DE29522323U1

DE29522323U1 - Fastener

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Publication number: DE29522323U1
Application number: DE29522323U
Authority: DE
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2005-11-23

Description

Verbindungstechnik GmbH & Co. KG P 3847Connection technology GmbH & Co. KG P 3847

BEFESTIGUNGSELEMENTFASTENING ELEMENT

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem Zylinderabschnitt, einem Flanschabschnitt, der sich radial vom Zylinderabschnitt weg etwa senkrecht zu diesem erstreckt, und einem Befestigungsabschnitt, der dem Zylinderabschnitt etwa gegenüberliegt, wobei der Flanschabschnitt eine äußere ringförmige Tafelanlagefläche umfaßt. Das Befestigungslement kann selbststanzend und zur Bildung einer Clinchverbindung ausgeführt sein.The invention relates to a fastening element with a cylinder section, a flange section which extends radially away from the cylinder section approximately perpendicular to it, and a fastening section which is approximately opposite the cylinder section, wherein the flange section comprises an outer annular panel contact surface. The fastening element can be self-piercing and designed to form a clinch connection.

Selbstbefestigende Befestigungselemente werden derzeit von den Kraftfahrzeug- und Geräteindustrien umfassend bei Anwendungen in der Massenproduktion verwendet, um beispielsweise ein Bauelement dauerhaft an einer Tafel zu befestigen, wie beispielsweise eine Metallklammer, ein Rahmenelement oder ein Karosserieteil. Die US-Patente Nr. 2,707,322 und 3,648,747 offenbaren Stanzmuttern, die von der Kraftfahrzeugindustrie allgemein angenommen worden sind, wobei die Stanzmutter in einer Matrizenpresse dauerhaft an einer Metalltafel befestigt wird. Die Presse kann auch dazu verwendet werden, die Metalltafel in eine konturierte Form zu bringen. Mit jedem Schlag der Presse wird eine Stanzmutter dauerhaft in der Metalltafel angebracht, wobei der Führungsabschnitt der Stanzmutter einen Butzen aus der Tafel stanzt. Die Tafel wird dann in Nuten hinein verformt, die in dem Körperabschnitt der Mutter vorgesehen sind. Die US-Patente Nr. 4,555,838 und 4,610,072 offenbaren verbesserte Befestigungssysteme zum dauerhaften Anbringen von männlichen und weibli-Self-tightening fasteners are currently used extensively by the automotive and appliance industries in mass production applications, for example, to permanently attach a structural member to a panel, such as a metal bracket, frame member, or body panel. U.S. Patent Nos. 2,707,322 and 3,648,747 disclose punch nuts that have been widely adopted by the automotive industry, wherein the punch nut is permanently attached to a metal panel in a die press. The press may also be used to form the metal panel into a contoured shape. With each stroke of the press, a punch nut is permanently attached to the metal panel, with the pilot portion of the punch nut punching a slug out of the panel. The panel is then deformed into grooves provided in the body portion of the nut. U.S. Patent Nos. 4,555,838 and 4,610,072 disclose improved fastener systems for permanently attaching male and female

Neuanm:Änderungen:P3847-SNew note:Changes:P3847-S

chen Befestigungselementen in einer Tafel in Massenproduktionsanwendungen. Ein Befestigungselement bei derartigen Befestigungssystemen weist einen rohrförmigen oder ringförmigen Zylinderabschnitt auf, der während der Anbringung mit der Tafel vernietet wird. Der rohrförmige Zylinderabschnitt kann dazu verwendet werden, einen Butzen aus der Tafel zu stanzen, der vom rohrförmigen Zylinderabschnitt aufgenommen wird, wie in dem US-Patent Nr. 4,555,838 offenbart ist. Oder es kann ein Lochwerkzeug verwendet werden, um die Tafel vorzustanzen oder gleichzeitig zu stanzen, wie beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4,711,021, 4,831,698 und 4,713,872 offenbart ist. In den letzten Jahren hat zum Beispiel die Kraftfahrzeugindustrie das Gewicht der Fahrzeuge wesentlich verringert, um den Kraftstoffwirkungsgrad zu verbessern. Die Dicke der Metalltafeln und -platten, die von dieser Industrie verwendet werden, ist ebenfalls verringert worden. Diese Befestigungssysteme waren unter anderem dazu ausgelegt, ein Befestigungselement an dünneren Tafeln zu befestigen, einschließlich Stahltafeln mit einer Dicke von ungefähr 0,75 mm (0,030 Inch).fasteners in a panel in mass production applications. A fastener in such fastening systems includes a tubular or annular cylinder portion that is riveted to the panel during installation. The tubular cylinder portion may be used to punch a slug out of the panel that is received in the tubular cylinder portion, as disclosed in U.S. Patent No. 4,555,838. Or a punch tool may be used to pre-punch or simultaneously punch the panel, as disclosed in, for example, U.S. Patent Nos. 4,711,021, 4,831,698, and 4,713,872. In recent years, for example, the automotive industry has significantly reduced the weight of vehicles to improve fuel efficiency. The thickness of the metal panels and plates used by this industry has also been reduced. These fastening systems were designed, among other things, to attach a fastener to thinner panels, including steel panels approximately 0.75 mm (0.030 inches) thick.

Es besteht jedoch Bedarf an einem Befestigungssystem für Tafeln mit größerer Dicke und für Befestigungssysteme mit verbessertem Drehmomentwiderstand. Das in der Europäischen Patentschrift EP 0539 793 Bl offenbarte Befestigungssystem kann mit einem breiteren Bereich von Tafeldikken verwendet werden, einschließlich Stahltafeln mit einer Dicke im Bereich von 0,75 mm bis 4 mm.However, there is a need for a fastening system for thicker panels and for fastening systems with improved torque resistance. The fastening system disclosed in European Patent Specification EP 0539 793 Bl can be used with a wider range of panel thicknesses, including steel panels with a thickness in the range of 0.75 mm to 4 mm.

Es besteht auch Bedarf an einem Befestigungssystem, durch das eine Vielzahl von mit ihren Flächen einander zugewandten Tafeln befestigt wird, welcher nicht von den in den oben erwähnten Patenten offenbarten Befestigungssystemen abgedeckt wird. Derzeit werden Stahltafelzusam-There is also a need for a fastening system by which a plurality of panels are fastened with their surfaces facing each other, which is not covered by the fastening systems disclosed in the above-mentioned patents. Currently, steel panel assemblies

menbauten typischerweise durch Punktschweißen befestigt. Ein Schweiß-Befestigungselement wird an einer der Tafeln befestigt, wodurch ein Befestigungselement- und Tafelzusammenbau gebildet wird. Beispielsweise kann das Achsgehäuse eines Kraftfahrzeuges an einem U-förmigen Rahmenzusammenbau befestigt werden, der zwei ineinandergesetzte Stahltafeln umfaßt, die miteinander punktverschweißt sind. Dort, wo die Befestigungselemente den Achszusammenbau am Rahmen befestigen sollen, ^ sind in den Tafeln Löcher ausgebildet, und die Befestigungselemente werden an die innere Tafel geschweißt, ausgerichtet mit den Löchern. Der Rahmenzusammenbau kann durch Eintauchen in Wachs beschichtet werden, um Korrosion zu vermindern. Das flüssige Wachs wird jedoch zwischen die Tafeln gezogen, da die Tafeln nicht in einem engen Kontakt stehen. Wenn Schrauben in die Schweiß muttern geschraubt werden, die an einer der Tafeln befestigt sind, werden die Tafeln zusammengepreßt und das Wachs zwischen den Tafeln herausgedrückt. Da das Wachs jedoch viskos ist, wird es langsam herausgedrückt. Die Schrauben müssen mehrmals festgezogen werden, um eine feste Verbindung sicherzustellen. Ferner können die geschweißten Befestigungselemente unter hohen Drehmomentbelastungen versagen.assemblies are typically secured by spot welding. A weld fastener is secured to one of the panels, forming a fastener and panel assembly. For example, the axle housing of an automobile may be secured to a U-shaped frame assembly comprising two nested steel panels spot welded together. Holes are formed in the panels where the fasteners are to secure the axle assembly to the frame, and the fasteners are welded to the inner panel, aligned with the holes. The frame assembly may be coated by dipping in wax to reduce corrosion. However, the liquid wax will be drawn between the panels because the panels are not in intimate contact. When bolts are screwed into the weld nuts secured to one of the panels, the panels are compressed and the wax is squeezed out from between the panels. However, because the wax is viscous, it is slowly squeezed out. The bolts must be tightened several times to ensure a tight connection. Furthermore, the welded fasteners can fail under high torque loads.

Der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau gemäß der Erfindung kann dazu verwendet werden, eine Vielzahl von mit ihren Flächen einander zugewandten Tafeln eng zusammenpassend derart zu befestigen, daß Wachs beispielsweise nicht zwischen die Tafeln gezogen wird und das Befestigungselement für einen verbesserten Drehmomentwiderstand sorgt.The fastener and panel assembly of the invention can be used to attach a plurality of panels facing each other in a closely fitting manner such that wax, for example, is not drawn between the panels and the fastener provides improved torque resistance.

