DE102011104971A1

DE102011104971A1 - Einteiliges Funktionselement in der Form eines hohlen Nietelements

Info

Publication number: DE102011104971A1
Application number: DE102011104971A
Authority: DE
Inventors: Bernd Müller
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Ein einteiliges hohles Funktionselement in der Form eines Nietelement mit einem hohlen Körperteil, der erste und zweite Stirnseiten sowie eine Längsachse aufweist, mit einem ersten Nietabschnitt an der ersten Stirnseite und mit einem zweiten Nietabschnitt an der zweiten Stirnseite, wobei der erste Nietabschnitt von einer ersten Blechanlagefläche und der zweite Nietabschnitt von einer zweiten Blechanlagefläche umgeben ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Nietelement in Bezug auf einer senkrecht zur Längsachse und durch die Mitte des Körperteils verlaufenden Ebene symmetrisch ausgebildet ist, wobei die beiden Nietabschnitte gleich ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein einteiliges Funktionselement in der Form eines hohlen Nietelements.
Funktionselemente in der Form von Nietelementen sind in vielfacher Form bekannt, dazu gehören zum Beispiel das gut bekannte RND-Nietelement und das ebenfalls gut bekannte RSN-Nietelement der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG.
In der industriellen Fertigung von Blechteilen im Allgemeinen und insbesondere Autoteilen werden solche Nietelemente mittels eines sogenannten Förder- und Sortiergeräts über einzelne Führungsleitungen in einer vorgegebener Ausrichtung zu Setzköpfen transportiert. Solche Förder- und Sortiergeräte sind in der Praxis bestens bekannt, ein Beispiel ist in der EP-A-0864396 beschrieben.
In einem solchen Förder- und Sortiergerät liegen die Nietelemente zunächst als lose Schüttung unorientiert in einem Behälter des Förder- und Sortiergeräts vor. Sie werden mittels einer Fördereinrichtung zu Setzköpfen mittels einer Fördereinrichtung aus dem Behälter entnommen und durchlaufen dann unter Schwerkraft eine Ausrichtstrecke an der sie verschiedene Ausrichthilfen passieren müssen, um positionsgerecht ausgerichtet zu einer Führung bzw. Führungsleitung zu gelangen, die zu einem Setzkopf führt. Nietelemente, die die erwünschte Ausrichtung nicht haben, werden von den Ausrichthilfen abgewiesen und fallen von der Ausrichtstrecke wieder in den Behälter zurück.
Es ist bekannt, dass etwa 20% der von dem Fördermittel auf die Ausrichtstrecke aufgegebenen Nietelemente zu der Führung bzw. zu der Führungsleitung gelangen und somit etwa 80% in den Behälter zurückfallen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den Prozentsatz der zu der Führung bzw. zu der Führungsleitung durchgelassenen Nietelemente in etwa zu verdoppeln.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß ein einteiliges Funktionselement in der Form eines Nietelements vorgesehen, das mit einem hohlen Körperteil, der erste und zweite Stirnseiten sowie eine Längsachse aufweist, mit einem ersten Nietabschnitt an der ersten Stirnseite und mit einem zweiten Nietabschnitt an der zweiten Stirnseite vorgesehen ist, wobei der erste Nietabschnitt von einer ersten Blechanlagefläche und der zweite Nietabschnitt von einer zweiten Blechanlagefläche umgeben ist und wobei das Nietelement sich dadurch auszeichnet, dass es in Bezug auf einer senkrecht zur Längsachse und durch die Mitte des Körperteils verlaufenden Ebene symmetrisch ausgebildet ist, wobei die beiden Nietabschnitte gleich ausgebildet sind.
