WO2018036644A1 - Joining element, method, and device for joining at least two components - Google Patents
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- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
- F16B19/14—Bolts or the like for shooting into concrete constructions, metal walls or the like by means of detonation-operated nailing tools
Definitions
- the invention relates to a connecting element for connecting at least two components of the type specified in the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for connecting at least two components, in particular metallic components, and a device for carrying out the method.
- Connecting elements for connecting at least two components, in particular of metallic components, which have a nail head and a nail shank, are known per se.
- DE 10 2007 033 126 B4 shows a method for producing a nail connection between two components by means of a nail.
- the nail shown in this document comprises a nail head and a nail shank.
- the nail shank is formed substantially cylindrical and provided in a certain area of its surface with a surface profiling.
- the surface profiling consists of a series of annular depressions and elevations.
- the connecting element according to the invention for connecting at least two components comprises a nail head and a nail shank.
- the nail shank has a thread which rotates in purely axial load of the connecting element in the two components to be joined together.
- the connecting element is a kind of self-twisting joining element. It is only an axial force application and thus only an axial movement for driving in of the connecting element in the two components necessary.
- the connecting element rotates itself in the two components, ie in the produced
- the two components are arranged one above the other or against each other and the nail shank of the connecting element according to the invention is driven through the two components by a force is applied to the nail head purely in the axial direction of the connecting element , as a result of which the thread of the nail shank rotates into the two components.
- Advantageous embodiments of the connecting element are advantageous embodiments of the
- An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the nail shank of the connecting element is driven through without prior perforation of the two components.
- the connection of the two components can be carried out in a particularly efficient manner, since a complex hole of the two components can be omitted.
- the connecting element is simply placed on one of the two components to be joined together and by axial load of the nail shank is driven into the two components to be joined together, with the thread rotates into the two components.
- an adhesive is introduced between the two components prior to driving the nail shaft.
- the adhesive can be applied to only one of the two components and then the other component is placed on it.
- the adhesive can be applied over a large area as well as selectively, depending on the requirements of the component connection to be produced.
- Adhesive can prevent the two components from rubbing
- Fastener can be fixed to each other as desired. Furthermore, the adhesive can also ensure that a particularly stable connection between the two components is produced, since the adhesive supports the connection of the two components in addition to the driven connection element.
- connection of the two components is advantageously automated.
- the method can be integrated into a series production, for example the production of motor vehicles.
- the method according to the invention provides that the nail shank by means of a
- the device according to the invention is a device for
- the drawing shows in: a first embodiment of a connecting element for connecting at least two components, which has a nail head and a threaded nail shank; a further embodiment of the connecting element, wherein the thread has a different pitch than in the first embodiment;
- Fig. 3 shows a further embodiment of a connecting element, which in turn has a different thread pitch than the preceding
- Embodiments has; and in
- Fig. 4 is a schematic perspective view of a joint connection, which two
- FIG. 1 A first exemplary embodiment of a connecting element 10 for connecting at least two components, in particular sheets, is shown in a perspective view in FIG. 1.
- the connecting element 10 comprises a nail head 12 and a nail shank 14.
- the nail shank 14 comprises a thread 16 and at its from
- FIGS. 2 and 3 show further embodiments of the connecting element 10, wherein these embodiments differ from one another, in particular with regard to the respective pitches of the threads 16 on the nail shank 14.
- a greater or smaller pitch of the thread 16 may be advantageous.
- that connecting element 10 is always selected in which the thread pitch is best adapted to the component pairing to be joined.
- the thread pitch which can be varied preferably between 5 and 50 mm, another factor influencing the strength of the produced
- connection the number of gears which can be varied here preferably between 3 and 5.
- the different connecting elements 10 may for example consist of steel. Other materials, such as aluminum, magnesium, brass, ceramic or fiber-reinforced plastics are also possible.
- the connecting elements 10, for example, be coated in the area of the nail shaft 14 or at other locations.
- the connecting elements 10 for example, be coated in the area of the nail shaft 14 or at other locations.
- FIG. 4 shows a joint 20 in a schematic perspective view.
- the joining connection 20 comprises two sheets 22, 24, which have been connected to one another by means of one of the connecting elements 10 described above.