Ferner ist das Befestigungselement selbststanzend ausgeführt, so daß das Befestigungselement in Massenproduktionsanwendungen in einer Matrizenpresse verwendet werden kann. Das Befestigungselement gemäß der Erfindung kann auch dazu verwendet werden, zwei oder mehr Tafeln inFurthermore, the fastening element is designed to be self-punching, so that the fastening element can be used in mass production applications in a die press. The fastening element according to the invention can also be used to fasten two or more panels in

einer herkömmlichen Matrizenpresse miteinander zu verbinden, und sorgt für einen verbesserten Herauszieh- und Durchdrückwiderstand. Somit bietet das erfindungsgemäße Befestigungselement wichtige Vorteile gegenüber dem Stand der Technik und befriedigt den Bedarf, der durch die gegenwärtigen Befestigungselemente nicht abgedeckt wird.a conventional die press and provides improved pull-out and push-through resistance. Thus, the fastener according to the invention offers important advantages over the prior art and satisfies the need not met by current fasteners.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird ein Befestigungselement der eingangs genannten Art vorgesehen, das sich dadurch auszeichnet, daß . eine ringförmige Nut benachbart dem Zylinderabschnitt vorgesehen ist, die den Zylinderabschnitt radial innerhalb der äußeren Tafelanlagefläche umgibt, daß eine Vielzahl von beabstandeten radialen Rippen die Nut überbrükken, und daß der Flanschabschnitt eine getriebene Fläche aufweist.To achieve this object, a fastening element of the type mentioned at the outset is provided, which is characterized in that an annular groove is provided adjacent to the cylinder portion, which surrounds the cylinder portion radially inwardly of the outer panel bearing surface, that a plurality of spaced radial ribs bridge the groove, and that the flange portion has a driven surface.

Wenn das Befestigungselement ein weibliches oder ein mutterartiges Befestigungselement ist, kann das Befestigungselement eine Gewindebohrung, die koaxial mit dem Zylinderabschnitt ausgerichtet ist, oder eine glatte Bohrung zur Aufnahme einer Selbstschneide- oder Gewindewälz-Schraube oder -Bolzens aufweisen.If the fastener is a female or nut-type fastener, the fastener may have a threaded bore coaxially aligned with the barrel portion or a smooth bore for receiving a self-tapping or thread rolling screw or bolt.

Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform ist die Nut etwa V-förmig und erstreckt sich radial nach innen in Richtung des Zylinderabschnittes. In the most preferred embodiment, the groove is approximately V-shaped and extends radially inwardly toward the cylinder portion.

Wenn das Befestigungselement ein männliches Befestigungselement ist, beispielsweise ein Stift- oder Bolzen-Befestigungselement, erstreckt sich der Befestigungsabschnitt vom Flanschabschnitt weg, koaxial ausgerichtet mit dem Zylinderabschnitt. Die im Flanschabschnitt vorgesehene und benachbart dem Zylinderabschnitt angeordnete Nut, die den Zylinderabschnitt umgibt, schafft eine mechanische Verriegelung zwischen dem Be-When the fastener is a male fastener, such as a pin or bolt fastener, the fastener portion extends from the flange portion, coaxially aligned with the cylinder portion. The groove provided in the flange portion and adjacent to the cylinder portion, which surrounds the cylinder portion, creates a mechanical lock between the

festigungselement und einer ersten Tafel. Die erste Tafel liegt am Flanschabschnitt des Befestigungselementes an und ist in die Nut des Flanschabschnittes hinein verformt, um das Befestigungselement an der ersten Tafel festzuhalten.
5fastening element and a first panel. The first panel abuts the flange portion of the fastening element and is deformed into the groove of the flange portion to hold the fastening element to the first panel.
5

Wie oben zum Ausdruck gebracht, umfaßt die Nut eine Vielzahl von radialen Rippen, welche die V-förmige Nut überbrücken. Bei Verwendung des der Erfindung gemäßen Befestigungselements wird dann die erste Tafel benachbart der Tafelöffnung in die ringförmige Nut im Flanschabschnitt hinein verformt, wodurch eine mechanische Verriegelung zwischen der ersten Tafel und dem Befestigungselement gebildet wird, wobei die Rippen eine Drehung des Befestigungselementes im Tafelzusammenbau verhindern.As stated above, the groove includes a plurality of radial ribs which bridge the V-shaped groove. Then, using the fastener according to the invention, the first panel adjacent the panel opening is deformed into the annular groove in the flange portion, thereby forming a mechanical lock between the first panel and the fastener, the ribs preventing rotation of the fastener in the panel assembly.

Die erste Tafel umfasst eine ringförmige Nut oder Ausnehmung, die den Zylinderabschnitt umgibt und in die erste Tafel geformt wird, wenn die Tafel in die ringförmige Nut des Flanschabschnittes des Befestigungselementes verformt wird. Die zweite Tafel sowie weitere Tafeln werden dann in die ringförmige Ausnehmung in der ersten Tafel hinein verformt, wodurch ein enger Kontakt zwischen den mit ihren Flächen einander zugewandten Tafeln gebildet wird, die durch das Befestigungselement gesichert sind.The first panel includes an annular groove or recess surrounding the cylinder portion which is formed in the first panel when the panel is deformed into the annular groove of the flange portion of the fastener. The second panel and subsequent panels are then deformed into the annular recess in the first panel, thereby forming intimate contact between the facing panels secured by the fastener.

Das freie Ende des Zylinderabschnittes wird radial nach außen in Form eines gebogenen Hakens über einen die Öffnung der zweiten Tafel umgebenden Rand der zweiten Tafel verformt. Die zweite Tafel wird radial nach innen gegen den Zylinderabschnitt verformt, wodurch eine sehr sichereThe free end of the cylinder section is deformed radially outward in the form of a curved hook over an edge of the second panel surrounding the opening of the second panel. The second panel is deformed radially inward against the cylinder section, thereby providing a very secure

mechanische Verriegelung zwischen dem Befestigungselement und der zweiten Tafel gebildet wird.mechanical locking is formed between the fastening element and the second panel.

Bei dem bevorzugten Verfahren zum Befestigen einer Vielzahl von mit ihren Flächen einander zugewandten Tafeln mit einem Befestigungselement gemäß der Erfindung wird das Befestigungselement einer ersten Tafel gegenüberliegend angeordnet, wobei das freie Ende des Zylinderabschnittes der ersten Tafel zugewandt ist. Dann wird das freie Ende des Zylinderabschnittes des Befestigungselementes gegen die erste Tafel getrieben, eine Öffnung in die erste Tafel gestanzt, dann der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes durch die Öffnung in der ersten Tafel getrieben und das Befestigungselement an der ersten Tafel gesichert. Eine Öffnung wird in der zweiten Tafel ausgebildet, die derart ausgeführt ist, daß sie den Zylinderabschnitt des Befestigungselementes aufnimmt. Die zweite Tafel wird dann an der ersten Tafel mit einander zugewandten Flächen positioniert, wobei sich der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes im wesentlichen durch die Öffnung der zweiten Tafel hindurch erstreckt. Schließlich wird die radial nach außen gerichtete Verformung der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes vorgenommen, um die zweite Tafei fest an die erste Tafel zu nieten und das Befestigungselement mechanisch am Tafelzusammenbau zu befestigen, wobei das Befestigungselement von der ersten Tafel absteht, um weitere Elemente am Tafelzusammenbau zu befestigen. Es können zwei oder mehr Tafeln an der ersten Tafel befestigt werden.In the preferred method of securing a plurality of facing panels with a fastener according to the invention, the fastener is positioned opposite a first panel with the free end of the cylinder portion facing the first panel. The free end of the cylinder portion of the fastener is then driven against the first panel, an opening is punched in the first panel, the cylinder portion of the fastener is driven through the opening in the first panel, and the fastener is secured to the first panel. An opening is formed in the second panel adapted to receive the cylinder portion of the fastener. The second panel is then positioned against the first panel with their faces facing each other with the cylinder portion of the fastener extending substantially through the opening in the second panel. Finally, radially outward deformation of the cylinder portion of the fastener is performed to firmly rivet the second panel to the first panel and mechanically secure the fastener to the panel assembly, with the fastener extending from the first panel to secure additional panels to the panel assembly. Two or more panels may be secured to the first panel.

Im Zusammenbauprozeß wird die zweite Tafel, vorzugsweise beim Ausbilden der Öffnung in der zweiten Tafel, dadurch verformt, daß eine etwa konische oder kegelstumpfförmige Lippe gebildet wird, welche die Öffnung in der zweiten Tafel umgibt und einen freien kreisförmigen Rand aufweist,In the assembly process, the second panel is deformed, preferably when forming the opening in the second panel, by forming an approximately conical or frustoconical lip which surrounds the opening in the second panel and has a free circular edge,

der von der Ebene der zweiten Tafel beabstandet ist. Bei dem Verfahren wird dann die zweite Tafel an der ersten Tafel angeordnet, wobei die kegelstumpfförmige Lippe an der ersten Tafel anliegt werden. Dann wird die konische Lippe radial nach innen gegen den Zylinderabschnitt des Befestigungselementes abgeflacht, wenn das freie Ende des Zylinderabschnittes radial nach außen verformt wird, um den Tafelzusammenbau dauerhaft zu befestigen. Wenn zusätzliche Tafeln über der zweiten Tafel befestigt werden, dann werden die zusätzlichen Tafeln vorzugsweise verformt, um eine kegelstumpfförmige Lippe zu bilden, welche die Tafelöffnung umgibt, wie beschrieben.which is spaced from the plane of the second panel. The method then includes placing the second panel against the first panel with the frusto-conical lip abutting the first panel. The conical lip is then flattened radially inwardly against the cylinder portion of the fastener as the free end of the cylinder portion is deformed radially outwardly to permanently secure the panel assembly. If additional panels are secured over the second panel, the additional panels are preferably deformed to form a frusto-conical lip surrounding the panel opening as described.

