DE69216206T2

DE69216206T2 - Verfahren zum Anbringen eines Verbindungselementes auf eine Platte und Kombination einer Platte und wenigstens eines Verbindungselementes

Info

Publication number: DE69216206T2
Application number: DE69216206T
Authority: DE
Inventors: Jiri Babej; Rudolf R M Mueller
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2012-10-14
Also published as: US5251370A; KR930007570A; JPH05248423A; EP0539793A1; US5335411A; CA2081688A1; DE69216206D1; KR100249118B1; CA2081688C; EP0539793B1; ES2096002T3; JP3452203B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines Fügeelements an einer plastisch verformbaren Tafel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Zusammenbauteil aus einer plastisch verformbaren Tafel und zumindest einem Fügeelement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12. Die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 12 basieren auf dem aus der US-A-1 579 875 bekannten Stand der Technik.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft daher Verfahren zur permanenten Anbringung eines Fügeelements, wie beispielsweise einer Mutter oder einer Schraube, an einer Metalltafel sowie die Kombination einer Tafel mit zumindest einem Fügeelement. Das Verfahren dieser Erfindung ist besonders nützlich für Massenherstellungsanwendungen, wie sie beispielsweise in der Automobil- und Geräte- oder Zubehörindustrie verwendet werden, wo eine sichere Fügegliedinstallation in Metalltafeln erforderlich ist, die einen Bereich von Tafeldicken aufweisen. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Niettechnik, um ein Fügeelement bündig an einen Bereich von Tafeldicken aufweisenden Tafeln anzubringen.
Lochungsmuttern, wie sie beispielsweise im US-Patent Nr. 2 707 322 offenbart sind, sind in Massenherstellungsanwendungen, wie beispielsweise der Automobilindustrie, weit verbreitet. Jüngere Verbesserungen von Lochungsmuttern, wie sie beispielsweise im US-Patent Nr. 3 648 747 gezeigt sind, ergaben einen verbesserten Halt der Lochungsmutter in der Tafel, obwohl die ursprüngliche universelle Lochungsmutter in vielen Anwendungen eine bevorzugte Einrichtung bleibt. Bei beiden Typen von Lochungsmuttern können mehrere Muttern in einer Metallplatte oder -tafel installiert werden, wobei die Platte oder Tafel gleichzeitig in eine profilierte Form gebracht werden kann, wie beispielsweise eine Karosserietafel oder eine strukturelle Stütze eines Fahrzeugs.
Es sind unlängst Fügesysteme entwickelt worden, um sowohl männliche oder Steck- als auch weibliche oder Buchsenfügeelemente permanent in einer Tafel in Massenherstellungsanwendungen zu installieren, wie beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4 555 838 und 4 610 072 gezeigt. Das Fügeelement in derartigen Fügesystemen umfaßt einen röhrenförmigen oder ringförmigen Zylinderabschnitt, der mit der Tafel während der Installation vernietet wird. Der röhrenförmige Zylinderabschnitt kann dazu benutzt werden, einen Butzen aus der Tafel zu lochen, der im röhrenförmigen Zylinderabschnitt aufgenommen werden kann, wie im US-Patent Nr. 4,55,838 offenbart, oder es kann ein Stempel benutzt werden, umdie Tafel vorzulochen, wie es beispielsweise in den US-Patenten 4 711 021, 4 831 698 und 4 713 872 offenbart ist. Obwohl derartige Fügeglieder kommerziell erfolgreich gewesen sind, ist die Verwendung derartiger Fügeglieder in Massenherstellungsanwendungen in gewisser Weise durch den Bereich von Tafeldicken, die beispielsweise von der Automobilindustrie benutzt werden, und in bestimmten Anwendungen, die einen verbesserten Drehmomentwiderstand in dünnen Tafel erfordern, begrenzt gewesen.
In dem alten Vorschlag der US-A-1 579 875 aus dem Jahre 1924 wird eine kegelstumpfförmige Vertiefung in einer Tafel mit einer Öffnung am schmalen Ende der Vertiefung gebildet. Ein Mutterelement mit einer Nut um sein Zentrum herum wird durch die Öffnung hindurch eingesetzt, so daß ein Flansch an einem Ende des Elements auf dem kegelstumpfförmigen Abschnitt ruht. Die Anordnung wird dann unter Verwendung eines geeigneten Matrizengliedes gepreßt, so daß der kegelstumpfförmige Abschnitt der Mutter gegen den Körper der Mutter innerhalb der Nut zusammengezogen wird, welche Flachstellen zu Verdrehsicherungszwecken umfassen kann. In dieser Anordnung wird das Mutterelement nicht verformt, und der Eingriff der Tafel mit der Mutter ist nicht vollständig zufriedenstellend. Ein anderes ähnliches Mutterelement ist aus der JP-A-3028514 bekannt, in der die Mutter einen zylindrischen Vorsprung aufweist, der durch die Öffnung hindurch in eine kegelstumpfförmige Vertiefung in einer Tafel eingesetzt und anschließend umgebogen wird, um das Element in der Tafel festzuhalten. Es ist angegeben, daß dann, wenn der zylindrische Vorsprung umgebogen wird, Verformung und Beanspruchung oder Dehnung nicht lokal an der Metalltafel erzeugt werden.
Dieses Mutterelement- und Tafel-Zusammenbauteil ist auch nicht in der Lage, die strengen Anforderungen zu erfüllen, die für manche kritischen Anwendungen, wie beispielsweise Sitzgurtbefestigungen in Kraftfahrzeugen, erforderlich sind.
Es bleibt der Bedarf bestehen für ein universelles Fügesystem, das eine herkömmliche Installationswerkzeugbestückung benutzt, die für einen weiten Bereich von Tafeldicken verwendet werden kann und vorzugsweise einen verbesserten Drehmomentwiderstand aufweist; Das verbesserte Fügeglied- und Tafel-Zusammenbauteil muß außerdem eine gute Herausdrück- und Hindurchzieh-Festigkeit aufweisen und für Massenherstellungsanwendungen ausgelegt sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um diesen Bedarf zu befriedigen, wird ein Verfahren und ein Zusammenbauteil der eingangs genannten Art geschaffen, welche die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 12 aufweisen.
Das verbesserte Verfahren zum Anbringen eines Fügeelements an einer Tafel dieser Erfindung ist somit insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zur permanenten Installation von Fügeelementen in plastisch verformbaren Metalltafeln ausgebildet, die einen Bereich von Tafeldicken aufweisen, der in Massenherstellungsanwendungen, wie beispielsweise der Automobilindustrie, benutzt werden. Das Fügeelement kann ein weibliches Fügeelement, wie beispielsweise eine Mutter, oder ein männliches Fügeelement, wie beispielsweise ein Bolzen, eine Schraube oder dergleichen, sein. Das Fügeelement umfaßt einen im allgemeinen röhrenförmigen Zylinderabschnitt und umfaßt vorzugsweise einen Körperabschnitt mit einer Auflagefläche, die den röhrenförmigen Zylinderabschnitt umgibt.
Das Verfahren dieser Erfindung umfaßt den Schritt, daß ein sich durch die Tafel erstreckendes Loch ausgebildet wird, welches das Fügeelement aufnehmen soll. Das Verfahren umfaßt des weiteren den Schritt, daß die Tafel in einen im allgemeinen domförmigen oder kegelstumpfförmigen Abschnitt gezogen und plastisch verformt wird, der das Loch umgibt. Der Innendurchmesser des Lochs ist daher groß genug, um den röhrenförmigen Zylinderabschnitt des Fügeelements lose aufzunehmen. Das Verfahren umfaßt dann den Schritt, daß der röhrenförmige Zylinderabschnitt des Fügeelements durch das Tafelloch eingesetzt wird, vorzugsweise von benachbart dem Scheitel des kegelstumpfförmigen oder domförmigen Abschnitts aus, und das Verfahren umfaßt dann den Schritt, daß die Tafel in eine im allgemeinen ebene Form plastisch verformt wird, wodurch der Durchmesser des Lochs auf einen Durchmesser reduziert wird, der geringer als der äußere Durchmesser des röhrenförmigen Zylinderabschnitts ist. Die das Loch umgebende Tafel wird somit in den röhrenförmigen Zylinderabschnitt getrieben, wodurch das Drehmoment, das erforderlich ist, um das Fügeelement im Loch zu drehen, vergrößert wird. Schließlich umfaßt das Verfahren den Schritt, daß das freie Ende des Zylinderabschnitts radial nach außen plastisch verformt wird, wodurch eine mechanische Verzahnung zwischen der Tafel und dem Fügeelement gebildet wird.