- Connecting element 10 is placed with its nail tip 18 on the upper of the two sheets 22 and then purely in the axial load of the connecting element 10, ie in the longitudinal direction of the nail shaft 14 loaded. Due to the nail shaft 14
- the nail shank 14 rotates passively into the two plates 22, 24 into it, so without a torque on the connecting element 10 must be applied.
- this undercut is a third decisive parameter in the design of the connecting element 10. It can preferably be varied in the range from 1 to 8 mm 2 .
- the holding force of the compounds produced by them is achieved by a combination of force and positive engagement.
- the connecting elements 10 shown here thereby achieve a higher holding force, that the component connection produced by them has a significantly increased proportion of positive engagement in comparison thereto.
- the nail shank 14 of the connecting element 10 is driven therethrough without a prior perforation of the two sheets 22, 24.
- the connecting element 10 by means of a not shown here
- connection method in a series production for example when connecting body parts, can be used.
- the invention further comprises a device, not shown here, for carrying out the method, which in one exemplary embodiment may be substantially similar to a device previously used for driving nails 10 into sheet metal components 22, 24 at high speed, see for example FIGS in DE 10 2007 033 126 B4 presented device.
- the device may also be designed as a robot, which is intended to fasteners 10 with a correspondingly slower
- the device here still has means to compensate for a rotational movement of the connecting element 10 about its longitudinal axis.
- a storage can be provided which allows a compensatory rotational movement of the entire device or parts of the device.
- the driver piston or the indenting punch which is in abutment with the head of the connecting element 10 during driving or pushing in, can be designed such that the connecting element 10 can rotate freely, for example by a specific adjustment of the friction values of the surface of the piston or stamp. This can for example be specially treated or coated.
- the end face of the head can also have a correspondingly adapted coefficient of friction in order to allow relative rotation.
- Driver piston or the punch or the head of the connecting element have a special geometry.
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Abstract
Description
Verbindungselement, Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Connecting element, method and apparatus for connecting at least two
Bauteilen components
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen, insbesondere von metallischen Bauteilen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a connecting element for connecting at least two components of the type specified in the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for connecting at least two components, in particular metallic components, and a device for carrying out the method.
Verbindungselemente zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen, insbesondere von metallischen Bauteilen, welche einen Nagelkopf und einen Nagelschaft aufweisen, sind an sich bekannt. So zeigt die DE 10 2007 033 126 B4 ein Verfahren zum Herstellen einer Nagelverbindung zwischen zwei Bauteilen mittels eines Nagels. Der in diesem Dokument gezeigte Nagel umfasst einen Nagelkopf und einen Nagelschaft. Der Nagelschaft ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und in einem bestimmten Bereich seiner Oberfläche mit einer Oberflächenprofilierung versehen. Die Oberflächenprofilierung besteht aus einer Reihe von ringförmigen Vertiefungen und Erhöhungen. Connecting elements for connecting at least two components, in particular of metallic components, which have a nail head and a nail shank, are known per se. Thus, DE 10 2007 033 126 B4 shows a method for producing a nail connection between two components by means of a nail. The nail shown in this document comprises a nail head and a nail shank. The nail shank is formed substantially cylindrical and provided in a certain area of its surface with a surface profiling. The surface profiling consists of a series of annular depressions and elevations.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbindungselement, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen bereitzustellen, mittels welchen besonders hohe Haltekräfte zwischen den miteinander gefügten Bauteilen realisiert werden können. It is the object of the present invention to provide a connecting element, a device and a method for connecting at least two components, by means of which particularly high holding forces between the components joined together can be realized.
Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement sowie durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Das erfindungsgemäße Verbindungselement zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen, insbesondere metallischen Bauteilen, umfasst einen Nagelkopf und einen Nagelschaft. Um besonders hohe Haltekräfte beim Verbinden der beiden Bauteile realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Nagelschaft ein Gewinde aufweist, welches sich bei rein axialer Belastung des Verbindungselements in die beiden miteinander zu verbindenden Bauteile eindreht. This object is achieved by a connecting element and by a method and a device for connecting at least two components with the features of the independent claims. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims. The connecting element according to the invention for connecting at least two components, in particular metallic components, comprises a nail head and a nail shank. In order to be able to realize particularly high holding forces when connecting the two components, it is inventively provided that the nail shank has a thread which rotates in purely axial load of the connecting element in the two components to be joined together.