Das Funktionselement verfügt somit über zwei Nietabschnitte, wovon nur ein Nietabschnitt für die Verbindung zu einem Blechteil benötigt ist und der andere sozusagen redundant ist. Durch das Vorsehen von zwei Nietabschnitten und durch die symmetrische Ausbildung des Nietelements wird aber die Wahrscheinlichkeit, dass das Nietelement im Förder- und Sortiergerät die Ausrichtstrecke mit der richtigen Orientierung durchläuft, verdoppelt. Dies bedeutet, dass das Förder- und Sortiergerät für eine erwünschte Abgabeleistung kleiner gebaut werden kann oder dass die Anzahl der an einem Gerät angeschlossenen Führungen bzw. Führungsleitungen verdoppelt werden kann, was zum Beispiel bei größeren Pressen, bei denen mehrere Setzköpfe in einem Presswerkzeug untergebracht sind, von großem Vorteil ist.
An dieser Stelle soll kurz darauf hingewiesen werden, dass einteilige Nietelemente mit zwei Nietabschnitten an sich bekannt sind, wie in der EP-B-1068458 beschrieben ist. Dort sind die Nietelemente zur Anwendung als ein Abstandshalter zwischen zwei Blechteilen oder entgegengesetzten Seiten eines durch Blechmaterial gebildeten Hohlraums vorgesehen. Für den Fall, dass die Elemente symmetrisch ausgebildet sind, sind sie mehrteilig ausgeführt. Die einteiligen Ausführungsformen haben aber unterschiedliche Ausbildungen im Bereich der beiden Nietabschnitte und sind somit nicht symmetrisch zu einer Mittelebene senkrecht zur mittleren Längsachse des Nietelements. Sie werden also die erfindungsgemäße Aufgabe nicht lösen. Auch die symmetrisch ausgebildeten mehrteiligen Ausführungen werden die erfindungsgemäße Aufgabe nicht lösen können, da sie bedingt durch die Länge stets umkippen und somit nicht besser ausrichtbar sind wie herkömmliche Nietelemente mit nur einem Nietabschnitt.
Im Gegensatz zu solchen symmetrischen mehrteiligen oder einteiligen Nietelementen aus der EP-B-1068458 sind die erfindungsgemäßen Nietelemente so ausgelegt, dass sie eine stabile Lage mit dem einen oder dem anderen Nietabschnitt unten annehmen.
Diese stabile Lage wird dann angenommen, wenn das Element in einem Sortier- und Fördergerät aus einer losen Schüttung entnommen wird und auf eine Führung fällt, die das Element an einer der Blechanlageflächen abstützt, während der eine oder der andere Nietabschnitt nach oben und der jeweils andere Nietabschnitt nach unten weist.
Der Schwerpunkt des Nietelements liegt in der Mitte des Körperteils auf der Längsachse und die Abmessungen des Körperteils und der Nietabschnitte sind so gewählt, dass, wenn das Nietelement auf eine ebene horizontale Fläche fällt, es mit einer Wahrscheinlichkeit grösser als 90% vorzugsweise grösser als 95% eine von vier möglichen Stellungen annimmt nämlich:

a) auf der freien Stirnseite des ersten Nietabschnitts stehend,
b) auf der freien Stirnseite des zweiten Nietabschnitts stehend,
c) auf einem Kantenbereich des Körperteils benachbart zur ersten Blechauflagefläche und auf einem Punkt am freien Stirnende des ersten Nietabschnitts geneigt stehend,
d) auf einem Kantenbereich des Körperteils benachbart zur zweiten Blechauflagefläche und auf einem Punkt am freien Stirnende des zweiten Nietabschnitts geneigt stehend,

Das Verhältnis der Gesamtlänge des Nietelements zu der äußeren Querabmessung des Körperteils beträgt vorzugsweise maximal 1,5, insbesondere weniger als 1,4 und speziell weniger als 1,2.
Besonders günstig ist es, wenn der Körperteil des Nietelements eine ballige Außenform aufweist. Diese Ausbildung macht es wahrscheinlicher, dass das Nietelement eine Position nach c) oder d) oben annimmt und leicht zu fertigen ist.
Ferner können Verdrehsicherungsmerkmale an den Blechauflageflächen und/oder an den Nietabschnitten und/oder an den Begrenzungsflächen von etwaigen innerhalb der Blechanlageflächen und um die Nietabschnitte vorgesehenen Ringvertiefungen vorgesehen werden, wobei die Verdrehsicherungsmerkmale die Form von lokalen Erhöhungen des Materials des Nietelements und/oder lokalen Vertiefungen des Materials des Nietelements aufweisen.