In dem am meisten bevorzugten Verfahren dieser Erfindung wird das Tafelloch durch Stanzen der Tafel mit einem zylindrischen Stempel gebildet, während die Tafel auf einem Matrizenglied abgestützt wird. Die Tafel wird hierdurch gleichzeitig in das Matrizenglied gezogen und verformt sowie gestanzt, wodurch der dom- oder kegelstumpfförmige Abschnitt der das Loch umgebenden Tafel gebildet wird. Des weiteren wird in dem bevorzugten Verfahren dieser Erfindung der domförmige Abschnitt der Tafel verformt, indem die ringförmige Auflagefläche des Körperabschnitts des Fügeelements gegen die das Loch umgebende Tafel getrieben wird, wodurch die Tafel in eine im allgemeinen ebene Form verformt wird, wie beschrieben. Die Tafel kann auf einem zweiten Matrizenglied oder Matrizenkopf mit einer ringförmigen Nietfläche abgestützt werden, so daß die Tafel abgeflacht und das freie Ende des Zylinderabschnitts gleichzeitig radial nach außen verformt wird, wodurch die bevorzugte mechanische Verzahnung gebildet wird. In dem am meisten bevorzugten Verfahren dieser Erfindung verformt das zweite Matrizenglied weiter den radial verformten Zylinderabschnitt in Richtung der Auflagefläche des Körperabschnitts des Fügeelements, wodurch eine im wesentlichen bündige Installation des Fügeelements in der Tafel gebildet wird.
Die Erfindung umfaßt auch die Kombination aus einer Tafel und zumindest einem Fügeelement, wie in Anspruch 12 definiert. Eine derartige Kombination ist auch in einem fertiggestellten Produkt wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder einer Waschmaschine zu finden, das eine oder mehrere Tafeln enthält, die jeweils mit zumindest einem Fügeglied versehen sind.
Die Verformung des Materials der Tafel benachbart der Öffnung während des Einpassens des Fügegliedes bringt im allgemeinen Druckspannungen mit sich, die über der Elastizitätsgrenze des Tafelmaterials liegen. Sobald die plastische Verformung des Tafelmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung abgeschlossen ist. Hier ist eine permanente Rest-Druckspannung in dem das Loch und den röhrenförmigen Körperabschnitt des Fügegliedes umgebenden Tafelmaterial vorhanden, wobei diese Druckspannung typischerweise und vorzugsweise eben unterhalb der Elastizitätsgrenze liegt. Daruber hinaus übt der verformte Tafelabschnittauch eine Druckkraft auf das Fügeelement aus, wodurch in letzterem eine Druckspannung induziert wird.
Diese eingeschlossenen Druckspannungen sind ein guter Schutz gegen Ermüdungsrißbildung im Gebrauch. Darüber hinaus halten die Druckkräfte das Fügeelement während des Zusammenbaus mit einem zusammenwirkenden Fügeelement gegen Rotation unter aufgebrachtem Drehmoment fest. Sobald der Zusammenbau abgeschlossen ist, sichern hohe axiale Klemmkraftverluste, wie sie für gewöhnlich bei Fügeelementen vom Mutter- und Schrauben-Typ entstehen, das Zusammenbauteil, und die Reibung zwischen den axial eingeklemmten Flächen widersetzt sich jedem aufgebrachten Drehmoment, das die Benutzung der Tafelkomponente mit sich bringen kann.
Im allgemeinen liegt der radial verformte Abschnitt des Fügeelements bündig mit der einen Seitenfläche der Tafel, so daß diese Seitenfläche der Tafel bündig mit einer anderen Tafel liegen und gegen diese unter der axialen Klemmlast gepreßt werden kann, die durch ein zweites Fügeelement erzeugt wird, welches mit dem ersten zusammenwirkt. In einer relativ dünneren Tafel umfaßt die Tafel im allgemeinen einen kegelstumpfförmigen Rest-Abschnitt nach dem Einpassen des Fügeelements an der Tafel. Dieser kegelstumpfförmige Rest-Abschnitt gewährleistet eine hohe Scherfestigkeit der Verbindung zwischen der Tafel und der daran über das Fügeelement angebrachten Komponente. Bei einer relativ dickeren Tafel ist ein kegelstumpfförmiger Abschnitt nach dem Einpassen des Fügegliedes nicht länger vorhanden, jedoch gewährleistet die Rest- Druckspannung nichtsdestoweniger eine gute Scherfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Verbindung.
Der Drehmomentwiderstand des Fügeelements in der Tafel kann weiter verbessert werden, indem radial vorstehende Rippen auf dem Zylinderabschnitt vorgesehen werden, und das Verfahren dieser Erfindung ist in einzigartiger Weise dafür ausgelegt, einen verbesserten Drehmomentwiderstand mit derartigen Rippen zu schaffen. Wie beschrieben, ist der Innendurchmesser des Lochs am meisten bevorzugt geringer als der Außendurchmesser des röhrenförmigen Zylinderabschnitts, wenn die Tafel relativ flach ist. Somit wird der das Loch umgebende Tafelabschnitt in den Zylinderabschnitt getrieben, während die Tafel von einer allgemeinen Dom-Form zu einer allgemeinen ebenen Form verformt wird. Wenn der röhrenförmige Zylinderabschnitt radial vorstehende Rippen umfaßt, wird die Tafel in die Rippen getrieben, während die Tafel abgeflacht wird, und der röhrenförmige Zylinderabschnitt treibt die Rippen elastisch in die Tafel. Die resultierende Ringspannung oder radial gerichtete Beanspruchungs- oder Dehnungsenergie oder Formänderungsarbeit hat einen wesentlich verbesserten Drehmomentwiderstand zur Folge, was einen wichtigen Vorteil des Fügeelement- und Tafel-Zusammenbauteils dieser Erfindung darstellt. Der Drehmomentwiderstand kann auch verbessert werden, indem ein röhrenförmiger Schlitznietabschnitt verwendet wird, obwohl eine kontinuierliche Röhre vorgezogen wird.
Des weiteren kann das gleiche Fügeelement an Metalltafeln mit einem relativ weiten Bereich unterschiedlicher Tafeldikken unter Verwendung der gleichen oder einer ähnlichen Installationswerkzeugbestückung angebracht werden. Des weiteren kann der Zylinderabschnitt des Fügeelements bündig in der Tafel ohne eine wesentliche Erhebung oder Wulst installiert werden. Somit schafft das Installationsverfahren dieser Erfindung die vielen Vorteile, die die Ziele der Erfindung darstellen. Andere Vorteile und vortreffliche Merkmale des Verfahrens dieser Erfindung werden vollständiger aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen verständlich, von denen eine kurze Beschreibung folgt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht teilweise im Querschnitt einer Vorrichtung, die zum Bilden eines Lochs in einer Tafel und zum gleichzeitigen Bilden eines kegelstumpfförmigen Doms in der Tafel geeignet ist,
Fig. 1A-1E sind Tafeln varuerender Dicke, die durch die in Fig. 1 gezeigte Stanzvorrichtung gebildet werden,
Fig. 2 zeigt ein weibliches Fügeelement, das in dem Verfahren dieser Erfindung in eine Tafel aufgenommen wird,
Fig. 3 zeigt das Fügeelement und die Tafel von Fig. 2 während der Installation des Fügegliedes in der Tafel,
Fig. 4 veranschaulicht das Zusammenbauteil aus weiblichem Fügeelement und Tafel, das angebracht wird, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist,
Fig. 5 ist eine Seitenansicht teilweise im Querschnitt eines Zusammenbauteils aus weiblichem Fügeelement und Tafel ähnlich Fig. 4, außer daß eine dickere Tafel vorgesehen ist,
Fig. 6 und 7 veranschaulichen die Installation einer weiteren Ausführungsform eines weiblichen Fügeelements, das in einer relativ dünnen Tafel unter Verwendung einer Ausführungsform einer Installationsvorrichtung installiert wird,
Fig. 8 und 9 veranschaulichen die Installation einer Ausführungsform eines männlichen Fügeelements in einer Tafel unter Verwendung einer Installationsvorrichtung, die der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Installationsvorrichtung ähnelt,