Wenn zwei oder mehr Tafeln durch das Befestigungselement befestigt werden, können die Tafeln gleichzeitig gestanzt und geformt werden. Die Tafeln werden vorzugsweise mit einander zugewandten Flächen gehalten, wie beispielsweise durch Punktschweißen, anschließend gestanzt und benachbart der gestanzten Öffnung verformt, um eine kegelstumpfförmige Lippe zu bilden, welche die Öffnung in beiden Tafeln umgibt. Der Zylinderabschnitt des Befestigungselementes wird dann in der gestanzten Tafelöffnung angeordnet, wobei die kegelstumpfförmige Lippe dem radialen Flansch zugewandt ist. Die kegelstumpfförmige Lippe wird dann gegen die erste Tafel getrieben, wodurch die konische Lippe der Tafeln abgeflacht wird, die Lippen radial nach innen gegen die Außenfläche des Zylinders verformt werden und das freie Ende des Zylinders gleichzeitig radial nach außen über die letzte Tafel verformt wird, wodurch eine sichere mechanisehe Verriegelung zwischen dem Befestigungselement und dem Tafelzusammenbau gebildet wird.When two or more panels are secured by the fastener, the panels may be punched and formed simultaneously. The panels are preferably held with their faces facing each other, such as by spot welding, then punched and deformed adjacent the punched opening to form a frustoconical lip surrounding the opening in both panels. The cylinder portion of the fastener is then placed in the punched panel opening with the frustoconical lip facing the radial flange. The frustoconical lip is then driven against the first panel, thereby flattening the conical lip of the panels, deforming the lips radially inward against the outer surface of the cylinder, and simultaneously deforming the free end of the cylinder radially outward over the last panel, thereby forming a secure mechanical interlock between the fastener and the panel assembly.

Der Zylinderabschnitt gemäß der am meisten bevorzugten Ausführungsform des Befestigungselementes umfaßt einen ersten Abschnitt mit einemThe cylinder portion according to the most preferred embodiment of the fastening element comprises a first portion with a

Durchmesser benachbart dem freien Ende des Zylinderabschnittes, der kleiner als ein zweiter Abschnitt mit größerem Durchmesser benachbart dem Flanschabschnitt ist, wodurch eine radiale Schulter an der Verbindung zwischen den ersten und zweiten Abschnitten definiert wird. Die Verdrehsicherungsrippen können sich von der Nut in den zweiten Abschnitt mit größerem Durchmesser erstrecken, wodurch ein verbesserter Drehmomentwiderstand für den Befestigungselement- und Tafelzusammenbau geschaffen wird. Bei der Anbringung des Befestigungselements wird dann der Zylinderabschnitt durch die Tafelöffnung getrieben, um den zweiten Abschnitt mit größerem Durchmesser des Zylinderabschnittes in der Tafelöffnung aufzunehmen. Wenn die Tafelöffnung durch den Zylinderabschnitt gestanzt wird, umfaßt der Zylinderabschnitt vorzugsweise einen äußeren Rand, der eine Öffnung in die Tafel stanzt, die einen Durchmesser aufweist, der etwa dem ersten Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des Zylinderabschnittes entspricht. Wenn die Tafel vorgestanzt wird, ist der Durchmesser der Tafelöffnung vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des zweiten, größeren Abschnittes des Zylinderabschnittes. Die radiale Schulter wird dann radial nach außen verformt, wodurch eine radiale Rippe gegen die erste Tafel geformt und die erste Tafel in der Nut oder Ausnehmung im Flanschabschnitt gefangen ist. Somit wird das Befestigungselement vor Aufnahme der zweiten Tafel sicher an der ersten Tafel gehalten, was bei Massenproduktionsanwendungen aus den oben dargelegten Gründen erwünscht ist.Diameter adjacent the free end of the cylinder portion that is smaller than a second larger diameter portion adjacent the flange portion, thereby defining a radial shoulder at the junction between the first and second portions. The anti-rotation ribs may extend from the groove into the second larger diameter portion, thereby providing improved torque resistance for fastener and panel assembly. During fastener installation, the cylinder portion is then driven through the panel opening to receive the second larger diameter portion of the cylinder portion in the panel opening. When the panel opening is punched through the cylinder portion, the cylinder portion preferably includes an outer rim that punches an opening in the panel having a diameter approximately equal to the first smaller diameter portion of the cylinder portion. When the panel is pre-punched, the diameter of the panel opening is preferably smaller than the diameter of the second, larger portion of the cylinder portion. The radial shoulder is then deformed radially outwardly, forming a radial rib against the first panel and capturing the first panel in the groove or recess in the flange portion. Thus, the fastener is securely held to the first panel prior to receiving the second panel, which is desirable in mass production applications for the reasons outlined above.

Das Befestigungselement gemäß der Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, der beigefügten Ansprüche sowie den Zeichnungen besser verständlich, deren Beschreibung nachstehend angegeben ist.The fastening element according to the invention will be better understood from the following description of the preferred embodiments, the appended claims and the drawings, the description of which is given below.

Fig. 1 ist eine perspektivische Endansicht eines verbesserten weibliFig. 1 is an end perspective view of an improved female

chen Befestigungselementes;fastening element;

Fig. 2 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht des weiblichen Befesti-Fig. 2 is a partially sectioned side view of the female fastener

gungselementes von Fig. 1;supply element of Fig. 1;

Fig. 3 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht des BefestigungseleFig. 3 is a partially sectioned side view of the fastening element

mentes von Fig. 1 und Fig. 2 die der Anbringung des Befestigungselements in eine erste Tafel in einer Matrizenpresse;mentes of Fig. 1 and Fig. 2 the attachment of the fastener into a first panel in a die press;

Fig. 4 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht des ZusammenbauesFig. 4 is a partially sectioned side view of the assembly

aus Befestigungselement und erster Tafel in"einer Matrizenpresse ähnlich Fig. 3 nach dem Anbringen des Befestigungselementes in einer ersten Tafel;of fastening element and first panel in a die press similar to Fig. 3 after the fastening element has been attached to a first panel;

Fig. 5 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Matrizenpressen-Fig. 5 is a partially sectioned side view of a die press

aufbaues, der dazu verwendet werden kann, die zweite Tafel zu formen;structure that can be used to form the second panel;

Fig. 6 ist eine vergrößerte, teilgeschnittene Seitenansicht der MatriFig. 6 is an enlarged, partially sectioned side view of the matrix

zenpresse von Fig. 5 im Anschluß an das Stanzen und Formen der zweiten Tafel;zen press of Fig. 5 following punching and forming of the second sheet;

Fig. 7 ist eine geschnittene Seitenteilansicht der in der zweiten TafelFig. 7 is a partial sectional view of the second panel

gebildeten Öffnung;formed opening;

Fig. 8 ist eine teilgeschnittene Explosionsseitenansicht des Zusammenbaues aus erster Tafel und Befestigungselement von Fig. 4 in einem Matrizenaufbau zum Befestigen einer zweiten Tafel, die entsprechend Fig. 5 und Fig. 6 gebildet wird;Fig. 8 is an exploded side view, partially in section, of the first panel and fastener assembly of Fig. 4 in a die assembly for securing a second panel formed in accordance with Figs. 5 and 6;

&iacgr;&ogr;&iacgr;&ogr;

Fig. 9 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht ähnlich Fig. 8 im AnFig. 9 is a partially sectioned side view similar to Fig. 8 in

schluß an das Anbringen des Befestigungselementes an der zweiten Tafel;completion of attaching the fastener to the second panel;

Fig. 10 ist eine Seitenansicht einer typischen Anbringung des Befestigungselement- und Tafelzusammenbaues gemäß der Erfindung während der Befestigung eines weiteren Elementes;Fig. 10 is a side view of a typical installation of the fastener and panel assembly according to the invention during the attachment of another element;

Fig. 11 ist eine vergrößerte, teilgeschnittene Seitenansicht des Befe-Fig. 11 is an enlarged, partially sectioned side view of the fastening

stigungselement- und Tafelzusammenbaues von Fig. 10;stator and panel assembly of Fig. 10;

Fig. 12 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht ähnlich Fig. 6, die das Stanzen und Formen einer Mehrzahl ineinandergesetzter Tafeln veranschaulicht;Fig. 12 is a partially sectioned side view similar to Fig. 6 illustrating the stamping and forming of a plurality of nested panels;

Fig. 13 ist eine vergrößerte Ansicht der geformten Öffnung in den Tafeln von Fig. 12;Fig. 13 is an enlarged view of the formed opening in the panels of Fig. 12;

Fig. 14 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Befestigungselement- und Tafelzusammenbaues, wobei die entsprechend Fig.Fig. 14 is a partially sectioned side view of a fastener and panel assembly showing the configuration corresponding to Fig.