Bei dem Verbindungselement handelt es sich mit anderen Worten also um eine Art selbsteindrehendes Fügeelement. Es ist nur eine axiale Kraftaufbringung und somit auch nur eine axiale Bewegung zum Hineintreiben des Verbindungselements in die beiden Bauteile notwendig. Durch das am Nagelschaft vorgesehene Gewinde dreht sich das Verbindungselement selbst in die beiden Bauteile, also in den herzustellenden In other words, the connecting element is a kind of self-twisting joining element. It is only an axial force application and thus only an axial movement for driving in of the connecting element in the two components necessary. By provided on the nail shank thread, the connecting element rotates itself in the two components, ie in the produced
Bauteilverbund, ein. Dadurch wird ein Hinterschnitt analog wie beim Schrauben erzeugt, wodurch besonders hohe Haltekräfte zwischen den beiden Bauteilen mittels des eingetriebenen Verbindungselements realisiert werden können. Das Verbindungselement muss im Gegensatz zu eine Schraube allerdings nur axial eingetrieben werden, wobei aufgrund des erfindungsgemäßen Gewindes am Nagelschaft dennoch Hinterschnitte an den miteinander zu fügenden Bauteilen durch das passive Eindrehen des Nagelschafts erzeugt werden. Component composite, a. As a result, an undercut is produced analogously as in the case of screws, as a result of which particularly high holding forces can be realized between the two components by means of the driven-in connection element. However, in contrast to a screw, the connecting element only has to be driven in axially, and due to the thread according to the invention on the nail shank, undercuts are nevertheless produced on the components to be joined by the passive screwing in of the nail shank.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen, insbesondere Blechen, werden die beiden Bauteile übereinander bzw. aneinander angeordnet und der Nagelschaft des erfindungsgemäßen Verbindungselements wird durch die beiden Bauteile hindurchgetrieben, indem eine Kraft rein in axialer Richtung des Verbindungselements auf den Nagelkopf aufgebracht wird, in Folge dessen sich das Gewinde des Nagelschafts in die beiden Bauteile eindreht. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verbindungselements sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des In the method according to the invention for connecting at least two components, in particular sheet metal, the two components are arranged one above the other or against each other and the nail shank of the connecting element according to the invention is driven through the two components by a force is applied to the nail head purely in the axial direction of the connecting element , as a result of which the thread of the nail shank rotates into the two components. Advantageous embodiments of the connecting element are advantageous embodiments of the
erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen. to view the inventive method.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Nagelschaft des Verbindungselements ohne ein vorheriges Lochen der beiden Bauteile durch diese hindurchgetrieben wird. Das Verbinden der beiden Bauteile kann dadurch auf besonders effiziente Weise erfolgen, da ein aufwendiges Lochen der beiden Bauteile entfallen kann. Stattdessen wird das Verbindungselement einfach auf eines der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile aufgesetzt und durch axiale Belastung wird der Nagelschaft in die beiden miteinander zu verbindenden Bauteile eingetrieben, wobei sich das Gewinde in die beiden Bauteile hineindreht. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass vor dem Hindurchtreiben des Nagelschafts ein Klebstoff zwischen die beiden Bauteile eingebracht wird. Beispielsweise kann der Klebstoff nur auf eines der beiden Bauteile aufgetragen und anschließend wird das andere Bauteil daraufgelegt. Der Klebstoff kann dabei sowohl großflächig als auch punktuell, je nach Anforderung an die herzustellende Bauteilverbindung, aufgetragen werden. Durch das Vorsehen des An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the nail shank of the connecting element is driven through without prior perforation of the two components. The connection of the two components can be carried out in a particularly efficient manner, since a complex hole of the two components can be omitted. Instead, the connecting element is simply placed on one of the two components to be joined together and by axial load of the nail shank is driven into the two components to be joined together, with the thread rotates into the two components. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that an adhesive is introduced between the two components prior to driving the nail shaft. For example, the adhesive can be applied to only one of the two components and then the other component is placed on it. The adhesive can be applied over a large area as well as selectively, depending on the requirements of the component connection to be produced. By providing the
Klebstoffs können die beiden Bauteile schon vor dem Hindurchtreiben des Adhesive can prevent the two components from rubbing
Verbindungselements wunschgemäß aneinander fixiert werden. Des Weiteren kann der Klebstoff auch dafür sorgen, dass eine besonders stabile Verbindung zwischen den beiden Bauteilen hergestellt wird, da der Klebstoff die Verbindung der beiden Bauteile zusätzlich zu dem eingetriebenen Verbindungselement unterstützt. Fastener can be fixed to each other as desired. Furthermore, the adhesive can also ensure that a particularly stable connection between the two components is produced, since the adhesive supports the connection of the two components in addition to the driven connection element.