Fig. 10 ist eine Endansicht der Ausführungsform des weiblichen Fügeelements, das in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist,
Fig. 11 und 13 sind Ansichten teilweise im Querschnitt eines weiblichen Fügeelements, einer Tafel und einer Installationsvorrichtung, welche die Installation des in Fig. 10 gezeigten weiblichen Fügeelements veranschaulichen,
Fig. 12 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Zwischenschritts bei der Installation des weiblichen Elements, wie es in den Fig. 11 und 13 gezeigt ist, und
Fig. 14 ist eine Teilquerschnittsansicht ähnlich den Fig. 6 und 71 welche die Verformung der Tafel während der Installation eines Fügeelements veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN INSTALLATIONSVERFAHREN DIESER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Stempelvorrichtung, die zum Stanzen und Formen einer Tafel gemäß dem Verfahren dieser Erfindung geeignet ist. Die Stempelvorrichtung umfaßt einen Stempel 20 mit einem Körperabschnitt 22 und einem Stempel- oder Stanzabschnitt 24. In der offenbarten Ausführungsform ist der Stempelabschnitt 24 zylindrisch und weist einen Durchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser des Körperabschnitts 22 ist, um ein Kunststoffederglied 26 aufzunehmen. Das Federglied 26 umfaßt eine zylindrische Bohrung 28, die den zylindrischen Stempelabschnitt 24 des Stempels eng aufnimmt. Kunststoffedern des in Fig. 1 gezeigten Typs werden kommerziell zum Abziehen der Tafel 30 vom Stempel verwendet und gelegentlich als ein Abzieher bezeichnet. In der offenbarten Ausführungsform wirkt die Kunststoffeder jedoch nicht nur als ein Abzieher, sondern verformt außerdem die Metalltafel im Matrizenglied 32, wie nachstehend beschrieben. Derartige Kunststoffedern werden im allgemeinen aus einem Polyurethan hoher Dichte gebildet.
Das Matrizenglied 32 umfaßt einen ringförmigen Matrizenhohlraum oder -vertiefung 34 und eine zylindrische Bohrung 36, die den Tafelbutzen 38 aufnimmt. Die Verfahrensschritte, die von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführt werden, umfassen somit zwei Schritte. Der zylindrische Stempelabschnitt 24 stanzt einen kreisförmigen Butzen 38 aus der Tafel 30, wodurch eine kreisförmige Öffnung oder Loch 42 in der Tafel gebildet wird. Die Tafel wird im wesentlichen gleichzeitig in die ringförmige Matrizenvertiefung 34 durch den Stempelabschnitt 24 und die Kunststoffeder 26 gezogen und verformt, wodurch ein kegelstumpfförmiger Tafelabschnitt 40 benachbart dem Loch 42 gebildet wird, wie am besten in den nachstehend diskutierten Fig. 1A-1E gezeigt. In Abhängigkeit von der Tafelhärte und -dicke kann die Tafel in die Matrizenvertiefung 34 gezogen und dann gestanzt werden, oder die Schritte können separat durchgeführt werden. Der Tafelbutzen 38 wird durch die zylindrische Bohrung 36 des Matrizengliedes entfernt.
Die Fig. 1A-1E zeigen Querschnitte von Tafeln varuerender Dicke, die mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gestanzt und geformt werden. Wie vorstehend beschrieben, ist das Verfahren zum Anbringen eines Fügeelements an einer Tafel diesererfindung dazu geeignet, ein Fügeelement an Tafeln unterschiedlicher oder varuerender Dicke anzubringen, wie sie beispielsweise von der Automobilindustrie benutzt werden. Die in Fig. 1A gezeigte Tafel weist beispielsweise eine Dicke von 0,75-0,80 Millimeter (mm) auf. Die in Fig. 1E gezeigte Tafel weist eine Dicke von etwa 4 mm auf, was den Bereich von Tafeldicken veranschaulicht, der typischerweise von der Automobilindustrie benutzt wird. Derartige Tafeln sind im allgemeinen aus Stahl geformt, wie beispielsweise AISI-1008- oder -1010-Stahl, der warm- oder kaltgewalzt sein kann und im allgemeinen von kommerzieller Ziehqualität ist. Ähnliche Tafeln werden von vielen anderen Industrien verwendet. Die Geräteindustrie verwendet korrosionsfeste und antimagnetische Stähle, die für das Verfahren dieser Erfindung aufgrund ihrer relativ geringen Schweißbarkeit besonders geeignet sind. Tafeln werden von der Automobilindustrie für Karosserietafeln, Träger und strukturelle Stützen verwendet. Das Verfahren dieser Erfindung kann auch dazu verwendet werden, Fügeelemente in Aluminium-, Kupfer- und Messingtafeln und anderen Tafeln permanent zu installieren, die eine Installation des hierin beschriebenen Typs erfordern. Es ist jedoch wichtig zu bemerken, daß die Stanz- und Formvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, dazu benutzt werden kann, Tafeln zu stanzen und zu formen, die einen weiten Bereich von Tafeldicken aufweisen, wie beispielsweise in den Fig. 1A-1E gezeigt.
Wie in den Fig. 1A und 1B gezeigt, werden die dünneren Tafeln ohne Extrudieren von Tafelmetall gestanzt und geformt. In den dickeren Tafeln mit einer Dicke von mehr als etwa 2,5 mm wird eine Lippe 44 durch den Stempelabschnitt 24 axial extrudiert, siehe 440 in Fig. 10, 44D in Fig. 1D und 44E in Fig. 1E. Diese extrudierte Lippe unterstützt den Halt des Fügeelements an der Tafel, wie nachstehend beschrieben. Für Fachleute versteht es sich, daß die Tafel auch in separaten Vorgängen gestanzt und geformt werden kann, oder der kegelstumpfförmige Abschnitt 40 kann in einer konfigurierten Matrize geformt werden. Eine konfigurierte Matrize würde jedoch eine separate Matrize für einen viel kleineren Bereich von Tafeldicken erfordern, was einen Nachteil in Massenherstellungsanwendungen darstellen würde, in denen Tafeln unterschiedlicher Dicke routinemäßig verwendet werden. Der Tafelabschnitt 40 kann als Kegelstumpf-Gestalt oder Dom-Gestalt charakterisiert werden, wobei derartige Begriffe bedeuten sollen, daß gekrümmte Formen mit eingeschlossen sind.
Die Fig. 2-5 zeigen ein weibliches Fügeelement, welches in einer Tafel 30 durch das Verfahren dieser Erfindung installiert werden kann. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Fügeelement auf ein männliches oder weibliches Fügeelement, welches vorzugsweise einen Fügeabschnitt, z.B. einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt, umfaßt, der dazu benutzt werden kann, die Tafel an einem zweiten strukturellen Element anzubringen, wie beispielsweise einer Tafel, einem Träger oder dergleichen. Derartige Fügeelemente würden daher eine Mutter oder Schraube umfassen, wie dargestellt, und andere Fügeelemente, einschließlich der männlichen oder weiblichen Komponenten eines Kugelgelenks und dergleichen.
Das weibliche Fügeelement oder die Mutter 50, das bzw. die in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt einen Körperabschnitt 52 und einen ringförmigen oder röhrenförmigen Zylinderabschnitt 54, der vorzugsweise integral mit dem Körperabschnitt ist und koaxial mit der mit einem Gewinde versehenen Bohrung 56 ausgerichtet ist. Der Körperabschnitt 52 umfaßt vorzugsweise eine ringförmige Auflagefläche oder -oberfläche 58, die vorzugsweise den röhrenförmigen Zylinderabschnitt 54 umgibt, sowie eine getriebene Fläche 60. Das freie Ende 62 des zylinderabschnitts 54 in der offenbarten Ausführungsform umfaßt eine ringförmige innere Kammer 64 und eine gekrümmte äußere Fläche 66. Die innere Fläche 68 des Zylinderabschnitts ist vorzugsweise glatt, und die Außenfläche 70 in der offenbarten Ausführungsform ist zylindrisch. Wie nachstehend beschrieben, kann die Außenfläche 70 jedoch polygonal sein, um für einen verbesserten Drehmomentwiderstand zu sorgen, einschließlich oktagonal oder hexagonal.