12 und Fig. 13 gebildeten Tafeln am Zusammenbau aus Befestigungselement und erster Tafel befestigt sind; und12 and Fig. 13 are attached to the assembly of the fastening element and the first panel; and

Fig. 15 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 2 in der rechten Hälfte, zeigt aber eine alternative Ausführung der Verdrehsiche-Fig. 15 is a view similar to Fig. 2 in the right half, but shows an alternative design of the anti-twist device.

rungsmittel in der linken Hälfte in Form von gerändelten Keilnuten oder axialen Rippen:ing means in the left half in the form of knurled keyways or axial ribs:

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform eines Befestigungselementes 20, das im Befestigungselement- und Tafelzusam-Figures 1 and 2 illustrate a preferred embodiment of a fastener 20 which is used in the fastener and panel assembly.

menbau und beim Anbringungsverfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann, in Form eines weiblichen Befestigungselementes. Das Befestigungselement 20 umfaßt einen Zylinderabschnitt 22, der vorzugsweise ringförmig oder rohrförmig ist, einen radialen Flanschabschnitt 24 benachbart dem Zylinderabschnitt 22, der sich etwa rechtwinklig zum Zylinderabschnitt erstreckt, und einen Befestigungsabschnitt 26 etwa gegenüberliegend dem Zylinderabschnitt 22. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes selbststanzend, was bei vielen Massenproduktionsanwendungen besonders vorteilhaft ist.nstruction and can be used in the attachment method according to the invention, in the form of a female fastener. The fastener 20 comprises a cylinder portion 22, which is preferably annular or tubular, a radial flange portion 24 adjacent the cylinder portion 22 and extending approximately perpendicular to the cylinder portion, and a mounting portion 26 approximately opposite the cylinder portion 22. According to a preferred embodiment, the free end 28 of the cylinder portion is self-piercing, which is particularly advantageous in many mass production applications.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der radiale Außenrand 30 des freien Endes 28 des Zylinderabschnittes 22 relativ scharf, wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, um einen Butzen aus der Tafel zu stanzen, der einen Innendurchmesser aufweist, der etwa gleich dem Außendurchmesser 32 des freien Endes des Zylinderabschnittes ist, wie nachstehend im Hinblick auf das Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben ist. Ferner ist der Außendurchmesser des Zylinderabschnittes bei 32 benachbart dem freien Ende 28 kleiner als der Außendurchmesser bei 34 benachbart dem Flanschabschnitt 24, wodurch eine radiale Schulter 36 definiert wird, wie am besten in Fig. 1 gezeigt ist.In this preferred embodiment of the method of the invention, the radially outer edge 30 of the free end 28 of the cylinder portion 22 is relatively sharp, as best shown in Fig. 2, to punch a slug from the sheet having an inner diameter approximately equal to the outer diameter 32 of the free end of the cylinder portion, as described below with respect to the method of the invention. Further, the outer diameter of the cylinder portion at 32 adjacent the free end 28 is smaller than the outer diameter at 34 adjacent the flange portion 24, thereby defining a radial shoulder 36, as best shown in Fig. 1.

Wenn der Zylinderabschnitt in die Öffnung getrieben wird, die vom Zylinderabschnitt 32 mit kleinerem Durchmesser gestanzt wurde, sorgt der Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser somit für einen Preßsitz mit dem Loch in der ersten Tafel, wie nachfolgend beschrieben.Thus, when the cylinder portion is driven into the opening punched by the smaller diameter cylinder portion 32, the larger diameter portion 34 provides an interference fit with the hole in the first panel as described below.

Der Flanschabschnitt 24 umfaßt eine äußere ringförmige Tafelanlage fläche 38 und eine ringförmige Nut 40 benachbart dem Zylinderabschnitt 22, die den Zylinderabschnitt umgibt. Wie am besten in Fig. 2 gezeigt, ist die Nut 40 V-förmig, wobei sie einen Boden, der sich radial in die Anlagefläche 38 des Flanschabschnittes in Richtung des Zylinderabschnittes erstreckt,The flange portion 24 includes an outer annular table abutment surface 38 and an annular groove 40 adjacent the cylinder portion 22 that surrounds the cylinder portion. As best shown in Fig. 2, the groove 40 is V-shaped having a bottom that extends radially into the abutment surface 38 of the flange portion toward the cylinder portion.

und eine innere Wand aufweist, die mit der Außenfläche 34 des Zylinderabschnittes zusammenfällt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Nut eine Vielzahl von beabstandeten radialen Rippen 42, die sich von der Nut in die Fläche 34 des Zylinderabschnittes mit größerem Durchmesser erstrecken, wodurch ein ausgezeichneter Drehmomentwiderstand des Befestigungselementes im Tafelzusammenbau geschaffen wird.and an inner wall which is coincident with the outer surface 34 of the cylinder portion. In the preferred embodiment, the groove includes a plurality of spaced radial ribs 42 extending from the groove into the larger diameter surface 34 of the cylinder portion, thereby providing excellent torque resistance of the fastener in the panel assembly.

Wie vorstehend beschrieben, ist die offenbarte Ausführungsform des Befestigungselementes 20 ein weibliches Befestigungselement mit einer ein Innengewinde aufweisenden Bohrung 44, die vorzugsweise koaxial mit der Innenfläche 46 des Zylinderabschnittes ausgerichtet ist. Wenn das weibliche Befestigungselement mit einer Selbstschneide- oder Gewindewälz-Schraube oder mit derartigen Bolzen verwendet wird, ist die Bohrung 44 nicht mit einem Gewinde versehen. Ferner kann, wie vorstehend beschrieben, das Befestigungselement 20 ein männliches Befestigungselement sein, wobei der Befestigungsabschnitt 26 massiv und das freie Ende mit einem Gewinde versehen sein kann, um beispielsweise ein Bolzenbefestigungselement im Befestigungselement- und Tafelzusammenbau gemäß der Erfindung vorzusehen. Bei der offenbarten Ausführungsform umfaßt der weibliche Befestigungsabschnitt 26 einen rohrförmigen Abschnitt 48 und eine Dichtungskappe oder einen Dichtbutzen 50, der in einem Schlitz 52 im freien Ende 54 des rohrförmigen Abschnittes 48 gehalten wird, wobei das freie Ende 54 über die Kappe 52 verformt oder geprägt wird, wie in Fig. 2 gezeigt. Eine Dichtungskappe 50 ist in Anwendungen vorgesehen, in denen Fremdmaterial aus dem Befestigungselementzusammenbau herausgehalten werden muß, wie beispielsweise in Kraftfahrzeuganwendungen, in denen der Tafel- und Befestigungselementzusammenbau be-As described above, the disclosed embodiment of fastener 20 is a female fastener having an internally threaded bore 44 that is preferably coaxially aligned with the inner surface 46 of the barrel portion. When the female fastener is used with a self-tapping or thread rolling screw or bolt, the bore 44 is not threaded. Further, as described above, fastener 20 may be a male fastener wherein the fastening portion 26 may be solid and the free end threaded, for example, to provide a bolt fastener in the fastener and panel assembly of the invention. In the disclosed embodiment, female fastening portion 26 includes a tubular portion 48 and a sealing cap or slug 50 retained in a slot 52 in the free end 54 of tubular portion 48, with free end 54 being deformed or stamped over cap 52 as shown in FIG. 2. A sealing cap 50 is provided in applications where foreign material must be kept out of the fastener assembly, such as in automotive applications where the panel and fastener assembly is

