeschert wird, die längs eines Umfangs in einer Richtung fortschreitet. Die vordere Kante der Seitenfläche 23 schneidet ebenfalls.

Die Ausführungsform der Figuren 7 bis 9 enthält praktisch eine Verdop- - - pelung der Art des Abscherens wie bei der Ausführungsform nach Figur 4 bis 6, da nun an zwei Stellen des Umfangs geschnitten beziehungsweise geschert wird. Die Stanzkante 41 verläuft von zwei Stellen beziehungsweise Spitzen 22 ausgehend um jeweils einen halben Umfang mit zunehmendem axialen Abstand von den beiden führenden Stellen. Hier wird der Stanzfleck an zwei Stellen längs des Umfangs abgeschert. Diese beiden Stellen laufen in gleicher Richtung um den Umfang des Stanzabschnitts herum. Die Figuren 10 bis 12 zeigen wiederum eine Ausführungsform, bei der längs eines Umfangs die Stanzkante 41 einen zunehmenden Abstand von einem führenden Ende 22 aufweist. Das Ende dieses Verlaufs ist dann über eine nicht parallel zur Längsachse verlaufende Flanke 32 mit der Spitze 22 verbunden. Die Figur 13 zeigt, dass ein derartiger Verlauf der Stanzkante 41 auch bei einem Befestigungselement ohne einen Übergangsabschnitt möglich ist.

Die Figuren 14 bis 16 zeigen nun eine nochmals weitere Ausführungs- form, bei der die Stirnfläche 25 stufenartig ausgebildet ist. Die Stirnfläche enthält einen äußeren Teil 25a, innerhalb dessen ein Vorsprung 26 angeordnet ist, der seinerseits eine Stirnfläche 35 aufweist. Die Stirnfläche 35 des Vorsprungs 26 verläuft schräg zur Längsachse und ist von einer Stanzkante 41 umgeben. Die Stanzkante 41 geht dann in die Stanzkante 41 a des äußeren Abschnitts 25a der Stirnfläche über. Diese Stanzkante 41 a verläuft wie bei der Ausführungsform nach Figur 4 bis 6, also längs einer Linie, die einen sich allmählich verringernden Abstand von dem Kopf 2 des Befestigungselements aufweist. Beispielsweise kann sie auf einer Schraubenlinie verlaufen, und zwar um genau eine Windung. Die Ausführungsform, die gerade beschrieben wurde, hat den Vorteil, dass der Beginn des Stanzvorgangs näher an der Mittelachse des Befestigungselements beginnt. - -

Wie bei den übrigen Ausführungsformen kann die Gestaltung des vorderen Endes des Befestigungselements sowohl bei Befestigungselementen mit einem im Durchmesser verringerten Stanzabschnitt 9 als auch bei einem Befestigungselement mit einem im Durchmesser nicht verrin- gerten Stanzabschnitt verwirklicht werden. Dies wird durch die Figur 17 angedeutet.

Das Befestigungselement kann insbesondere in einer ruckartigen Bewegungen in einen nichtgelochten Untergrund, beispielsweise zwei ü- bereinander liegende Bleche, eingetrieben werden, so dass die Schneidkanten in einem Stanzvorgang genutzt werden.