In dem Verfahren dieser Erfindung ist der Zylinderabschnitt 54 vorzugsweise durch das Tafelloch 42 von benachbart dem Scheitel des kegelstumpfförmigen Abschnitts 40 aus aufgenommen. Das heißt, das Fügeelement ist vorzugsweise von der Seite der Tafel aus gegenüber jener Seite aufgenommen, durch welche der Stempel 24 aufgenommen wird, wie in Fig. 1 gezeigt. Des weiteren ist der Durchmesser der äußeren Fläche 70 des Führungsabschnitts geringer als der Innendurchmesser 42 der gewölbten Tafel. In dem am meisten bevorzugten Verfahren ist der Zylinderabschnitt 54 lose im gewölbten Tafelloch 42 aufgenommen, wodurch Ausrichtungsprobleme reduziert werden. Die Fig. 3-5 zeigen Anordnungen oder Zusammenbauteile aus Fügeelement und Tafel, die durch das Verfahren dieser Erfindung gebildet werden können.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform einer Installationsvorrichtung, die zum Installieren von Fügeelementen des beschriebenen Typs geeignet ist. Die Installationsvorrichtung umfaßt einen Plunger 80 mit einem konfigurierten Hohlraum oder Vertiefung 82, der bzw. die die Mutter 150 aufnimmt und abstützt, sowie ein Matrizenglied 90, welches die Tafel 30 während der Installation des Fügeelements abstützt und welches den Führungsabschnitt 154 radial nach außen verformt, um eine mechanische Verzahnung mit der Tafel 30 zu bilden, wie nun beschrieben wird. Es wird außerdem auf die US-Patente 4 543 701, 4 555 838 und 4 610 072 Bezug genommen, die selbstlochende und -nietende Fügeelemente mit einem röhrenförmigen Zylinderabschnitt offenbaren. Das in den Fig. 6, 7 sowie 10 - 14 gezeigte Fügeelement 150 kann zu dem in den Fig. 2 - 5 gezeigten Fügeglied 50 identisch sein, außer daß das weibliche Fügeelement 150 radial vorstehende Verdrehsicherungsrippen 84 umfaßt, wie am besten in den Fig. 6, 10 und 11 gezeigt ist. Die Verdrehsicherungsrippen 84 sind im allgemeinen dreieckig und integral mit der Auflagefläche 158 des Körperabschnitts 152 und der Außenfläche 170 des Zylinderabschnitts 154 verbunden. Die Numerierung der Elemente des weiblichen Fügeelements 150 ist daher die gleiche Sequenz wie beim Fügeelement 50.
Das Matrizenglied 90 wird im allgemeinen als ein Matrizenknopf- oder kopf bezeichnet. In einer offenbarten Ausführungsform umfaßt der Matrizenkopf 90 axiale Bohrungen 92 und 94, die während der Installation des Fügeelements 150 Druck mildern. Die Matrizenseite umfaßt einen zentralen vorstehenden Matrizenpfosten 96 mit einer kegelstumpfförmigen Seitenfläche 98, einer ersten flachen ringförmigen Fläche 100 und einer zweiten flachen ringförmigen Fläche 102, die mit der ersten ringförmigen Fläche 100 durch eine zweite konische Fläche 104 verbunden ist. Wie vorstehend beschrieben, wird der Führungsabschnitt 154 lose im sich durch die Tafel erstreckenden Loch 42 aufgenommen, und die ringförmige Auflagefläche 158 wird dann gegen die Tafel benachbart dem Loch 42 getrieben, wodurch der kegelstumpfförmige Tafelabschnitt 40 zu einer im allgemeinen ebenen Konfiguration verformt wird, wie in Fig. 7 gezeigt. Die Tafel wird in einen radial vorstehenden Abschnitt 110 und einen konischen Abschnitt 112 verformt.
In der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Vorrichtung wird der röhrenförmige Zylinderabschnitt 154 gleichzeitig radial nach außen verformt, wie jetzt beschrieben wird. Die innere Kammer 164 am freien Ende des Zylinderabschnitts wird zuerst gegen die konische Fläche 98 des Matrizenkopfpfostens aufgenommen, gefolgt von der Innenfläche 168 des Zylinderabschnitts. Diese Flächen werden dann gegen die ringförmige flache Fläche 100 aufgenommen, wodurch eine radial nach außen vorstehende Lippe 116 gebildet wird, wie in Fig. 7 gezeigt. Die ringförmige Fläche 100 verformt gleichzeitig den radial vorstehenden Zylinderabschnitt 116 in Richtung der Auflagefläche 158 des Körperabschnitts, wodurch die Anordnung gequetscht sowie eine enge Schichtung gebildet wird, welche den radial vorstehenden Zylinderabschnitt 116, den radial vorstehenden Tafelabschnitt 110 und die Auflagefläche 158 umfaßt. Eine sichere mechanische Verzahnung wird auf diese Weise zwischen dem Fügeelement 150 und der Tafel 30 gebildet.
Des weiteren, wie vorstehend beschrieben, ist der Innendurchmesser des Lochs 42 in der Tafel 30 im in Fig. 7 gezeigten abgeflachten Zustand geringer als der Außendurchmesser des Zylinderabschnitts 154. Der radial vorstehende Tafelabschnitt 110 wird hierdurch radial nach innen gegen die äußere Fläche des Zylinderabschnitts in die radial vorstehenden Rippen 84 getrieben, wodurch die Rippen in die Tafel getrieben werden. Des weiteren widersetzt sich der röhrenförmige Zylinderabschnitt elastisch einer radialen Verformung, wodurch die Rippen in den radial vorstehenden Tafelabschnitt 110 getrieben werden. Die auf diese Weise hervorgerufene Spannung wird üblicherweise als eine Ringspannung nach der durch einen Faßring oder eine Faßstrebe erzeugten Spannung bezeichnet. Das heißt, Beanspruchungs- oder Dehungsenergie oder Formänderungsarbeit wird radial nach innen gegen den Mantel gerichtet, dem vom elastischen ringförmigen Zylinderabschnitt Widerstand entgegengesetzt wird. Es versteht sich jedoch, daß nicht alle Anwendungen Verdrehsicherungsrippen erfordern und sogar ein glatter Mantel für einen gewissen Widerstand gegen Drehung sorgt, und zwar aufgrund des Verfahrens dieser Erfindung. Des weiteren kann der Zylinderabschnitt 154 polygonal sein und in ein kreisförmiges Loch eingesetzt werden. Ein kreisförmiges Loch wird jedoch bevorzugt, um spannungserhöhende Bereiche zu vermeiden.
Die Fig. 8 und 9 zeigen ein Verfahren zum Installieren eines männlichen Fügeelements 250. Wie gezeigt, wird das männliche Fügeelement in einer relativ dünnen Tafel von näherungsweise der gleichen Dicke wie die in den Fig. 6 und 7 gezeigte Tafel 30 installiert. Das männliche Fügeelement 250 umfaßt einen röhrenförmigen oder ringförmigen Zylinderabschnitt 254 mit einem freien Ende 262, das konfiguriert ist, wie es im Hinblick auf das Fügeelement 50 in Fig. 2 beschrieben ist. Der Körperabschnitt 252 des männlichen Fügeelements ist etwas modifiziert worden, um eine vergrößerte Auflagefläche 258 zu schaffen, die für direkte Klemmbelastung der Fügegliedanordnung sorgt, wie von Fachleuten verstanden werden wird. Natürlich umfaßt das männliche Fügeelement auch einen mit einem Gewinde versehenen Schaft- oder Bolzen- bzw. Schraubabschnitt 320, der integral mit dem Fügeglied ausgebildet und koaxial mit dem Zylinderabschnitt 254 ausgerichtet ist. Der Plungerhohlraum 282 ist modifiziert worden, um mit dem Körperabschnitt 252 des männlichen Fügeelements übereinzustimmen und diesen aufzunehmen; jedoch ist die Installation des männlichen Fügeelements im wesentlichen identisch zu dem vorstehend im Hinblick auf die Fig. 6 und 7 beschriebenen Verfahren, und der Matrizenkopf 90 kann zu dem in den Fig. 6 und 7 gezeigten Matrizenkopf identisch sein. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird der Zylinderabschnitt 254 zuerst durch das Loch 42 in der Tafel 30 hindurch aufgenommen, und die Auflagefläche 258 wird gegen die Tafel getrieben, wodurch die Tafel in die in Fig. 9 gezeigte, im allgemeinen ebene Konfiguration verformt wird, die einen radial vorstehenden Abschnitt 210 und einen im allgemeinen konischen Abschnitt 212 umfaßt. Der Zylinderabschnitt 254 wird radial nach außen durch die konische Fläche 98 und die Flachstelle 100 verformt, wodurch ein radial vorstehender Abschnitt 216 gebildet wird, wie in Fig. 9 gezeigt. Der radial vorstehende Tafelabschnitt 210 wird in die radial vorstehenden Rippen 284 getrieben, wodurch eine sichere Verdrehsicherungseinrichtung gebildet wird. Hierdurch ist das Verfahren zum Installieren des männlichen Fügegliedes 250 im wesentlichen identisch zu dem Verfahren zum Installieren des weiblichen Fügegliedes 150, wie vorstehend im Hinblick auf die Fig. 6 und 7 beschrieben.