schichtet oder der Befestigungselementzusammenbau Öl, Schmutz und Straßenverunreinigungen ausgesetzt ist.or the fastener assembly is exposed to oil, dirt and road contaminants.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Anbringung des Befestigungselementes 20 in einer ersten Tafel 58. Bei einer typischen Anwendung besteht die Tafel 58 aus Stahl, wie beispielsweise kohlenstoffarmer 1010 Stahl oder hochfester, niedriglegierter Stahl (HSLA). Das Befestigungselement 20 wird aus einem härteren Stahl gebildet, so daß der Zylinderabschnitt 22 die Stahltafel 58 stanzt. Ein geeignetes Material für das Befestigungselement ist ein 35-Kohlenstoffstahl mit Bor, wie beispielsweise 10B35 oder 35B2, wobei die Mutter entsprechend Klasse 10 wärmebehandelt sein kann. Das Befestigungselement 20 kann in einer Matrizenpresse angebracht werden. Die Tafel 58 kann durch eine herkömmliche Abstreifplatte (nicht gezeigt) vorbelastet sein. Bei der in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Anbringung wird das Befestigungselement 20 in einem Befestigungselement-Montagekopf in der oberen Grundplatte einer Matrizenpresse (nicht gezeigt) aufgenommen, der einen sich hin- und herbewegenden Stempel 60 aufweist, welcher an der getriebenen Fläche 56 des Flanschabschnittes 24 anliegt. Ein weiblicher Matrizenteil oder eine Matrize ist im Aufbau der unteren Grundplatte (nicht gezeigt) angeordnet, wobei das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes 22 vom Stempel 60 gegen die erste Tafel 58 getrieben wird, wie durch Pfeile 64 gezeigt. Die Matrize 62 umfaßt eine Bohrung 66, die den Tafelbutzen aufnimmt, und eine ringförmige Schlaglippe 68, welche die Tafel in die Nut 40 hinein verformt, wie nachstehend anhand von Fig. 4 beschrieben. Die Matrize 62 umfaßt ferner benachbart der Bohrung 66 einen relativ scharfen Stanzrand 70, der mit dem Stanzrand 30 des Zylinderabschnittes 22 zusammenwirkt, um einen Butzen aus der Tafel zu stanzen, wie im folgenden beschrieben wird.Figures 3 and 4 illustrate the installation of the fastener 20 in a first panel 58. In a typical application, the panel 58 is made of steel, such as low carbon 1010 steel or high strength low alloy steel (HSLA). The fastener 20 is formed from a harder steel so that the cylinder portion 22 punches the steel panel 58. A suitable material for the fastener is a 35 carbon steel with boron, such as 10B35 or 35B2, and the nut may be heat treated to class 10. The fastener 20 may be installed in a die press. The panel 58 may be preloaded by a conventional stripper plate (not shown). In the installation shown in Fig. 3 and Fig. 4, the fastener 20 is received in a fastener mounting head in the upper base of a die press (not shown) having a reciprocating punch 60 which bears against the driven surface 56 of the flange portion 24. A female die member or die is disposed in the structure of the lower base (not shown) with the free end 28 of the cylinder portion 22 being driven by the punch 60 against the first panel 58 as shown by arrows 64. The die 62 includes a bore 66 which receives the panel slug and an annular striking lip 68 which deforms the panel into the groove 40 as described below with reference to Fig. 4. The die 62 further includes a relatively sharp punching edge 70 adjacent the bore 66 which cooperates with the punching edge 30 of the cylinder portion 22 to punch a slug from the sheet, as will be described below.

Das Befestigungselement 20 wird zuerst durch den Montagekopf so angeordnet, daß das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes 22 der Tafel 58 gegenüberliegend koaxial mit der Bohrung 66 der Matrize 62 ausgerichtet angeordnet ist, wie in Fig. 3 gezeigt. Anschließend wird der Stempel 60 betätigt, um das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes 22 gegen die Tafel zu treiben. Der relativ scharfe Schneide- oder Stanzrand 30 des Zylinderabschnittes 22 wirkt mit dem relativ scharfen Schneide- oder Stanzrand 70 der Matrize zusammen, um einen Butzen 72 aus der Tafel zu stanzen, wie in Fig. 4 gezeigt. Eine V-förmige Schlaglippe 68 verformt anschließend den Tafelabschnitt 74 in die V-förmige Nut 40 im Flanschabschnitt 24 hinein. Die äußere ringförmige Anlagefläche 38 wird gegen die erste Tafel 58 getrieben, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Schneiderand 70 der Matrize verformt gleichzeitig eine ringförmige Rippe 76 radial nach außen, und zwar von der radialen Schulter 36 des in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigten Zylinderab-Schnitts. Die ringförmige radiale Rippe 76 wird gegen den verformten Abschnitt 74 der ersten Tafel getrieben, wodurch die Tafel in der Nut 40 gefangen und eine mechanische Verriegelung zwischen der ersten Tafel 58 und dem Befestigungselement 20 gebildet wird. Die Schlaglippe 68 der Matrize 62 verformt weiter eine flache V-förmige ringförmige Ausnehmung 78 in der ersten Tafel, welche die zweite Tafel aufnimmt, wie nachstehend beschrieben. Des weiteren wird der Abschnitt 34 mit vergrößertem Durchmesser des Zylinderabschnittes durch die gestanzte Tafelöffnung getrieben, wodurch ein Preßsitz geschaffen und die Herausziehfestigkeit des Befestigungselementes aus dem Zusammenbau der ersten Tafel weiter verbessert wird.The fastener 20 is first positioned by the assembly head so that the free end 28 of the cylinder portion 22 is positioned opposite the panel 58 in coaxial alignment with the bore 66 of the die 62 as shown in Fig. 3. The punch 60 is then actuated to drive the free end 28 of the cylinder portion 22 against the panel. The relatively sharp cutting or punching edge 30 of the cylinder portion 22 cooperates with the relatively sharp cutting or punching edge 70 of the die to punch a slug 72 from the panel as shown in Fig. 4. A V-shaped striking lip 68 then deforms the panel portion 74 into the V-shaped groove 40 in the flange portion 24. The outer annular abutment surface 38 is driven against the first panel 58 as shown in Fig. 4. The cutting edge 70 of the die simultaneously deforms an annular rib 76 radially outward from the radial shoulder 36 of the cylinder section shown in Figs. 1-3. The annular radial rib 76 is driven against the deformed portion 74 of the first panel, thereby capturing the panel in the groove 40 and forming a mechanical interlock between the first panel 58 and the fastener 20. The striking lip 68 of the die 62 further deforms a shallow V-shaped annular recess 78 in the first panel which receives the second panel, as described below. Furthermore, the enlarged diameter portion 34 of the cylinder section is driven through the punched panel opening, thereby creating an interference fit and further improving the pull-out strength of the fastener from the first panel assembly.

Wie vorstehend beschrieben, wird insbesondere bei Massenproduktionsanwendungen vorzugsweise das Befestigungselement vor der Aufnahme der zweiten Tafel sicher an der ersten Tafel gehalten, wie nachstehendAs described above, particularly in mass production applications, the fastener is preferably held securely to the first panel prior to receiving the second panel, as follows

beschrieben. Bei einer typischen Massenproduktionsanwendung kann das Befestigungselement 20 an der ersten Tafel 58 an einer Station und die zweite Tafel am Zusammenbau an einer nachfolgenden Station befestigt werden. Der Zusammenbau aus erster Tafel und Befestigungselement kann z.B. in Behälter geladen werden, wodurch der Zusammenbau Herauszieh- und Schwingungskräften ausgesetzt wird. Wie vorstehend beschreiben, sorgt der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau vorzugsweise für einen engen zusammenpassenden Kontakt zwischen den Tafeln. Das Befestigungselement kann während der Befestigung eines weiteren Elementes am Tafelzusammenbau einem beträchtlichen Drehmoment ausgesetzt sein, wie nachstehend beschrieben. Somit ist der Zusammenbau aus Befestigungselementes und erster Tafel vorzugsweise mechanisch verriegelt, um für eine sichere Anbringung vor der Aufnahme der zweiten Tafel zu sorgen. Bei einer typischen Anwendung ist die Herausziehfestigkeit des Befestigungselementes 20 in der ersten Tafel, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet wird, 8 kN. oder größer. Des weiteren werden die radialen Rippen 42 in den Tafelabschnitt 74 getrieben, wenn der Abschnitt 34 des Zylinderabschnittes mit vergrößertem Durchmesser in die Tafelöffnung getrieben wird, wodurch für den Tafelzusammenbau ein ausgezeichneter Drehmomentwiderstand geschaffen wird. Der Zusammenbau aus erster Tafel 58 und Befestigungselement ist nunmehr zur Aufnahme der zweiten Tafel bereit, wie nachstehend beschrieben. described. In a typical mass production application, the fastener 20 may be attached to the first panel 58 at one station and the second panel to the assembly at a subsequent station. For example, the first panel and fastener assembly may be loaded into containers, subjecting the assembly to pull-out and vibration forces. As described above, the fastener and panel assembly preferably provides for close mating contact between the panels. The fastener may be subjected to significant torque during attachment of another element to the panel assembly, as described below. Thus, the fastener and first panel assembly is preferably mechanically locked to provide secure attachment prior to receiving the second panel. In a typical application, the pull-out strength of the fastener 20 in the first panel formed by the method of the invention is 8 kN or greater. Furthermore, the radial ribs 42 are driven into the panel portion 74 as the enlarged diameter portion 34 of the cylinder section is driven into the panel opening, thereby providing excellent torque resistance for the panel assembly. The first panel 58 and fastener assembly is now ready to receive the second panel as described below.