Weiterhin erfolgt die Verbindung der beiden Bauteile vorteilhafterweise automatisiert. Somit kann das Verfahren in eine Serienfertigung, beispielsweise der Fertigung von Kraftfahrzeugen, integriert werden. Furthermore, the connection of the two components is advantageously automated. Thus, the method can be integrated into a series production, for example the production of motor vehicles.
Schließlich ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Finally, it is according to a further advantageous embodiment of the
erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Nagelschaft mittels eines The method according to the invention provides that the nail shank by means of a
Setzgeräts in die beiden Bauteile eingetrieben wird. Dadurch kann die Bauteilverbindung besonders einfach und schnell hergestellt werden. Vorzugweise wird das Setting device is driven into the two components. As a result, the component connection can be made particularly simple and fast. Preferably that will
Verbindungselement dabei relativ langsam eingetrieben. Connecting element thereby driven relatively slowly.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zum The device according to the invention is a device for
Herstellen der Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere metallischen Bauteilen, mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Verbindungselements. Diese Vorrichtung weist eine Möglichkeit auf, während des Eindrückens eine Drehbewegung des Verbindungselements um seine Längsachse zuzulassen. Producing the connection between two components, in particular metallic components, by means of a connecting element according to the invention. This device has a possibility to allow during the depression of a rotational movement of the connecting element about its longitudinal axis.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features mentioned above in the description and
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Feature combinations as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are not only in the respectively indicated combination but also in others
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnung zeigt in: eine erste Ausführungsform eines Verbindungselements zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen, welches einen Nagelkopf und einen mit einem Gewinde versehenen Nagelschaft aufweist; eine weitere Ausführungsform des Verbindungselements, wobei das Gewinde eine andere Steigung als im ersten Ausführungsbeispiel aufweist; Combinations or alone, without departing from the scope of the invention. The drawing shows in: a first embodiment of a connecting element for connecting at least two components, which has a nail head and a threaded nail shank; a further embodiment of the connecting element, wherein the thread has a different pitch than in the first embodiment;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Verbindungselements, wobei dieses wiederum eine andere Gewindesteigung als die vorhergehenden Fig. 3 shows a further embodiment of a connecting element, which in turn has a different thread pitch than the preceding
Ausführungsbeispiele aufweist; und in Embodiments has; and in
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht einer Fügeverbindung, welche zwei Fig. 4 is a schematic perspective view of a joint connection, which two
Bleche umfasst, die mittels eines der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Verbindungselemente miteinander verbunden worden sind. Includes sheets which have been joined together by means of one of the connecting elements shown in Figures 1 to 3.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen In the figures, the same or functionally identical elements are the same
Bezugszeichen versehen. Provided with reference numerals.