Die Fig. 6 - 9 zeigen ein Fügeelement, welches "nach unten gerichtet" installiert ist, wobei das Fügeelement 150 oder 250 in einem Plunger 80 oder 280 aufgenommen und festgehalten ist und der Plunger nach unten getrieben wird, um das Fügeelement in Eingriff mit einem Matrizenkopf 90 zu bringen. In Massenherstellungsanwendungen, in denen das Fügeelement in einer fortschreitenden Matrize installiert werden kann, kann das Fügeelement nach oben gerichtet installiert werden, wie es durch Auf-den-Kopf-stellen der Fig. 6 - 9 dargestellt werden würde. Alternativ kann die Tafel umgedreht werden, nachdem die Tafel gestanzt und geformt worden ist, wie in Fig. 1 gezeigt. In dem bevorzugten Verfahren dieser Erfindung sollte die Tafel weicher sein als die Mutter. Am meisten bevorzugt sollte die Härte der Tafel kleiner als etwa 60 % der Härte der Mutter sein. Das Fügeelement sollte Härte- und Festigkeitscharakteristiken aufweisen, die für jene Fügeglieder typisch sind, welche die Anforderungen der ISO-Klassen 8 bis 12 erfüllen. Das Fügeglied kann aus AISI- 1035-Stahl gebildet und zur geeigneten Härte wärmebehandelt werden. Somit kann das Verfahren dieser Erfindung dazu benutzt werden, Fügeelemente in den meisten der in Massenherstellungsanwendungen verwendeten Tafeln zu installieren. Des weiteren ist es wichtig zu bemerken, daß das gleiche Fügeglied in Tafeln mit einem weiten Bereich von Dicken unter Verwendung derselben oder einer sehr ähnlichen Installationswerkzeugbestückung installiert werden kann.
Die Fig. 10 - 14 zeigen wichtige Details des Verfahrens zum Anbringen von Fügeelementen an einer Tafel, insbesondere einer dickeren Tafel, wie in Fig. 1E oben gezeigt. Das Fügeelement 150 ist vorstehend im Hinblick auf Fig. 6 beschrieben worden. Das Fügeelement umfaßt einen röhrenförmigen Zylinderabschnitt 154 und eine Mehrzahl von radial vorstehenden Rippen 84. Wie in Fig. 11 gezeigt, wird das Fügeelement 150 in einer relativ dicken Tafel 30E unter Verwendung der gleichen Werkzeugbestückung installiert, wie sie in der in Fig. 6 gezeigten dünnen Tafel verwendet wird. Das heißt, das Fügeelement wird innerhalb eines Hohlraums oder einer Vertiefung 82 in einem Plunger oder Stempel 80 aufgenommen und abgestützt sowie durch die Tafelöffnung 42E gegen die konische Seitenfläche 98 des Matrizenpfostens getrieben. Die Auflagefläche 158 des Körperabschnitts 152 gelangt zuerst in Eingriff mit dem extrudierten Abschnitt 44E, und die Rippen 84 beginnen damit, in die Tafel zu beißen oder greifen, wie in Fig. 12 gezeigt. Schließlich wird die ringförmige Matrizenfläche 100 in den nunmehr radial vorstehenden Tafelabschnitt 110 getrieben, und das freie Ende 116 des Zylinderabschnitts wird radial nach außen verformt, wie in Fig. 13 gezeigt, wodurch eine sichere Installation gebildet wird. Das extrudierte Metall 44E hilft dabei, den C-förmigen, sich radial nach außen öffnenden ringförmigen Hohlraum zu füllen, der durch den Zylinderabschnitt 154 und die Auflagefläche 158 gebildet wird, wie in Fig. 13 gezeigt.
Fig. 14 zeigt die Verformung der Tafel 30 während der Installation des Fügegliedes 150. Wie in Fig. 14 gezeigt, weist das Loch 42 durch den kegelstumpfförmigen Abschnitt 40 einen Innendurchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser des Zylinderabschnitts 154 ist, so daß der Zylinderabschnitt 154 lose im Tafelloch 42 während der Installation des Fügeelements aufgenommen ist. Die Tafel wird dann zu einer im allgemeinen ebenen Konfiguration verformt, wie gezeigt, wobei das Loch 42 einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Zylinderabschnitts 154 ist. Wie vorstehend beschrieben, wird die Tafel somit radial nach innen gegen den Zylinderabschnitt während der abschließenden Installation des Fügeelements getrieben, wodurch der Widerstand gegen Drehung des Fügeelements in der Tafel verbessert wird.
Es sollte nun für einen Fachmann, der die Fügeelement- und Tafel-Installation, die in den Fig. 4, 5, 7 und 9 gezeigt ist, vergleicht, ersichtlich sein, daß das Verfahren zum Anbringen eines Fügeelements dieser Erfindung dazu benutzt werden kann, Fügeelemente an Tafeln mit einem weiten Bereich von Tafeldicken unter Verwendung des gleichen Fügeelements und der gleichen Werkzeugbestückung zu installieren. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, wird das Fügeelement 50 in einer Tafel mit einer mittleren Dicke installiert, wie beispielsweise in Fig. 1B gezeigt. Der radial verformte Zylinderabschnitt 54 ist bündig mit der Tafel 30. Die Tafel umfaßt eine geringfügige Erhebung 31, jedoch ist die Erhebung wesentlich geringer als die in den meisten Anwendungen gebildete Erhebung. Fig. 5 zeigt eine Installation des weiblichen Fügegliedes 50 in einer relativ dicken Tafel, wie beispielsweise einer Tafel mit einer Dicke von 4 mm. Die Tafel 30E weist keine Erhebung auf, und der Zylinderabschnitt 54 ist bündig mit der Tafel. Schließlich zeigen die Fig. 7 und 9 die Installation von sowohl männlichen als auch weiblichen Fügeelementen in einer relativ dünnen Tafel, wie beispielsweise der in Fig. 1B gezeigten Tafel. Die Tafel 30 umfaßt eine beträchtlichere Erhebung, jedoch ist die Erhebung kleiner als jene, die durch andere Verfahren gebildet wird, und der radial verformte Zylinderabschnitt 216 ist bündig oder sogar versenkt in der Tafel 30.
Somit kann das Verfahren zum Installieren eines Fügeelements dieser Erfindung dazu benutzt werden, sowohl männlichen als auch weibliche Fügeelemente in Tafeln mit einem relativ weiten Bereich von Tafeldicken zu installieren. In den gezeigten Ausführungsformen werden die Fügeelemente in Tafeln installiert, deren Dicke in einem Bereich von 0,75 mm bis 4 mm liegt. Beim Testen des Zusammenbauteils aus Fügeelement und Tafel stellte sich heraus, daß die Herausdrückfestigkeit konsistenter mit einem weiteren Bereich von Tafeldicken war als vorstehend diskutierte bekannte Verfahren. Noch wichtiger ist, daß das Fügeelement- und Tafel-Zusammenbauteil einen verbesserten Drehmomentwiderstand mit dünneren Tafeln zeigte. Beispielsweise wurde ein Anstieg von 25 % im Drehmomentwiderstand in einer Tafel von 0,8 mm im Vergleich zu dem im US-Patent 4 831 698 gezeigten Fügeglied- und Tafel-Zusammenbauteil gefunden. Somit erreicht das Verfahren zum permanenten Anbringen eines Fügeelements an einer plastisch verformbaren Tafel dieser Erfindung die vorstehend diskutierten Ziele der Erfindung.
Es versteht sich, daß verschiedene Modifizierungen an den offenbarten männlichen und weiblichen Fügeelementen, der Installationswerkzeugbestückung und dem Verfahren, die im Hinblick auf die Fig. 1 - 14 offenbart und beschrieben wurden, vorgenommen werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise kann das Fügeelement einen polygonalen Zylinderabschnitt aufweisen, um den Drehmomentwiderstand des Fügeelements in der Tafel weiter zu verbessern. Der kegelstumpfförmige oder domförmige Abschnitt 40 kann modifiziert werden, indem eine konfigurierte Matrize verwendet wird. Jedoch wird in dem bevorzugten Verfahren dieser Erfindung das Tafelloch während des Wölbungsschritts vergrößert, so daß der Zylinderabschnitt lose im Tafelloch während des abschließenden Installationsschritts aufgenommen wird. Hierdurch ist das Verfahren dieser Erfindung besonders nützlich für solche Anwendungen wie Sicherheitsschraübenverankerungen für Fahrzeugsitzgurtinstallationen, insbesondere in dünneren Tafelmetallen. Des weiteren kann das Fügeelement in sehr dünnen Tafelmetallen installiert werden, die jetzt von sowohl der Automobil- als auch der Geräte- oder Zubehörindustrie verwendet werden. Somit ist zu erwarten, daß das Verfahren dieser Erfindung einen breiten Bereich von Anwendungen finden wird.