Die zweite Tafel 80 wird zur Aufnahme des Zylinderabschnittes 22 vorgestanzt und vorzugsweise benachbart der Öffnung verformt, um eine die Öffnung umgebende konische Lippe zu bilden die durch die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Vorrichtung gebildet werden kann. Die obere Matrizenplatte 82 ist durch herkömmliche Mittel an der oberen Grundplatte 84 derThe second panel 80 is pre-stamped to receive the cylinder portion 22 and preferably deformed adjacent the opening to form a tapered lip surrounding the opening, which may be formed by the apparatus shown in Figures 5 and 6. The upper die plate 82 is secured by conventional means to the upper base plate 84 of the

Matrizenpresse befestigt. Die untere Matrizenplatte 86 umfaßt ein Matrizenteil oder eine Matrize 88. Ein Stempel 90 ist über eine Platte oder Klammer 91 an der oberen Grundplatte befestigt. Die obere Matrizenplatte umfaßt eine Bohrung 92, die den Stempel aufnimmt. Ein ringförmiges federndes Druckteil oder eine ringförmige federnde Hülse 94 ist in der Bohrung 92 in einer Gegenbohrung gehalten. Die Matrize 88 umfaßt eine zentrale Bohrung 96, die den Stempel 90 aufnimmt, und eine Matrizenvertiefung 98, welche die Tafel formt, wie nachstehend beschrieben. Die obere Grundplatte ist durch Schraubenfedern 100 federvorgespannt, die im Normalzustand die obere Matrizenplatte 82 von der Grundplatte 84 trennen. Wenn die obere Grundplatte 84 durch die Matrizenpresse abgesenkt wird, stanzt der Stempel 90 einen Butzen 102 aus der Tafel, wie in Fig. 6 gezeigt. Eine fortgesetzte Abwärtsbewegung der oberen Grundplatte 84 drückt die Feder 100 zusammen, wodurch die federnde Kunststoffhülse 94 gegen die Oberfläche der die gestanzte Öffnung umgebenden Tafel getrieben und die Tafel zu einer etwa konischen Lippe 104 verformt wird, wie am besten in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt. Die konische Lippe 104 erstreckt sich von der Ebene der Tafel 80 weg und umfaßt eine ringförmige Lippe 106, die von der Ebene der Tafel 80 beabstandet ist. Der federnde Stoßfänger 94 formt die Tafel in der Matrizenvertiefung 98 in die gewünschte Form, wie am besten in Fig. 6 gezeigt. Im übrigen sind Einzelheiten dieser Vorgehensweise in dem US-Patent 5,335,411 offenbart. Die zweite Tafel 80 ist nunmehr zur Anbringung am Zusammenbau aus erster Tafel und Befestigungselement bereit, der gemäß dem in Fig. 3 und Fig. 4 offenbarten Verfahren gebildet wird, wie nachstehend anhand von Fig. 8 und Fig. 9 beschrieben.Die press. The lower die plate 86 includes a die member or die 88. A punch 90 is attached to the upper base plate by a plate or bracket 91. The upper die plate includes a bore 92 which receives the punch. An annular resilient sleeve or collar 94 is retained in the bore 92 in a counterbore. The die 88 includes a central bore 96 which receives the punch 90 and a die cavity 98 which forms the sheet as described below. The upper base plate is spring loaded by coil springs 100 which normally separate the upper die plate 82 from the base plate 84. When the upper base plate 84 is lowered by the die press, the punch 90 punches a slug 102 from the sheet as shown in Fig. 6. Continued downward movement of the upper base plate 84 compresses the spring 100, thereby forcing the resilient plastic sleeve 94 against the surface of the panel surrounding the punched opening and deforming the panel into a generally conical lip 104, as best shown in Figs. 6 and 7. The conical lip 104 extends from the plane of the panel 80 and includes an annular lip 106 spaced from the plane of the panel 80. The resilient bumper 94 forms the panel in the die cavity 98 into the desired shape, as best shown in Fig. 6. The rest of the details of this procedure are disclosed in U.S. Patent 5,335,411. The second panel 80 is now ready for attachment to the first panel and fastener assembly formed according to the method disclosed in Figs. 3 and 4, as described below with reference to Figs. 8 and 9.

Die Montagevorrichtung umfaßt einen ringförmigen Stempel 110, der in einem Montagekopf (nicht gezeigt) gegen die getriebene Fläche 56 desThe assembly device comprises an annular punch 110 which is mounted in a mounting head (not shown) against the driven surface 56 of the

-TGZ-TGZ

Flanschabschnittes 24 getrieben wird. Wie vorstehend bezüglich der Montagevorrichtung zum Anbringen des Befestigungselementes in der ersten Tafel 58 beschrieben, kann die Montagevorrichtung in einer herkömmlichen Matrizenpresse angeordnet sein, so daß die zweite Tafel 80 mit jedem Schlag der Presse am Befestigungselement befestigt wird. Eine Matrize 112 ist in der unteren Matrizenplatte angeordnet, die einen zentralen Matrizenanschlag 114 enthält, der so ausgeführt ist, daß er in der Öffnung 110 aufgenommen wird, die in der zweiten Tafel 80 ausgebildet ist, wie vorstehend beschrieben. Fig. 8 ist eine Explosionsansicht des Zusammenbaues zur Veranschaulichung. In einer normalen Anwendung wird die Tafel 80 an der oberen Fläche 120 der Matrize angeordnet und durch die Abstreifplatte der Matrizenpresse gehalten. Der Matrizenanschlag 114 umfaßt eine konkave gekrümmte Oberfläche 116, die in die radiale äußere Fläche 118 des Matrizenanschlages übergeht.flange portion 24. As described above with respect to the jig for installing the fastener in the first panel 58, the jig may be located in a conventional die press so that the second panel 80 is secured to the fastener with each stroke of the press. A die 112 is located in the lower die plate which includes a central die stop 114 adapted to be received in the opening 110 formed in the second panel 80 as described above. Fig. 8 is an exploded view of the assembly for illustrative purposes. In a normal application, the panel 80 is located on the upper surface 120 of the die and is held in place by the stripper plate of the die press. The die stop 114 includes a concave curved surface 116 which merges into the radially outer surface 118 of the die stop.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die zweite Tafel 80 in der Matrizenpresse so angeordnet, daß der ringförmige Rand 106 des konischen Abschnittes 104 der zweiten Tafel 80 der ersten Tafel 58 zugewandt ist. Die Öffnung 110 ist so ausgeführt, daß sie den Zylinderabschnitt 22 aufnimmt. Wenn der Stempel 110 in Fig. 8 nach unten getrieben wird, wie durch Pfeile 122 gezeigt, kommt die innere Fläche 46 des Zylinderabschnittes an der konkaven Oberfläche 116 des Matrizenanschlages zur Anlage, wodurch das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes radial nach außen über den Rand 104 der zweiten Tafel 80 verformt wird. Die Tafel wird gleichzeitig zwischen der oberen Fläche 120 des Matrizenteiles und der ersten Tafel 58 abgeflacht, wodurch die konische Lippe 104 radial nach innen gegen die äußere Fläche des Zylinderabschnittes und in die V-förmige Ausnehmung in der ersten Tafel hinein verformt wird. Die zweite Tafel 80 wird somit gegen die erste Tafel 58 verformt, wodurch ein enger zusammenpassender KontaktAs shown in Fig. 8, the second panel 80 is positioned in the die press so that the annular rim 106 of the tapered portion 104 of the second panel 80 faces the first panel 58. The opening 110 is designed to receive the cylinder portion 22. When the punch 110 is driven downward in Fig. 8 as shown by arrows 122, the inner surface 46 of the cylinder portion engages the concave surface 116 of the die stop, thereby deforming the free end 28 of the cylinder portion radially outward over the rim 104 of the second panel 80. The panel is simultaneously flattened between the upper surface 120 of the die member and the first panel 58, thereby deforming the tapered lip 104 radially inward against the outer surface of the cylinder portion and into the V-shaped recess in the first panel. The second panel 80 is thus deformed against the first panel 58, thereby providing a closer fitting contact

zwischen den mit ihren Flächen einander zugewandten Tafeln gebildet und das freie Ende des Zylinderabschnittes radial nach außen in Form eines gebogenen Hakens über den die Öffnung der zweiten Tafel umgebenden Rand der zweiten Tafel in engen zusammenpassenden Kontakt verformt wird. Hierdurch wird eine sichere mechanische Verriegelung zwischen dem Zylinderabschnitt 22 und der zweiten Tafel 80 gebildet. Der resultierende Befestigungselement- und Tafelzusammenbau weist einen ausgezeichneten Durchdrück-, Herauszieh- und Drehmomentwiderstand auf. Die Herausziehfestigkeit des Tafelzusammenbaues beträgt etwa 15 kN. oder mehr als etwa 3000 Ib. Der Drehmomentwiderstand beträgt bei einer typischen Anwendung etwa 120 Newtonmeter.between the facing panels and the free end of the cylinder portion is deformed radially outward in the form of a curved hook over the edge of the second panel surrounding the opening of the second panel into close mating contact. This forms a secure mechanical interlock between the cylinder portion 22 and the second panel 80. The resulting fastener and panel assembly has excellent push-through, pull-out and torque resistance. The pull-out strength of the panel assembly is about 15 kN. or more than about 3000 Ib. The torque resistance in a typical application is about 120 Newton meters.