Wenn solche Ringvertiefungen vorgesehen sind, können Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Verdrehsicherungsrippen vorgesehen werden, welche die um die Nietabschnitte herum angeordneten Ringvertiefungen überbrücken.
Das Vorsehen von Verdrehsicherungsmerkmalen ist somit durchaus möglich, ohne den erfindungsgemäß erwünschten Effekt zu verhindern.
Schließlich wird das Nietelement vorzugsweise mit einem Gewindezylinder innerhalb des hohlen Körperteils versehen, wobei die rohrförmigen Nietabschnitte jeweils einen zylindrischen Innenraum aufweisen mit einem Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Gewindezylinders.
Das hohle Nietelement kann aber auch mit einer glatten Bohrung im Körperteil versehen werden, die ebenso wie der oben erwähnte Gewindezylinder konzentrisch zur mittleren Längsachse verläuft. Diese glatte Bohrung kann als Lagerung dienen oder zur Aufnahme einer Gewinde formenden oder schneidenden Schraube ausgelegt sein.
Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert anhand von einem Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Nietelements,
2 eine Draufsicht auf die Hälfte des Elements gemäß 1 von einer Stirnseite oder der anderen Stirnseite gesehen,
3 eine Seitenansicht des Nietelements der 1 und 2 teilweise in Längsschnitt gesehen und
4 das Nietelement der 1 bis 3 auf einem Blechteil vernietet.
Bezug nehmend auf die 1 bis 4 wird ein einteiliges, hohles Funktionselement 10 in der Form eines Nietelements gezeigt mit einem hohlen Körperteil 12, der erste und zweite Stirnseiten 14, 16 sowie eine Längsachse 18 aufweist, und ferner mit einem ersten Nietabschnitt 20 an der ersten Stirnseite 14 und mit einem zweiten Nietabschnitt 22 an der zweiten Stirnseite 16 versehen ist, wobei der erste Nietabschnitt 20 von einer ersten Blechanlagefläche 24 und der zweite Nietabschnitt 22 von einer zweiten Blechanlagefläche 26 umgeben ist. Das Nietelement 10 zeichnet sich dadurch aus, dass in Bezug auf einer senkrecht zur Längsachse 18 und durch die Mitte des Körperteils 12 verlaufenden Ebene E (3) es symmetrisch ausgebildet ist, wobei die beiden Nietabschnitte 20, 22 und die beiden Stirnseiten 24, 26 gleich ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung kann das Nietelement 10 eine stabile Lage mit dem einen oder anderen Nietabschnitt 20, 22 unten annehmen. Konkreter gesagt ist das einteilige Nietelement 10 so ausgebildet, dass der Schwerpunkt des Nietelements in der Mitte des Körperteils bei 30 auf der Längsachse liegt und die Abmessungen des Körperteils 12 und der Nietabschnitte 20, 22 so gewählt sind, dass, wenn das Nietelement auf einer Ebene mit horizontaler Fläche fällt, es mit einer Wahrscheinlichkeit größer als 90%, vorzugsweise größer als 95% eine von vier möglichen Stellungen annimmt, nämlich a) auf der freien Stirnseite 23 des ersten Nietabschnitts 20 stehend, b) auf der freien Stirnseite 25 des zweiten Nietabschnitts 22 stehend, c) auf einem Kantenbereich 13 des Körperteils 12 benachbart zur ersten Blechauflagefläche 24 und auf einem Punkt am freien Stirnende 23 des ersten Nietabschnitts 20 geneigt stehend, d) auf einem Kantenbereich 15 des Körperteils 12 benachbart zur zweiten Blechauflagefläche 26 und auf einem Punkt am freien Stirnende 25 des zweiten Nietabschnitts 22 geneigt stehend, wobei in den Fällen c) und d) die Winkelstellung des Nietelements 10 um die Längsachse 18 herum unerheblich ist, d. h. alle geneigten Winkelstellungen gleichwertig sind.