Claims

1. Ein Verfahren zum Anbringen eines Fügeelements (50, 150, 250) an einer plastisch verformbaren Tafel (30), wobei das Fügeelement einen holen Abschnitt umfaßt, und wobei das Verfahren die Schritte umfaßt,

(a) daß ein sich durch die Tafel erstreckendes Loch (42) gebildet wird,

(b) daß die Tafel (30) in einen im allgemeinen domförmigen Abschnitt (40) gezogen und plastisch verformt wird, der das Loch (42) umgibt, wobei das Loch bei einem kleineren Durchmesser des domförmigen Abschnitts gelegen ist,

(c) daß der hohle Abschnitt des Fügeelements (50, 150, 250) durch das Tafelloch (42) eingesetzt wird,

(d) daß der domförmige Abschnitt der Tafel plastisch verformt wird, wodurch der Durchmessers des Lochs (42) und die umgebende Tafel in Eingriff mit dem hohlen Abschnitt reduziert werden, dadurch gekennzeichnet,

daß, wenn die Tafel relativ flach ist, der Innendurchmesser des Lochs (42) kleiner als der Außendurchmesser des hohlen Abschnitts ist, wobei der hohle Abschnitt als ein im allgemeinen röhrenförmiger Zylinderabschnitt (54, 154, 254) ausgebildet ist,

daß der domförmige Abschnitt (40) der Tafel in eine im allgemeinen ebene Form verformt wird, und daß ein Ende des im allgemeinen röhrenförmigen Zylinderabschnitts (54, 154, 254) gleichzeitig radial nach außen plastisch verformt wird, wodurch eine mechanische Verzahnung zwischen der Tafel (30) und dem Fügeelement (50, 150, 250) gebildet wird.

2. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 definiert, wobei das Loch (42) durch Stanzen der Tafel (30) mit einem im allgemeinen zylindrischen Stempel (24) gebildet wird, die Tafel (30) auf einem Matrizenelement (32) abgestützt wird und die Tafel (30) hierdurch im Matrizenelement (32) gleichzeitig in den domförmigen Abschnitt (40) gezogen und verformt sowie gestanzt wird, um das Loch zu bilden.

3. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 definiert,

wobei das Fügeelement einen Körperabschnitt (52, 152, 252) und den Zylinderabschnitt (54, 154, 254) umfaßt, der sich vom Körperabschnitt aus erstreckt, der Körperabschnitt eine ringförmige Auflagefläche (58, 158, 258) umfaßt, die den Zylinderabschnitt (54, 154, 254) umgibt und einen Durchmesser aufweist, der größer als das Tafelloch (42) ist, und wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß der Zylinderabschnitt (54, 154, 254) in das Tafelloch (42) von benachbart dem kleineren Durchmesser des domförmigen Tafelabschnitts eingesetzt und die ringförmige Treibfläche (58, 158, 258) gegen die Tafel benachbart dem Loch getrieben wird, wodurch der domförmige Tafelabschnitt (40) zu der im allgemeinen ebenen Form verformt wird,

wobei der Zylinderabschnitt (54, 154, 254) vorzugsweise durch das Tafelloch (40) in ein Matrizenglied (90) aufgenommen wird, und wobei das Verfahren vorzugsweise den Schritt umfaßt, daß die Auflagefläche des Fügeelements gegen die Tafel getrieben wird, um die Tafel (30) zu verformen, und im wesentlichen gleichzeitig der Zylinderabschnitt (54, 154, 254) radial nach außen im Matrizenglied (90) verformt wird, wobei

das Matrizenglied (90) vorzugsweise einen zentralen Pfosten (96) umfaßt, der einen vorstehenden Endabschnitt und eine im allgemeinen konische Seitenfläche (98) aufweist, die eine innere Fläche des röhrenförmigen Zylinderabschnitts empfängt, und die konische Fläche das freie Ende des Zylinderabschnitts radial nach außen (116, 216) verformt und einen radial vorstehenden Abschnitt (110, 210) der Tafel (30) benachbart dem Loch zwischen dem radial verformten freien Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts und der Auflagefläche des Körperabschnitts einfängt, und wobei

das Verfahren optional weiter den Schritt umfaßt, daß das freie Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts in Richtung der Auflagefläche (58, 158, 258) gepreßt wird, wodurch der radial vorstehende Tafelabschnitt (110, 210) gequetscht und eine enge Schichtung und eine im wesentlichen bündige Installation des Fügeelements (50, 150, 250) in der Tafel (30) gebildet wird.

4. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 definiert,

wobei die Tafel eine plastisch verformbare Metalltafel ist, das Fügeelement einen Körperabschnitt (52, 152, 252) mit einer ringförmigen Auflagefläche (58, 158, 258) umfaßt, die den röhrenförmigen Zylinderabschnitt (54, 154, 254) umgibt, und wobei das Verfahren weiter die Schritte umfaßt,

daß der röhrenförmige Zylinderabschnitt (54, 154, 254) durch das Loch von benachbart dem Scheitel des im allgemeinen kegelstumpfförmigen Abschnitts (40) eingesetzt und die Auflagefläche (58, 158, 258) des Körperabschnitts (54, 154, 254) mit einem das Tafelloch umgebenden Tafelabschnitt in Eingriff gebracht wird, und

daß die ringförmige Körperabschnitt-Auflagefläche (58, 158, 258) des Fügeelements gegen den das Loch umgebenden Tafelabschnitt getrieben wird, um den kegelstumpfformigen Abschnitt (40) der Tafel zu der im allgemeinen ebenen Form zu verformen und im wesentlichen gleichzeitig die plastische Verformung eines vorstehenden freien Endes (116, 216) des röhrenförmigen Zylinderabschnitts (54, 154, 254) radial nach außen zu bewirken, wodurch der Tafelabschnitt (40) zwischen der ringförmigen Auflagefläche (58, 158, 258) und dem radial verformten freien Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts eingefangen wird.

5. Ein Verfahren wie in Anspruch 4 definiert, wobei die Tafel auf einem Matrizenelement (32) das eine ringförmigen Matrizenvertiefung (34) aufweist, abgestützt wird, und wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß ein Stempel (20) gegen die Tafel (30) getrieben wird, daß die Tafel (30) in die Matrizengliedvertiefung (34) in den kegelstumpfförmigen Tafelabschnitt verformt und gezogen wird, und daß ein Loch (42) in die Tafel (30) gestanzt wird.

6. Ein Verfahren wie in Anspruch 5 definiert, wobei der Stempel (20) eine axial vorstehende Lippe (44C, 44D, 44E) bildet, die das Loch (42) umgibt, und wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß die Auflagefläche (58, 158, 258) gegen die Lippe getrieben und die Lippe (44C, 44D, 44E) zwischen der Auflagefläche (58, 158, 258) und dem radial verformten Zylinderabschnitt (54, 154, 254) verformt wird.

7. Ein Verfahren wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, wobei der Schritt des Ziehens und plastischen Verformens der Tafel (30) in einen im allgemeinen domförmigen Abschnitt (40) den Schritt umfaßt, daß ein Kunststoff- Federglied (26) gegen die Tafel (30) benachbart dem Loch (42) gedrückt wird.

8. Ein Verfahren wie in einem der Ansprüche 4 bis 6 definiert, wobei der kegelstumpfförmige Tafelabschnitt (40) an einem Matrizenglied (90) aufgenommen und abgestützt wird, das Matrizenglied (90) einen zentralen Matrizenpfosten (96) umfaßt, der einen vorstehenden Endabschnitt, welcher koaxial mit dem röhrenförmigen Zylinderabschnitt des Fügeelements ausgerichtet ist, und eine konische Seitenfläche (98) aufweist, die eine innere Fläche (68, 168) des röhrenförmigen Zylinderabschnitts (54, 154, 254) empfängt, die konische Matrizenfläche ein freies Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts radial nach außen verformt, wodurch ein sich radial erstreckender Abschnitt (110, 210) der Tafel benachbart dem Tafelloch zwischen dem radial verformten freien Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts und der ringförmigen Auflagefläche (58, 158, 258) des Körperabschnitts eingeschlossen wird, und wobei das Verfahren vorzugsweise den weiteren Schritt umfaßt, daß das freie Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts in Richtung der Auflagefläche (58, 158, 258) gepreßt wird, wodurch die Tafel (30) gequetscht und eine enge Schichtung gebildet wird, die das freie Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts, die Tafel (30) und die Auflagefläche (58, 158, 258) umfaßt.

9. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 definiert, wobei die Tafel in Form einer Metalltafel vorliegt, die eine Dicke innerhalb eines Bereiches von Tafeldicken aufweist, das Fügeelement (50, 150, 250) einen Körperabschnitt (52, 152, 252) mit einer Auflagefläche (58, 158, 258) an zumindest gegenüberliegenden Seiten des Zylinderabschnitts aufweist, und wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfaßt,

daß der Zylinderabschnitt im Tafelloch lose aufgenommen wird, indem ein freies Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts durch das Tafelloch eingesetzt wird, und daß die Auflagefläche (58, 158, 258) des Körperabschnitts des Fügeelements gegen einen Tafelabschnitt (40) benachbart dem Loch getrieben wird, um den konischen Tafelabschnitt (40) zu der im wesentlichen ebenen Form zu verformen,

wobei der Zylinderabschnitt des Fügeelements eine Mehrzahl von beabstandeten, radial vorstehenden Rippen (84, 284) benachbart der Auflagefläche umfaßt, und wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß der Tafelabschnitt (40) radial in die Rippen getrieben wird, während der konische Tafelabschnitt (40) zu der im allgemeinen ebenen Form verformt wird, und der röhrenförmige Zylinderabschnitt (54, 154, 254) die Rippen elastisch in den Tafelabschnitt treibt, um eine sichere Verdrehsicherungseinrichtung zwischen dem Fügeelement und der Tafel zu bilden, und wobei das Verfahren weiter den Schritt umfaßt, daß das freie Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts in Richtung der Auflagefläche (58, 158, 258) des Körperabschnitts gepreßt wird, wodurch der Tafelabschnitt (40) gequetscht und eine enge Schichtung aus dem radial verformten freien Ende (116, 216) des Zylinderabschnitts, einem radial vorstehenden Tafelabschnitt (110, 210) und der Auflagefläche (58, 158, 258) des Körperabschnitts gebildet wird.

10. Ein Verfahren wie in Anspruch 9 definiert, wobei das Loch (42) durch einen Stempel (20) gebildet wird, während die Tafel auf einem Matrizenglied (32), das eine ringförmige Matrizenvertiefung (34) aufweist, abgestützt wird, der Stempel ein Loch (42) in die Tafel stanzt und gleichzeitig die das Loch umgebende Tafel (30) in der Matrizenvertiefung des Matrizengliedes in den im allgemeinen konischen geformten Abschnitt (40) plastisch verformt und zieht.