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbindungselements 10 zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen, insbesondere von Blechen, ist in einer Perspektivansicht in Fig. 1 gezeigt. Das Verbindungselement 10 umfasst einen Nagelkopf 12 und einen Nagelschaft 14. Der Nagelschaft 14 umfasst ein Gewinde 16 und an seinem vom A first exemplary embodiment of a connecting element 10 for connecting at least two components, in particular sheets, is shown in a perspective view in FIG. 1. The connecting element 10 comprises a nail head 12 and a nail shank 14. The nail shank 14 comprises a thread 16 and at its from
Nagelkopf 12 abgewandten Ende eine Nagelspitze 18. Nail head 12 remote end of a nail tip 18th
In den Figuren 2 und 3 sind weitere Ausführungsformen des Verbindungselements 10 gezeigt, wobei sich diese Ausführungsformen insbesondere im Hinblick auf die jeweiligen Steigungen der Gewinde 16 am Nagelschaft 14 voneinander unterscheiden. Je nach miteinander zu verbindenden Bauteilen und deren Eigenschaften kann eine größere oder kleinere Steigung des Gewindes 16 vorteilhaft sein. Vorzugsweise wird daher immer dasjenige Verbindungselement 10 ausgewählt, bei welchem die Gewindesteigung am besten an die aneinander zu fügende Bauteilpaarung angepasst ist. Neben der Gewindesteigung, welche vorzugsweise zwischen 5 und 50 mm variiert werden kann, ist ein weiterer Einflussfaktor auf die Festigkeit der hergestellten FIGS. 2 and 3 show further embodiments of the connecting element 10, wherein these embodiments differ from one another, in particular with regard to the respective pitches of the threads 16 on the nail shank 14. Depending on the components to be joined together and their properties, a greater or smaller pitch of the thread 16 may be advantageous. Preferably, therefore, that connecting element 10 is always selected in which the thread pitch is best adapted to the component pairing to be joined. In addition to the thread pitch, which can be varied preferably between 5 and 50 mm, another factor influencing the strength of the produced
Verbindung die Ganganzahl, die hier vorzugsweise zwischen 3 und 5 variiert werden kann. Connection the number of gears, which can be varied here preferably between 3 and 5.
Die unterschiedlichen Verbindungselemente 10 können beispielsweise aus Stahl bestehen. Andere Materialien, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium, Messing, Keramik oder auch faserverstärkte Kunststoffe sind ebenfalls möglich. Darüber hinaus können die Verbindungselemente 10, beispielsweise im Bereich des Nagelschafts 14 oder auch an anderen Stellen beschichtet sein. Vorzugsweise sind die The different connecting elements 10 may for example consist of steel. Other materials, such as aluminum, magnesium, brass, ceramic or fiber-reinforced plastics are also possible. In addition, the connecting elements 10, for example, be coated in the area of the nail shaft 14 or at other locations. Preferably, the
Verbindungselemente 10 einteilig bzw. einstückig ausgebildet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Nagelkopf 12 einerseits und den Nagelschaft 14 andererseits aus zwei Teilen unterschiedlicher Härte, die anschließend miteinander verbunden werden, herzustellen. Connecting elements 10 integrally formed or one piece. In principle, however, it is also possible, the nail head 12 on the one hand and the nail shank 14 on the other hand of two parts of different hardness, which are then connected together to produce.
In Fig. 4 ist eine Fügeverbindung 20 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt. Die Fügeverbindung 20 umfasst zwei Bleche 22, 24, welche mittels einem der zuvor beschriebenen Verbindungselemente 10 miteinander verbunden worden sind. FIG. 4 shows a joint 20 in a schematic perspective view. The joining connection 20 comprises two sheets 22, 24, which have been connected to one another by means of one of the connecting elements 10 described above.
Um die beiden Bleche 22, 24 miteinander zu verbinden, werden diese wie vorliegend dargestellt übereinander bzw. aneinander angeordnet. Anschließend wird das In order to connect the two sheets 22, 24 with each other, they are arranged one above the other as shown here. Subsequently, the
Verbindungselement 10 mit seiner Nagelspitze 18 auf das obere der beiden Bleche 22 aufgesetzt und danach rein in axialer Belastung des Verbindungselements 10, also in Längsrichtung des Nagelschafts 14, belastet. Aufgrund des am Nagelschaft 14 Connecting element 10 is placed with its nail tip 18 on the upper of the two sheets 22 and then purely in the axial load of the connecting element 10, ie in the longitudinal direction of the nail shaft 14 loaded. Due to the nail shaft 14
vorgesehenen Gewindes 16 dreht sich der Nagelschaft 14 passiv in die beiden Bleche 22, 24 hinein, also ohne dass ein Drehmoment auf das Verbindungselement 10 aufgebracht werden muss. provided thread 16, the nail shank 14 rotates passively into the two plates 22, 24 into it, so without a torque on the connecting element 10 must be applied.