Man sieht aus der 3, dass die Gesamtlänge L des Nietelements in Richtung der Längsachse 18 ein Verhältnis zu der Außen- und Querabmessung D des Körperteils 12 von 1:1 aufweist. Eine solche Ausbildung erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das Nietelement 10 positionsgerecht der Führung bzw. Führungsleitung zugeführt wird.
Man sieht ferner insbesondere aus der 3, dass der Körperteil 12 eine ballige Außenform 32 aufweist.
Man sieht ferner insbesondere aus den 1 und 2, dass hier Verdrehsicherungsmerkmale vorgesehen sind, und zwar in der Form von Rippen 33, die Vertiefungen 34, 36 überbrücken, die innerhalb der Blechanlageflächen 24, 26 und um die Nietabschnitte 20, 22 herum vorgesehen sind. Solche Verdrehsicherungsmerkmale 33 können aber auch an den ringförmigen Blechanlageflächen 24, 26 und/oder an den Nietabschnitten 20, 22 vorgesehen werden. Man sieht ferner aus der 3, dass ein Gewindezylinder 38 innerhalb des hohlen Körperteils 12 vorgesehen ist und dass die rohrförmigen Nietabschnitte 20, 22 jeweils einen zylindrischen Innenraum 40 und 42 mit einem Durchmesser d (1) größer als der Außendurchmesser des Gewindezylinders 38 versehen sind. Das in den 1 bis 4 gezeigte Nietelement ist einem sogenannten RND-Element ähnlich, weicht aber von diesem in mehreren Punkten ab. Zunächst ist der Gewindezylinder 38 beschränkt auf das Innere des Körperteils 12, zum zweiten sind zwei Nietabschnitte 20, 22 vorgesehen, wie auch zwei Ringvertiefungen 34, 36 um die Nietabschnitte 20, 22 herum und Verdrehsicherungsrippen 33, die die Ringvertiefungen 34, 36 überbrücken. Bei einem herkömmlichen RND-Element wird die eine Stirnseite des Körperteils außerhalb eines mittleren Vorsprungs als getriebene Fläche benutzt, d. h. mittels eines Setzkopfs wird dort eine Kraft ausgeübt, um das Nietelement 10 in dem Blechteil 44 (4) zu pressen, während von der anderen Seite eine Nietmatrize (nicht gezeigt) den der getriebenen Fläche abgewandten Nietabschnitt 22 zu einem Nietbördel 22' ausbildet. In diesem Beispiel dient die eine Blechauflagefläche 26 als Blechauflagefläche und die andere Blechauflagefläche 24 (je nachdem, in welche Richtung das Nietelement fällt) als getriebene Fläche. Das Ergebnis der Vernietung mit dem Blechteil 44 ist in der 4 gezeigt, wobei dort der Nietabschnitt 22 zu einem Nietbördel 22' durch die (nicht gezeigte) Matrize geformt ist.
Es soll noch darauf hingewiesen werden, dass die Ringvertiefungen 34, 36 nicht zwangsläufig vorgesehen sind, sie können weggelassen werden und die Blechauflageflächen 24 und 26 gehen dann direkt in die jeweiligen Nietabschnitten 20, 22 (mit einem kleinen Radius an den Nietabschnitten 20, 22) über. Der Durchmesser des Körperteils 12 kann auch reduziert werden, wodurch das Element dann die Form eines RSN-Elements mit zwei Nietabschnitten annimmt. Dabei können die Verdrehsicherungsmerkmale 33 an den Blechauflageflächen und/oder an den Nietabschnitten ausgebildet werden. Ein RSN-Element ist beispielsweise im europäischen Patent EP-B-0539793 gezeigt und eine mögliche Ausbildung der Verdrehsicherungsrippen dort gezeigt. Ein RND-Element ist im europäischen Patent EP-B-1116891 beansprucht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0864396 A [0003]
EP 1068458 B [0009, 0010]
EP 0539793 B [0029]
EP 1116891 B [0029]

Claims

Einteiliges hohles Funktionselement (10) in der Form eines Nietelement mit einem hohlen Körperteil (12), der erste und zweite Stirnseiten (14, 16) sowie eine Längsachse (18) aufweist, mit einem ersten Nietabschnitt (20) an der ersten Stirnseite (14) und mit einem zweiten Nietabschnitt (22) an der zweiten Stirnseite (16), wobei der erste Nietabschnitt (20) von einer ersten Blechanlagefläche (24) und der zweite Nietabschnitt (22) von einer zweiten Blechanlagefläche (26) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Nietelement (10) in Bezug auf einer senkrecht zur Längsachse (18) und durch die Mitte des Körperteils (12) verlaufenden Ebene (E) symmetrisch ausgebildet ist, wobei die beiden Nietabschnitte (20, 22) gleich ausgebildet sind.