Fig. 10 und Fig. 11 zeigen eine typische Anwendung des Befestigungselement- und Tafelzusammenbaues gemäß der Erfindung. Zwei Befestigungselemente 20 sind in einem Tafeln 58 und 80 umfassenden Klammerzusammenbau 124 gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren und der vorstehend beschriebenen Vorrichtung angebracht. Beide Befestigungselemente können gleichzeitig in einer Matrizenpresse in den Tafeln 58 und 80 angebracht werden, wie beschrieben. Der offenbarte Klammerzusammenbau 124 kann beispielsweise an einem Fahrzeugrahmen (nicht gezeigt) befestigt werden. Ein Strukturelement 128, z.B. ein Achszusammenbau, wird anschließend am Klammerzusammenbau mit Schrauben 130 befestigt.10 and 11 show a typical application of the fastener and panel assembly according to the invention. Two fasteners 20 are mounted in a bracket assembly 124 comprising panels 58 and 80 according to the method and apparatus described above. Both fasteners can be simultaneously mounted in a die press in the panels 58 and 80 as described. The disclosed bracket assembly 124 can be attached, for example, to a vehicle frame (not shown). A structural member 128, e.g., an axle assembly, is then attached to the bracket assembly with screws 130.

Wie in Fig. 11 gezeigt, wird der Gewindeabschnitt 132 der Schraube in der Gewindebohrung 44 des Befestigungselementes 20 aufgenommen. Der Kopf 134 wird gegen das Strukturelement 128 getrieben, wodurch das Strukturelement 128 sicher am Klammerzusammenbau 124 gehalten wird. Zu einer typischen Anwendung wird die Schraube in das Mutter-As shown in Fig. 11, the threaded portion 132 of the screw is received in the threaded bore 44 of the fastener 20. The head 134 is driven against the structural member 128, thereby securely holding the structural member 128 to the bracket assembly 124. For a typical application, the screw is threaded into the nut

• ··

Befestigungselement 20 mittels eines Drehmomentschlüssels getrieben, wodurch die Mutter insbesondere dann einem beträchtlichen Drehmoment ausgesetzt wird, wenn die Schraube ein beschädigtes Gewinde be-. sitzt. Folglich ist in vielen Anwendungen ein beträchtlicher Drehmomentwiderstand des Befestigungselementes erforderlich. Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform schließt das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes im wesentlichen bündig mit der zweiten Tafel 80 ab. Durch weiteres Anziehen der Schraube 130 wird der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau somit tatsächlich nachträglich angepaßt, indem das freie Ende des Zylinderabschnittes weiter gegen den Tafelzusammenbau verformt wird.Fastener 20 is driven by a torque wrench, subjecting the nut to considerable torque, particularly when the screw has a damaged thread. Consequently, in many applications, considerable torque resistance of the fastener is required. In the most preferred embodiment, the free end 28 of the cylinder portion is substantially flush with the second panel 80. Thus, further tightening of the screw 130 effectively adjusts the fastener and panel assembly by further deforming the free end of the cylinder portion against the panel assembly.

Wie vorstehend beschrieben, befinden sich die Tafeln mit ihren einander zugewandten Flächen in engem Kontakt, wodurch verhindert wird, daß Verschmutzungen zwischen die Tafeln gelangen. Der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau besitzt schließlich einen ausgezeichneten Drehmoment-, Durchdrück- und Herausziehwiderstand, wodurch ein sehr sicherer Zusammenbau insbesondere für solche Anwendungen geschaffen wird, die Schwingungskräften oder anderen Kräften ausgesetzt sind.As described above, the panels are in close contact with their facing surfaces, preventing contaminants from getting between the panels. Finally, the fastener and panel assembly has excellent torque, push-through and pull-out resistance, creating a very secure assembly, particularly for applications subject to vibration or other forces.

Fig. 12 und Fig. 13 veranschaulichen ein Verfahren zum gleichzeitigen Stanzen und Verformen einer Mehrzahl von ineinandergesetzten Tafeln 150 und 152. Die Tafeln 150 und 152 sind an einer ringförmigen Oberfläche 156 eines Matrizenteiles 154 abgestützt, das eine ringförmige Matrizenvertiefung 158 und eine zentrale Bohrung 160 aufweist, welche die gestanzten Tafelbutzen 162 bzw. 164 aufnimmt. Das männliche Matrizenteil 166 umfaßt eine gekrümmte konische Lippe 168, welche die Tafelabschnitte 170 und 172 in die ringförmige Matrizenvertiefung 158 hinein verformt, wenn das Lochwerkzeug 174 gegen die Tafeln getrieben wird,Fig. 12 and Fig. 13 illustrate a method for simultaneously punching and deforming a plurality of nested panels 150 and 152. The panels 150 and 152 are supported on an annular surface 156 of a male die member 154 having an annular die recess 158 and a central bore 160 which receives the punched panel slugs 162 and 164, respectively. The male die member 166 includes a curved conical lip 168 which deforms the panel portions 170 and 172 into the annular die recess 158 when the punching tool 174 is driven against the panels.

wodurch die Tafelbutzen 162 und 164 ausgestanzt werden und eine bogenförmige Tafelöffnung 178 gebildet wird, wie in Fig. 13 gezeigt. Der Tafelabschnitt 150 wird zu einer bogenförmigen, etwa kegelstumpfförmigen Lippe 170 geformt, die in die konische Lippe 172 der Tafel. 152 übergeht. Wie vorstehend beschrieben, können die Tafeln 150, 152 vor dem Stanzen und Formen mit einander zugewandten Flächen gehalten werden, z.B. durch Punktschweißen (nicht gezeigt). Ferner können die Tafeln in zwei Schritten zunächst in einer flachen Matrize gestanzt und anschließend zu der bevorzugten, ineinandergesetzten, kegelstumpfförmigen Form geformt werden, wie in Fig. 13 gezeigt. Wie vorstehend anhand von Fig. 10 beschrieben, kann schließlich eine Vielzahl von geformten Öffnungen in den Tafeln 150 und 152 zur Aufnahme einer Mehrzahl von Befestigungselementen 20 geformt werden. Die ineinandergesetzten Tafeln 150 und 152 sind nunmehr zur Befestigung am Zusammenbau aus erster Tafel und Befestigungselement bereit, wie in Fig. 14 gezeigt.whereby the panel slugs 162 and 164 are punched out and an arcuate panel opening 178 is formed as shown in Fig. 13. The panel portion 150 is formed into an arcuate, approximately frusto-conical lip 170 which merges into the conical lip 172 of the panel 152. As described above, the panels 150, 152 may be held with their faces facing each other prior to punching and forming, e.g. by spot welding (not shown). Furthermore, the panels may be punched in a flat die in two steps and then formed into the preferred nested frusto-conical shape as shown in Fig. 13. Finally, as described above with reference to Fig. 10, a plurality of shaped openings may be formed in the panels 150 and 152 for receiving a plurality of fasteners 20. The nested panels 150 and 152 are now ready for attachment to the first panel and fastener assembly as shown in Fig. 14.

Wie vorstehend anhand von Fig. 8 und Fig. 9 beschrieben, kann die erste Tafel 58 zuerst am Befestigungselement 20 befestigt werden, wie vorstehend anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben. Die Tafeln 150 und 152 werden dann ausgehend von der in Fig. 13 gezeigten Position umgedreht, so daß die kegelstumpfförmigen Abschnitte 170 und 172 an der ersten Tafel 58 anliegen. Anschließend wird der ringförmige Stempel 110 gegen den Flanschabschnitt 24 in einem Montagekopf (nicht gezeigt) getrieben, der in einer Matrizenpresse angeordnet sein kann. Die Matrize 112 umfaßt einen zentralen Matrizenanschlag 114, der so ausgeführt ist, daß er das freie Ende 28 des Zylinderabschnittes aufnimmt, wodurch der Zylinderabschnitt 28 radial nach außen gegen die konkave Oberfläche 116 des Matrizenanschlages verformt wird. Die kegelstumpfförmigen Lippen 170 und 172 der Tafeln 150 bzw. 152 werden anschließend abgeflacht, indem dieAs described above with reference to Figs. 8 and 9, the first panel 58 may first be secured to the fastener 20 as described above with reference to Figs. 3 and 4. The panels 150 and 152 are then inverted from the position shown in Fig. 13 so that the frusto-conical portions 170 and 172 abut the first panel 58. The annular punch 110 is then driven against the flange portion 24 in an assembly head (not shown) which may be located in a die press. The die 112 includes a central die stop 114 adapted to receive the free end 28 of the cylinder portion, thereby deforming the cylinder portion 28 radially outward against the concave surface 116 of the die stop. The frustoconical lips 170 and 172 of the panels 150 and 152, respectively, are then flattened by

Tafeln gegen die erste Tafel 58 getrieben werden, wodurch die Lippen radial nach innen gegen die äußere Fläche des Zylinderabschnittes getrieben werden und die Tafel 150 in die etwa V-förmige Ausnehmung 78 in der ersten Tafel hinein verformt wird, wie vorstehend beschrieben. Somit kann das Verfahren gemäß der Erfindung dazu verwendet werden, eine Vielzahl von Tafeln am Befestigungselement 20 zu befestigen, wie hier beschrieben. Schließlich kann es bei bestimmten Anwendungen erwünscht sein, das Befestigungselement 20 direkt an den Tafeln 150 und 152 zu befestigen, die zunächst gestanzt und geformt werden, wie vorstehend anhand von Fig. 12 und Fig. 13 beschrieben. Der Zusammenbau braucht also keine erste Tafel 58 zu umfassen.panels are driven against the first panel 58, thereby driving the lips radially inward against the outer surface of the cylinder portion and deforming the panel 150 into the generally V-shaped recess 78 in the first panel, as described above. Thus, the method of the invention can be used to attach a plurality of panels to the fastener 20 as described herein. Finally, in certain applications, it may be desirable to attach the fastener 20 directly to the panels 150 and 152, which are first stamped and formed as described above with reference to Figs. 12 and 13. Thus, the assembly need not include a first panel 58.