Im Gegensatz zu der Herstellung einer Schraubverbindung muss also kein Drehmoment am Verbindungselement 10 aufgebracht werden. Stattdessen wird das In contrast to the production of a screw so no torque on the connecting element 10 must be applied. Instead, that will
Verbindungselement 10 an seinem Nagelkopf 12 wie beim Eintreiben herkömmlicher Nägel lediglich in axialer Richtung belastet. Zunächst wird dabei die Spitze 18 in die beiden Bleche 22, 24 eingetrieben. Sobald die nicht näher bezeichneten Gewindegänge des Gewindes 16 in Eingriff mit dem oberen der beiden Bleche 22, 24 gelangen, dreht sich das Verbindungselement 10 selbstständig in die beiden Bleche 22, 24 hinein, wird also quasi passiv in Rotation versetzt. Durch das Gewinde 16 werden Hinterschnitte wie beim Schrauben erzeugt, wodurch eine besonders hohe Haltekraft zwischen den beiden Blechen 22, 24 realisiert werden kann. Connecting element 10 loaded on its nail head 12 as in the driving of conventional nails only in the axial direction. First, while the tip 18 is driven into the two plates 22, 24. Once the unspecified threads of the thread 16 engage the upper of the two plates 22, 24, the connecting element 10 rotates independently in the two sheets 22, 24 into it, so it is quasi passively rotated. Through the thread 16 undercuts are like produced during the screw, whereby a particularly high holding force between the two sheets 22, 24 can be realized.
Dieser Hinterschnitt ist neben Ganganzahl und Steigung ein dritter entscheidender Parameter bei der Gestaltung des Verbindungselements 10. Er kann vorzugsweise im Bereich von 1 bis 8 mm2 variiert werden. In addition to the number of gears and the pitch, this undercut is a third decisive parameter in the design of the connecting element 10. It can preferably be varied in the range from 1 to 8 mm 2 .
Bei den nach dem Stand der Technik vorgesehenen Verbindungselementen wird die Haltekraft der durch sie hergestellten Verbindungen durch eine Kombination aus Kraft- und Formschluss erreicht. Die hier dargestellten Verbindungselemente 10 erreichen dadurch eine höhere Haltekraft, dass die durch sie hergestellte Bauteilverbindung im Vergleich dazu einen deutlich erhöhten Anteil an Formschluss aufweist. In the prior art provided fasteners, the holding force of the compounds produced by them is achieved by a combination of force and positive engagement. The connecting elements 10 shown here thereby achieve a higher holding force, that the component connection produced by them has a significantly increased proportion of positive engagement in comparison thereto.
Vorzugsweise wird der Nagelschaft 14 des Verbindungselements 10 ohne ein vorheriges Lochen der beiden Blechen 22, 24 durch diese hindurchgetrieben. Vor dem Preferably, the nail shank 14 of the connecting element 10 is driven therethrough without a prior perforation of the two sheets 22, 24. Before the
Hindurchtreiben des Nagelschafts 14 durch die beiden Bleche 22, 24 kann zwischen die beiden Blechen 22, 24 ein hier nicht näher dargestellter Klebstoff eingebracht werden. Zum einen können die beiden Bleche 22, 24 dadurch in einer wunschgemäßen Position aneinander fixiert werden. Zum anderen kann der Klebstoff, welcher zwischen die beiden Bleche 22, 24 eingebracht worden ist, auch dazu beitragen, eine besonders stabile Fügeverbindung herzustellen. Hindust rubbing of the nail shaft 14 through the two plates 22, 24 can be introduced between the two sheets 22, 24 a not shown here adhesive. On the one hand, the two sheets 22, 24 can thereby be fixed to one another in a desired position. On the other hand, the adhesive, which has been introduced between the two sheets 22, 24, also help to produce a particularly stable joint.