Einteiliges Nietelement nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine stabile Lage mit dem einen oder dem anderen Nietabschnitt (20, 22) unten annimmt.
Einteiliges Nietelement nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stabile Lage dann angenommen wird, wenn das Nietelement (10) in einem Sortier- und Fördergerät aus einer losen Schüttung entnommen und auf eine Führung fällt, die das Nietelement (10) an einer der Blechanlageflächen (24, 26) abstützt, während der eine oder der andere Nietabschnitt (20, 22) nach oben weist.
Einteiliges Nietelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (30) des Nietelements (10) in der Mitte des Körperteils (12) auf der Längsachse (18) liegt und die Abmessungen des Körperteils (12) und der Nietabschnitte (20, 22) so gewählt sind, dass, wenn das Nietelement auf eine ebene horizontale Fläche fällt, es mit einer Wahrscheinlichkeit grösser als 90% vorzugsweise grösser als 95% eine von vier möglichen Stellungen annimmt nämlich: a) auf der freien Stirnseite (23) des ersten Nietabschnitts (20) stehend, b) auf der freien Stirnseite (25) des zweiten Nietabschnitts (22) stehend, c) auf einem Kantenbereich (13) des Körperteils (12) benachbart zur ersten Blechauflagefläche (24) und auf einem Punkt am freien Stirnende (23) des ersten Nietabschnitts (22) geneigt stehend, d) auf einem Kantenbereich (15) des Körperteils (12) benachbart zur zweiten Blechauflagefläche (26) und auf einem Punkt am freien Stirnende (25) des zweiten Nietabschnitts (22) geneigt stehend, wobei in den Fällen c) und d) die Winkelstellung des Nietelements (10) um die Längsachse herum unerheblich ist, d. h. alle geneigten Winkelstellungen gleichwertig sind.
Einteiliges Nietelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Gesamtlänge (L) des Nietelements zu der äußeren Querabmessung (D) des Körperteils maximal 1,5 beträgt.
Einteiliges Nietelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verhältnis weniger als 1,4 und vorzugsweise weniger als 1,2 beträgt.
Einteiliges Nietelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperteil (10) eine ballige Außenform (32) aufweist.
Einteiliges Nietelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Verdrehsicherungsmerkmale (33) an den Blechauflageflächen (24, 26) und/oder an den Nietabschnitten (20, 22) und/oder an den Begrenzungsflächen von etwaigen innerhalb der Blechanlageflächen und um die Nietabschnitten vorgesehenen Ringvertiefungen (34, 36) aufweist, wobei die Verdrehsicherungsmerkmale die Form von lokalen Erhöhungen des Materials des Nietelements und/oder lokalen Vertiefungen des Materials des Nietelements aufweisen.
Einteiliges Nietelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Verdrehsicherungsmerkmale (33) in Form von Verdrehsicherungsrippen vorgesehen sind, welche die um die Nietabschnitte herum angeordneten Ringvertiefungen (34, 36) überbrücken.
Einteiliges Nietelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewindezylinder (38) innerhalb des hohlen Körperteils (12) vorgesehen ist, wobei die rohrförmigen Nietabschnitte (20, 22) jeweils einen zylindrischen Innenraum (40, 42) aufweisen mit einem Durchmesser (d) größer als der Außendurchmesser des Gewindezylinders (38).