11. Ein Verfahren wie in Anspruch 9 oder Anspruch 10 definiert, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß die Auflagefäche (58, 158, 258) des Körperabschnitts des Fügeelements gegen den Tafelabschnitt benachbart dem Loch getrieben wird, der konische Tafelabschnitt (40) zu einer im allgemeinen ebenen Form verformt wird und im wesentlichen gleichzeitig das freie Ende (116, 216) des röhrenförmigen Zylinderabschnitts (54, 154, 254) radial nach außen verformt wird, um die mechanische Verzahnung zu bilden.

12. Ein Zusammenbauteil aus einer plastisch verformbaren Tafel (30) und wenigstens einem Fügeelement (50, 150, 250) mit einem Körperabschnitt (52) an einer Seite der Tafel (30), einem hohlen Abschnitt, der durch eine Öffnung (42) in der Tafel (30) tritt, und einem sich radial erstreckenden Abschnitt (116, 216) an der dem Körperabschnitt gegenüberliegenden Seite der Tafel, wodurch eine mechanische Verzahnung zwischen der Tafel (30) und dem Fügeelement (50, 150, 250) gebildet ist, wobei der Körperabschnitt (52, 152, 252) eine Seitenwand und eine Auflagefläche (58, 158, 258) aufweist, die sich zwischen der Seitenwand und dem hohlen Abschnitt erstreckt, das Fügeelement aus einem Nietfügeglied besteht, das den Körperabschnitt (52, 152, 252) und einen röhrenförmigen Nietzylinderabschnitt (54, 154, 254) umfaßt, der ein freies Ende (62) aufweist und den hohlen Abschnitt und den sich radial erstreckenden Abschnitt (116, 216) definiert, und der röhrenförmige Zylinderabschnitt durch die Tafelöffnung (42) aufgenommen und das freie Ende (62) des Zylinderabschnitts radial verformt ist, um mit der Tafel in Eingriff zu stehen und die Tafel (30) zwischen dem radial verformten Zylinderabschnitt (54, 154, 254) und der Auflagefläche (58, 158, 258) zusammenzudrücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der Tafel, der zwischen dem verformten Zylinderabschnitt und der Auflagefläche zusammengedrückt ist, ein plastisch verformter Tafelabschnitt ist und sich im allgemeinen parallel zur Auflagefläche (58, 158, 258) erstreckt, die eine radial Fläche ist, und daß das Material der Tafel (30) benachbart der Öffnung eine permanente Druckringspannung aufweist, die vorzugsweise gerade unterhalb der Elastizitätsgrenze des plastisch verformbaren Materials liegt.

13. Ein Zusammenbauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafel (30) eine permanente Druckkraft auf wenigstens einen Hauptabschnitt der Fläche (70 und/oder 116, 216; 58, 158, 258) des Fügeglieds, das sich in mechanischem Verzahnungseingriff mit der Tafel befindet, ausübt.

14. Ein Zusammenbauteil nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite der Tafel (30) koplanar zu einer äußeren Fläche des radial verformten Abschnitts (116, 216) ist, so daß der radial verformte Abschnitt nicht über die eine Seite hinaus in der Richtung weg von der gegenüberliegenden Seite vorsteht.

15. Ein Zusammenbauteil nach Anspruch 14, wenn in Kombination mit der einen Seite der Tafel (30) benachbart einer Seite einer weiteren Tafel verwendet, die parallel zu ihr liegt und zumindest teilweise durch ein Fügeelement an ihr befestigt ist, das mit dem wenigstens einen Fügeglied (50, 150, 250) zusammenwirkt.

16. Ein Zusammenbauteil nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (42) in der Tafel (30) in einem Abschnitt der Tafel ausgebildet ist, der über einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt (31, 112, 212) der Tafel in den Rest der Tafel (30) übergeht, wobei der radial verformte Abschnitt (116, 216) des Fügeglieds im allgemeinen innerhalb des kegelstumpfförmigen Abschnitts liegt.

17. Ein Zusammenbauteil nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Fügeglied einen Zylinderabschnitt (54, 154, 254) aufweist, der in die Öffnung aufgenommen ist und mit Strukturen wie beispielsweise radial vorstehenden abgerundeten Rippen (84, 284) oder Ecken, z.B. Ecken eines im allgemeinen polygonal geformten Zylinderabschnitts, versehen ist.

18. Ein Zusammenbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Tafel (30) geringer als etwa 60% der Härte des Fügeglieds (50, 150, 250) ist.

19. Ein Zusammenbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, wobei das Nietfügeglied einen Bolzenabschnitt (320) zusätzlich zu dem röhrenförmigen Nietzylinderabschnitt (254) und dem Körperabschnitt (252) umfaßt und der röhrenförmige Zylinderabschnitt (254) sich vom Körperabschnitt (252) aus erstreckt und den Bolzenabschnitt (320) umgibt.

20. Die Verwendung eines Nietbolzenfügeglieds in dem Verfahren von Anspruch 1,

wobei das Fügeglied ein längliches Körperelement (320) und einen Kopfabschnitt (252) umfaßt, der längliche Körper integral mit dem Kopfabschnitt (252) verbunden ist und sich vom Kopfabschnitt (252) aus erstreckt, der Kopfabschnitt einen röhrenförmigen Zylinderabschnitt (254) umfaßt, der das längliche Element (320) umgibt, und wobei

der Kopfabschnitt (252) weiter eine ringförmige Rinne umfaßt, die den röhrenförmigen Zylinderabschnitt (254) umgibt, wobei ein Abschnitt der Rinnenfläche eine radiale Auflagefläche (258) definiert und der Kopfabschnitt Vorsprünge (284) umfaßt, die sich von der radialen Auflagefläche aus erstrecken.

21. Die Verwendung eines hohlen Mutterfügeglieds in dem Verfahren von Anspruch 1, wobei das Fügeglied einen Körperabschnitt (52, 152), einen röhrenförmigen Zylinderabschnitt (54, 154), der sich vom Körperabschnitt aus erstreckt, wobei der Körperabschnitt (52, 152) eine radial gerichtete ringförmige Auflagefläche (58, 158) aufweist, die den röhrenförmigen Zylinderabschnitt umgibt, und eine Vielzahl von radial gerichteten Verdrehsicherungsrippen (84) am Übergang von der ringförmigen Auflagefläche (58, 158) in den Zylinderabschnitt (54, 154) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mutterfügeglied einen röhrenförmigen Zylinderabschnitt mit einer Länge aufweist, die für die Verwendung mit einer Tafel ausgebildet ist, welche eine Dicke im Bereich von 0,75 mm bis 4,0 mm aufweist, wodurch mit dünneren Tafeln mit einer Dicke von 0,75 mm oder größer, jedoch weniger als einer Dicke von 4,0 mm, der Zylinderabschnitt radial nach außen plastisch verformt wird, um einen radial gerichteten Flansch (54, Fig. 3 und 4) zu bilden, der von der radial gerichteten ringformigen Auflagefläche (58, 158) um eine Distanz beabstandet ist, die gleich der Dicke der Tafel ist, und im radial gerichteten Flansch endet, wohingegen mit dickeren Tafeln von 4,0 mm der Zylinderabschnitt in eine konisch auseinandergehende Lippe (54, Fig. 5) plastisch verformt wird und in dieser endet, wobei die Lippe von der radial gerichteten ringförmigen Auflagefläche um eine maximale Distanz beabstandet ist, die geringer als die Dicke der Tafel ist.