WO2012019601A2 - Verfahren und vorrichtung zum setzen von spanlos selbstlochformenden verbindungselementen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum setzen von spanlos selbstlochformenden verbindungselementen Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for setting without cutting
  • the present invention relates to a corresponding device for setting a non-cutting
  • Spanlos self-perforating fasteners which are also referred to as F bayloch- drilling screws or -Veritatis shame, are increasingly preferred in the industry, since their use can be dispensed with pre-drilling and tapping and incurred during processing no chips.
  • Connecting element transferable heat energy is insufficient to soften a high-strength steel sheet accordingly.
  • Connecting element should be set by electrical
  • Heating is performed by an induction coil, which is placed near a location on the sheet or plates on which the connecting element is placed.
  • the present object can be achieved by a device for setting a non-cutting self-hole connecting element in one or more sheets, which is provided with an induction coil, at least before and / or during the setting process in the vicinity of the point on or the sheets is arranged, on which the connecting element is to be set.
  • the induction coil is arranged concentrically to the location on the sheet or plates on which the connecting element is to be set.
  • the induction coil has a central opening and remains during the setting process above the or sheets and the
  • Connecting element is set through this central opening of the induction coil.
  • Fig. 1 shows an inventive device for setting without cutting
  • FIG. 2 shows the device of FIG. 1 from the side
  • FIG. 3 shows detail A of FIG. 1; FIG. and
  • FIG. 4 shows the detail B of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for setting a chipless
  • Device 10 comprises a holder 12, which carries a screwdriver 14 in the manner of a drill press.
  • the screwdriver engages with his screwdriver
  • Connecting element 16 in this case a non-cutting self-tapping screw, that is, a connecting element 16 with self-perforating drill bit and
  • the connecting element 16 in two Sheets 18, 20 are placed, which are arranged on a support 22 with a recess 24 under the point at which the connecting element 16 is to be set.
  • annular induction coil 26 above the recess 24 and above the two sheets 18, 20 are arranged.
  • Induction coil 26 in this case has a central opening which is arranged concentrically to the point at which the connecting element 16 is to be set.
  • the induction coil 26 is sufficiently long applied with an alternating current suitable frequency and voltage, so that the region of the sheets 18, 20 under the induction coil 26 and thus above the recess 24 is heated sufficiently.
  • the recess 24 provides on the one hand, the space available, which receives the part of the connecting element 16 which protrudes after setting down from the sheets 18, 20 and at the same time prevents heat dissipation
  • Steel grades are connected or equipped with non-cutting self-hole forming fasteners.
  • Connecting element 16 in two sheets 18, 20, the connecting element according to the invention can also be set only in a single sheet or in three or more sheets.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Verfahren zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen (16) wie Schrauben oder Blindnieten in ein oder mehrere Bleche, wobei das oder die Bleche kurz vor Beginn des Setzvorganges durch elektrische Energie erhitzt werden, wobei die Erhitzung über eine Induktionsspule (26) erfolgt, die in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement (16) gesetzt wird sowie Vorrichtung (10) zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes (16) in ein oder mehrere Bleche, mit einer Induktionsspule (26), die zumindest vor und/oder während des Setzvorganges in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet ist, an der das Verbindungselement (16) gesetzt wird.