Wie für Fachleute klar ist, können verschiedene Modifikationen des Befestigungselement- und Tafelzusammenbaues und des Verfahrens innerhalb des Schutzbereiches der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden. Wie vorstehend beschrieben, kann das Befestigungselement als männliches Befestigungselement ausgebildet sein, das einen Schaft mit oder ohne Gewinde aufweist, der vom Flanschabschnitt 24 bei 26 absteht. Ferner kann das Befestigungselement durch Entfernen des rohrförmigen Abschnittes 48 als ein eher herkömmliches Mutter-Befestigungselement anstatt als das offenbarte Mutter-Befestigungselement ausgebildet sein. Die hier offenbarten Montagevorrichtungen dienen lediglich der Veranschaulichung. Es können andere Vorrichtungen verwendet werden, um das Befestigungselement anzubringen und den Befestigungselement- und Tafelzusammenbau auszubilden. Obwohl das Befestigungselement vorzugsweise in einer Matrizenpresse angebracht wird, kann das Befestigungselement auch in einer Aufwärtsorientierung angebracht werden, wobei die Matrizen in der oberen Grundplatte oder Matrizenplatte angeordnet sind. WieAs will be apparent to those skilled in the art, various modifications to the fastener and panel assembly and method can be made within the scope of the appended claims. As described above, the fastener may be formed as a male fastener having a threaded or non-threaded shank extending from the flange portion 24 at 26. Further, by removing the tubular portion 48, the fastener may be formed as a more conventional nut fastener rather than the nut fastener disclosed. The assembly devices disclosed herein are for illustrative purposes only. Other devices may be used to install the fastener and form the fastener and panel assembly. Although the fastener is preferably installed in a die press, the fastener may also be installed in an upward orientation with the dies disposed in the upper base plate or die plate. As

vorstehend beschrieben, kann der Befestigungselement- und Tafelzusammenbau schließlich drei oder mehr Tafeln umfassen, die eine Verlängerung des Zylinderabschnittes 22 des Befestigungselementes erfordern können. Wenn die "zweite" Tafel zwei oder mehr Tafeln umfaßt, dann werden die Tafeln vorzugsweise beim Formen mit einer aufrechten, etwa konischen Lippe 104 versehen, wie vorstehend anhand von Fig. 12 und Fig. 13 beschrieben. Die Tafeln können dann gleichzeitig oder nacheinander ineinandergesetzt und angebracht werden.As described above, the fastener and panel assembly may ultimately comprise three or more panels, which may require an extension of the fastener's barrel portion 22. If the "second" panel comprises two or more panels, then the panels are preferably provided with an upstanding, somewhat conical lip 104 during molding, as described above with reference to Figs. 12 and 13. The panels may then be nested and installed simultaneously or sequentially.

In Fig. 15 ist ein Mutterelement 20 gezeigt, das jedoch einen gerändelten Bereich in Form von axialen Keilnuten 42A in Höhe des axialen Abschnittes der Rippen 42 in Fig. 2 aufweist. Zwar zeigt die rechte Hälfte von Fig. 15 den axialen Abschnitt der Rippen 42 der Ausführungsform von Fig. 2, wobei dies jedoch ausschließlich veranschaulichend zu verstehen ist und sich der gerändelte Bereich 42A tatsächlich um den gesamten Umfang der Mutter erstreckt. Tatsächlich endet der gerändelte Bereich typischerweise in axialer Richtung kurz vor einer radialen Ebene, welche die untere Seite 38 des Flansches des Mutterelementes definiert, um die Herstellung des gerändelten Bereiches zu erleichtern. Im übrigen braucht der in Form von axialen Keilnuten vorliegende gerändelte Bereich nicht durch einen Rändelvorgang, sondern könnte auch durch Kaltstauchen oder Druckverformen gebildet werden.In Fig. 15, a nut member 20 is shown which, however, has a knurled region in the form of axial keyways 42A at the level of the axial portion of the ribs 42 in Fig. 2. Although the right half of Fig. 15 shows the axial portion of the ribs 42 of the embodiment of Fig. 2, this is to be understood purely for illustrative purposes and the knurled region 42A actually extends around the entire circumference of the nut. In fact, the knurled region typically ends in the axial direction short of a radial plane which defines the lower side 38 of the flange of the nut member in order to facilitate the manufacture of the knurled region. Furthermore, the knurled region in the form of axial keyways need not be formed by a knurling process but could also be formed by cold heading or compression forming.

Die Anbringung der Mutter 20 von Fig. 15 findet in gleicher Weise statt wie die Anbringung der Mutter von Fig. 2. Die gerändelten Keilnuten 42A dienen in gleicher Weise wie die axialen Abschnitte der Rippen 42 dazu, Sicherheit gegen Verdrehen zu schaffen. Bei dieser Ausführungsform sind keine radialen Rippen in der ringförmigen Nut 40 unterhalb des FlanschesThe attachment of the nut 20 of Fig. 15 takes place in the same way as the attachment of the nut of Fig. 2. The knurled keyways 42A serve in the same way as the axial sections of the ribs 42 to provide security against twisting. In this embodiment, no radial ribs are provided in the annular groove 40 below the flange

vorgesehen. Derartige radiale Rippen könnten jedoch gegebenenfalls vorgesehen werden und würden die Verdrehsicherungseigenschaften des Befestigungselementes verbessern.However, such radial ribs could be provided if necessary and would improve the anti-rotation properties of the fastener.

Claims

1. Fastening element ( 20 ) with a cylinder section ( 22 ), a flange section ( 24 ) which extends radially away from the cylinder section approximately perpendicular thereto, and a fastening section ( 26 ) which is approximately opposite the cylinder section ( 22 ), the flange section comprising an outer annular panel bearing surface ( 38 ), characterized in that an annular groove ( 40 ) is provided adjacent to the cylinder section ( 22 ) which surrounds the cylinder section ( 22 ) radially inwardly of the outer panel bearing surface ( 38 ), that a plurality of spaced radial ribs ( 42 ) bridge the groove ( 40 ), and that the flange section ( 24 ) has a driven surface ( 56 ).

2. Fastening element according to claim 1, characterized in that the fastening section ( 26 ) comprises a threaded or smooth bore which is coaxially aligned with the cylinder section ( 22 ).

3. Fastening element according to claim 1 or 2, characterized in that the annular groove ( 40 ) is approximately V-shaped and extends radially inwardly in the direction of the cylinder portion ( 22 ).

4. Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the annular groove ( 40 ) is V-shaped and has a bottom which extends radially into the contact surface ( 38 ) of the flange portion ( 24 ) in the direction of the cylinder portion ( 22 ) and an inner wall which coincides with the outer surface ( 34 ) of the cylinder portion ( 22 ).

5. Fastening element according to one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the cylinder section ( 22 ) has an inner diameter which is larger than the outer diameter of the thread.

6. Fastening element according to claim 5, characterized in that the cavity formed in the cylinder section ( 22 ) merges into the thread via a conical surface.

7. Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening section ( 26 ) projects beyond the flange section ( 24 ) on the side of the flange section ( 24 ) facing away from the cylinder section ( 22 ).

8. Fastening element according to claim 7, characterized in that the driven surface ( 56 ) of the flange portion ( 24 ) surrounds the fastening portion ( 26 ).

9. Fastening element according to one of claims 7 or 8, characterized in that the outer diameter of the cylinder section ( 22 ) corresponds at least substantially to the outer diameter of the part of the fastening section ( 26 ) protruding from the flange section ( 24 ).

10. Fastening element according to one of the preceding claims 7 to 9, characterized in that the driven surface ( 56 ) of the flange section ( 24 ) is arranged in a radial plane, while the outer surface of the part of the fastening section ( 26) projecting beyond the flange section (24 ) is circular-cylindrical and is located radially inside the driven surface ( 56 ).

11. Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the free end ( 28 ) of the cylinder section ( 22 ) is designed as a panel punch end.

12. Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the panel punch end ( 28 ) has a relatively sharp radial outer edge ( 30 ).

13. Fastening element according to one of the preceding claims 2 to 12, characterized in that the bore is sealed by a cap ( 50 ) which is held in a slot in the free end ( 54 ) of a tubular section ( 48 ) of the fastening section ( 26 ).

14. Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder portion ( 22 ) has a first outer diameter ( 32 ) adjacent its free end ( 28 ) which is smaller than a second outer diameter ( 34 ) adjacent the flange portion ( 24 ), thereby defining an approximately radial shoulder ( 36 ).

15. Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the plurality of spaced radial ribs ( 42 ) extend from the groove into the surface ( 34 ) of the cylinder portion ( 34 ) of larger diameter.

16. A fastener according to claim 1, characterized in that the fastening portion is solid and has a free end which is threaded to provide a bolt fastener.

17. Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the ribs bridging the annular groove ( 40 ) are flush with the outer annular panel contact surface ( 23 ).