Vorzugsweise wird das Verbindungselement 10 mittels eines hier nicht gezeigten Preferably, the connecting element 10 by means of a not shown here
Setzgeräts in die beiden Bleche 22, 24 eingetrieben. Dabei wird der Nagelschaft 14 relativ langsam eingedrückt, indem dieser nur axial belastet wird, wobei sich aufgrund des Gewindes 16 der Nagelschaft 14 in der bereits erläuterten Weise passiv in die beiden Bleche 22, 24 hineindreht. Setting device in the two plates 22, 24 driven. In this case, the nail shank 14 is pressed in relatively slowly, by being loaded only axially, whereby due to the thread 16 of the nail shank 14 in the already explained manner passively rotates into the two plates 22, 24.
Das Eintreiben erfolgt dabei möglichst automatisiert, so dass das Verbindungsverfahren in einer Serienfertigung, beispielsweise beim Verbinden von Karosseriebauteilen, verwendet werden kann. The driving is carried out as automated as possible, so that the connection method in a series production, for example when connecting body parts, can be used.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine hier nicht näher dargestellte Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, die in einem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen ähnlich einer zu der bisher für das Eintreiben von Nägeln 10 in Blechbauteile 22,24 mit hoher Geschwindigkeit verwendeten Vorrichtung ausgeführt sein kann, siehe zum Beispiel die in der DE 10 2007 033 126 B4 vorgestellte Vorrichtung. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung auch als Roboter ausgestaltet sein, welcher dazu vorgesehen ist, Verbindungselemente 10 mit entsprechend langsamerer The invention further comprises a device, not shown here, for carrying out the method, which in one exemplary embodiment may be substantially similar to a device previously used for driving nails 10 into sheet metal components 22, 24 at high speed, see for example FIGS in DE 10 2007 033 126 B4 presented device. In another Embodiment, the device may also be designed as a robot, which is intended to fasteners 10 with a correspondingly slower
Geschwindigkeit in die Bauteile 22,24 einzudrücken. Speed in the components 22,24 depress.
Darüber hinaus weist die Vorrichtung hier jedoch noch Mittel auf, um eine Drehbewegung des Verbindungselements 10 um seine Längsachse auszugleichen. Als ein solches Mittel kann beispielsweise eine Lagerung vorgesehen werden, die eine Ausgleichs- Drehbewegung der kompletten Vorrichtung oder von Teilen der Vorrichtung erlaubt. In addition, however, the device here still has means to compensate for a rotational movement of the connecting element 10 about its longitudinal axis. As such a means, for example, a storage can be provided which allows a compensatory rotational movement of the entire device or parts of the device.
Alternativ kann der Treiberkolben bzw. der Eindrückstempel, der beim Eintreiben bzw. Eindrücken in Anlage mit dem Kopf des Verbindungselements 10 steht, so ausgeführt sein, dass sich das Verbindungselement 10 frei drehen kann, beispielsweise durch eine gezielte Einstellung der Reibwerte der Oberfläche des Kolbens oder Stempels. Diese kann dabei beispielsweise besonders behandelt oder beschichtet sein. Umgekehrt kann auch die Stirnfläche des Kopfes einen entsprechend angepassten Reibwert aufweisen, um eine relative Drehung zuzulassen. Als dritte Alternative können entweder der Alternatively, the driver piston or the indenting punch, which is in abutment with the head of the connecting element 10 during driving or pushing in, can be designed such that the connecting element 10 can rotate freely, for example by a specific adjustment of the friction values of the surface of the piston or stamp. This can for example be specially treated or coated. Conversely, the end face of the head can also have a correspondingly adapted coefficient of friction in order to allow relative rotation. As a third alternative, either the
Treiberkolben bzw. der Eindrückstempel oder der Kopf des Verbindungselements eine spezielle Geometrie aufweisen. Driver piston or the punch or the head of the connecting element have a special geometry.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die oben dargestellten Ausführungsbeispiele. The invention is not limited to the exemplary embodiments presented above.
Neben der oben dargestellten Verbindung von Blechbauteilen sind das In addition to the above connection of sheet metal components are the
Verbindungselement, das Verfahren sowie die Vorrichtung genauso geeignet, um andere, insbesondere metallische Bauteile miteinander zu verbinden, beispielsweise Connecting element, the method and the device just as suitable to connect other, especially metallic components together, for example
Strangpressprofile, oder Bauteile, die durch ein Gußverfahren hergestellt wurden. Extruded profiles, or components that were produced by a casting process.
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