Description

Beschreibung
Title of Invention: Verfahren und Vorrichtung zum Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen von spanlos
selbstlochformenden Verbindungselementen wie Schrauben oder Blindnieten in ein oder mehrere Bleche, wobei das oder die Bleche kurz vor Beginn des Setzvorganges mittels elektrischer Energie erhitzt werden. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Setzen eines spanlos
selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche.
[0002] Spanlos selbstlochformende Verbindungselemente, die auch als Fließloch- Bohrschrauben oder -Verbindungselemente bezeichnet werden, werden in der Industrie zunehmend bevorzugt eingesetzt, da bei ihrer Verwendung auf Vorbohren und Gewindeschneiden verzichtet werden kann und bei der Verarbeitung keine Späne anfallen.
Stand der Technik
[0003] Bisher konnten diese Verbindungselemente jedoch lediglich in Verbindung mit normalen Stahl- und Aluminiumblechen verwendet werden. Eine Verwendung in hochfesten Stahlblechen ohne Vorbohren schied aus, da die durch das
Verbindungselement übertragbare Wärmeenergie nicht ausreicht, um ein hochfestes Stahlblech entsprechend zu erweichen.
[0004] Zur Lösung dieses Problems hat der hierzu nächstgelegene Stand der Technik, die DE 196 34 417 AI, bereits vorgeschlagen, das Material des Bleches in das
Verbindungselement gesetzt werden soll, durch elektrische
[0005] Energie in Form eines Lichtbogens zwischen einem der Lochformung dienenden Werkzeug und dem Blech zu erhitzen.
[0006] Dieser Vorschlag hat aber erhebliche Nachteile, da die Stromdichte in der Bohrspitze des Lochformwerkzeugs stets wesentlich höher ist, als in dem großflächigen Blech. Dadurch erhitzt sich die Bohrspitze stärker als das Blech und die Bohrspitze wird stärker erweicht als das Blech, was im Sinne der hier vorliegenden Aufgabenstellung klar kontraproduktiv ist. Des weiteren kann die Spitze des Lochformwerkzeugs, deren Form für eine korrekte Lochformung von außerordentlich großer Bedeutung ist, durch den Lichtbogen und den damit verbundenen Kontaktabbrand beschädigt oder verformt werden, wodurch wiederum das Formen des Loches erheblich erschwert werden kann.
Darstellung der Erfindung [0007] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen in hochfeste Stahlbleche unmittelbar während des Erhitzens des Bleches und ohne den Einsatz eines separaten
Lochformwerkzeuges zu ermöglichen.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die
Erhitzung durch eine Induktionsspule erfolgt, die in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement gesetzt wird.
[0009] Ebenso kann die vorliegende Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche gelöst werden, die mit einer Induktionsspule versehen ist, die zumindest vor und/oder während des Setzvorganges in der Nähe der Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet ist, an der das Verbindungselement gesetzt werden soll.
[0010] Bevorzugt ist es dabei, wenn die Induktionsspule konzentrisch zu der Stelle auf dem oder den Blechen angeordnet wird, an der das Verbindungselement gesetzt werden soll.
[0011] Besonders bevorzugt ist es, wenn die Induktionsspule eine zentrale Öffnung aufweist und während des Setzvorganges oberhalb des oder Bleche verbleibt und das
Verbindungselement durch diese zentrale Öffnung der Induktionsspule hindurch gesetzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0012] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand des in den beiliegenden
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
[0013] Es zeigt:
[0014] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Setzen von spanlos
selbstlochformenden Verbindungselementen von vorne;
[0015] Fig. 2 die Vorrichtung der Figur 1 von der Seite;
[0016] Fig. 3 das Detail A der Figur 1 ; und
[0017] Fig. 4 das Detail B der Figur 1.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
[0018] Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Setzen eines spanlos
selbstlochformenden Verbindungselementes in ein oder mehrere Bleche. Die
Vorrichtung 10 umfasst dabei einen Halter 12, der nach Art einer Ständerbohrmaschine einen Schrauber 14 trägt. Der Schrauber trägt an seinem Schraubwerkzeug ein
Verbindungselement 16, in diesem Fall eine spanlos selbstlochformende Schraube, das heißt ein Verbindungselement 16 mit selbstlochformender Bohrspitze und
Außengewinde.
[0019] Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel soll das Verbindungselement 16 in zwei Bleche 18, 20 gesetzt werden, die auf einer Auflage 22 mit einer Ausnehmung 24 unter der Stelle, an der das Verbindungselement 16 gesetzt werden soll, angeordnet werden.
[0020] Erfindungsgemäß ist hier eine kreisringförmige Induktionsspule 26 oberhalb der Ausnehmung 24 und oberhalb der beiden Bleche 18, 20 angeordnet. Die
Induktionsspule 26 weist dabei eine zentrale Öffnung auf, die konzentrisch zu der Stelle angeordnet ist, an der das Verbindungselement 16 gesetzt werden soll.
[0021] Der Setzvorgang läuft erfindungsgemäß dann folgendermaßen ab:
[0022] Die Induktionsspule 26 wird hinreichend lange mit einem Wechselstrom geeigneter Frequenz und Spannung beaufschlagt, sodass der Bereich der Bleche 18, 20 unter der Induktionsspule 26 und damit oberhalb der Ausnehmung 24 hinreichend erhitzt wird.
[0023] Sodann wird das spanlos selbstlochbohrende Verbindungselement 16 wie beim
Setzen von spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen aus dem Stand der Technik bekannt an der jetzt erfindungsgemäß erhitzten Stelle in die beiden Bleche 18, 20 gesetzt.
[0024] Die Ausnehmung 24 stellt dabei einerseits den Raum zur Verfügung, der den Teil des Verbindungselementes 16 aufnimmt, der nach dem Setzen unten aus den Blechen 18, 20 heraus- und übersteht und verhindert gleichzeitig eine Wärmeabführung
beziehungsweise Kühlung der Bleche 18, 20 über die Auflage 22.
[0025] Erfindungsgemäß können nun auch Bleche 18, 20 aus wesentlich härteren
Stahlsorten mit spanlos selbstlochformenden Verbindungselementen verbunden beziehungsweise bestückt werden.
[0026] Anstelle des hier dargestellten Ausführungsbeispiels des Setzens des
Verbindungselementes 16 in zwei Bleche 18, 20 kann das Verbindungselement erfindungsgemäß auch lediglich in ein einzelnes Blech oder in drei oder mehr Bleche gesetzt werden.

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Setzen von spanlos selbstlochformenden
Verbindungselementen (16) wie Schrauben oder Blindnieten in ein oder mehrere Bleche (18, 20), wobei das oder die Bleche (18, 20) kurz vor Beginn des Setzvorganges durch elektrische Energie erhitzt werden, dadurchgekennzeichnet, dass die Erhitzung über eine Induktionsspule (26) erfolgt, die in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen (18, 20) angeordnet wird, an der das
Verbindungselement (16) gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (26) konzentrisch zu der Stelle auf dem oder den Blechen (18, 20) angeordnet wird, an der das Verbindungselement (16) gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d a s s die Induktionsspule (26) eine zentrale Öffnung aufweist und während des Setzvorganges oberhalb des oder der Bleche (18, 20) verbleibt, und das Verbindungselement (16) durch diese zentrale Öffnung der Induktionsspule (26) hindurch gesetzt wird.
Vorrichtung (10) zum Setzen eines spanlos selbstlochformenden Verbindungselementes (16) in ein oder mehrere Bleche (18, 20), dadurchgekennzeichnet, dass sie mit einer
Induktionsspule (26) versehen ist, die zumindest vor und/oder während des Setzvorganges in der Nähe einer Stelle auf dem oder den Blechen (18, 20) angeordnet ist, an der das Verbindungselement (16) gesetzt wird.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (26) zumindest vor und/oder während des Setzvorgangs konzentrisch zu der Stelle auf dem oder den Blechen (18, 20) angeordnet ist, an der das
Verbindungselement (16) gesetzt wird.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (26) eine zentrale Öffnung aufweist und so angeordnet ist, dass das Verbindungselement (16) beim Setzvorgang durch diese Öffnung hindurchtritt.
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