DE10117060A1 - Method for attaching a functional element to a component and associated tool - Google Patents

Abstract

A method for attaching a functional element to a sheet-metal part wherein the functional element comprises a head part with an annular-shaped bearing surface and a tubular rivet section extending away from the head part provided on the side of the bearing surface of the head part; in the region of the transition between the head part and the rivet section the bearing surface has an annular-shaped recess with an annular surface which is disposed in an inclined position with respect to the longitudinal axis of the functional element and the depth of the inclined annular surface of the annular-shaped recess is at its largest adjacent to the rivet sections, optionally possessing torsional fixing characteristics, such as locking lugs which are provided in the region of the annular-shaped recess and/or in the region of the transition between the annular-shaped recess and the rivet section and which selectively divide the annular-shaped recess into individual areas disposed about the longitudinal axis of the functional element, characterised in that the functional element is automatically punched into the sheet-metal part by means of a modified clamping hole riveting procedure. The invention also relates to a tool.

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines Funktionselements an ein Blechteil, wobei das Funktionselement einen eine ringförmige Auflagefläche aufweisenden Kopfteil und einen rohrförmi­gen, auf der Seite der Auflagefläche des Kopfteils vorgesehenen, vom Kopfteil weg erstreckenden Nietabschnitt aufweist, im Bereich des Über­ganges vom Kopfteil in den Nietabschnitt die Auflagefläche eine Ringver­tiefung mit einer zur Längsachse des Funktionselements schräggestellten Ringfläche umfaßt und die Ringvertiefung ihre größte Tiefe benachbart zum Nietabschnitt hat und gegebenenfalls Verdrehsicherungsmerkmale, wie beispielsweise Verdrehsicherungsnasen, die im Bereich der Ringver­tiefung und/oder im Bereich des Überganges der Ringvertiefung in den Nietabschnitt vorgesehen sind, die wahlweise die Ringvertiefung in einzel­ne um die Längsachse des Funktionselements verteilte Felder unterteilen.The present invention relates to a method for attaching aFunctional elements on a sheet metal part, the functional element onean annular bearing surface having a head part and a tubularprovided on the side of the support surface of the headboard fromHas head part extending away rivet section in the area of the overganges from the head part in the rivet section the support surface a ring verdepression with an inclined to the longitudinal axis of the functional elementRing surface includes and the ring recess adjacent to its greatest depthto the rivet section and, if necessary, anti-rotation features,such as anti-rotation lugs in the area of the ring verdeepening and / or in the area of the transition of the ring recess in theRivet section are provided, which are optionally the ring recess in singlene subdivide fields distributed around the longitudinal axis of the functional element.

Weiterhin befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem Werkzeug zum Anbringen eines entsprechenden Funktionselements.Furthermore, the present invention is concerned with a tool forAttach an appropriate functional element.

Ein Funktionselement der eingangs genannten Art ist im europäischen Patent 0 713 982 gezeigt und wird entweder nach dem dort beschriebenen Verfahren in ein oder mehrere Blechteile gleichzeitig eingebracht oder aber in einem Blechteil entsprechend dem sogenannten Klemmlochnietverfah­ren, das in dem europäischen Patent 0 539 793 beschrieben ist, ange­bracht. Bei dem Klemmlochnietverfahren wird das Blechteil in einem ersten Arbeitsschritt vorgelocht und in einen im allgemeinen domförmigen oder konusförmigen Abschnitt gezogen und plastisch verformt, der das Loch umgibt. Anschließend wird der rohrförmige Nietabschnitt durch das Loch im Blechteil eingesetzt, und zwar von der Seite der domförmigen Er­höhung. Danach wird in einem weiteren Schritt das Funktionselement ge­gen das Blechteil gepreßt, so daß der domförmige Abschnitt des Blechteils in eine im allgemeinen ebene Form verformt wird oder wenigstens in der Höhe verkürzt wird, und es wird gleichzeitig das freie Ende des rohrförmi­gen Nietabschnitts radial nach außen verformt, wodurch eine sehr feste formschlüssige Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Blechteil erzeugt wird. Bei diesem Anbringungsverfahren wird sowohl des Blechmaterial als auch der Nietabschnitt des Funktionselements verformt. Dabei wird das vorgefertigte Loch im domförmigen Abschnitt so bemessen, daß es geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des rohrförmigen Nietabschnitts des Funktionselements. Durch die Flachpressung des domförmigen Abschnitts wird der Durchmesser des Lochs aber so verklei­nert, daß das Material um den Nietabschnitt herum eine plastische Ver­formung erfährt und nach der Anbringung des Funktionselements bleibt im Blechteil um den umgebördelten Nietabschnitt des Funktionselements eine erhöhte kompressive Spannung, die zum Teil für den festen Sitz des Funktionselements im Blechteil verantwortlich ist. Das Klemmlochniet­verfahren ist in der Praxis erfolgreich, aber dennoch etwas kompliziert und aufwendig in der praktischen Anwendung. Wie oben zum Ausdruck ge­bracht, wird das Funktionselement von der Seite der domförmigen Erhö­hung des Blechteils in dieses eingebracht und dies bedeutet, daß eine re­lativ genaue Ausrichtung des Funktionselements und des Lochs in der domförmigen Erhöhung erforderlich ist, um eine hochwertige Verbindung zustande zu bringen.A functional element of the type mentioned is in the EuropeanPatent 0 713 982 is shown and is either after that described thereProcess introduced into one or more sheet metal parts simultaneously or elsein a sheet metal part according to the so-called clamping rivet processren, which is described in European patent 0 539 793introduced. In the clamping hole riveting process, the sheet metal part is in a first Pre-punched and in a generally dome-shaped working stepor conical section drawn and plastically deformed, which theHole surrounds. Then the tubular rivet section through theHole inserted in the sheet metal part, namely from the side of the dome-shaped Erheightening. The functional element is then ge in a further steppressed against the sheet metal part, so that the dome-shaped section of the sheet metal partis deformed into a generally flat shape or at least in theHeight is shortened, and at the same time it becomes the free end of the tubulardeformed radially outward towards the rivet section, creating a very firmpositive connection between the functional element and theSheet metal part is generated. With this method of attachment, both theSheet metal material and the rivet section of the functional element are deformed.The prefabricated hole in the dome-shaped section is dimensioned so thatthat it is slightly larger than the outer diameter of the tubularRivet section of the functional element. Due to the flat pressure of thethe diameter of the hole is reducedNote that the material around the rivet section is a plastic verundergoes formation and remains after the functional element has been attachedin the sheet metal part around the flanged rivet section of the functional elementan increased compressive tension, which is partly for the tight fit of theFunctional elements in the sheet metal part is responsible. The clamp rivetThe process is successful in practice, but it is still somewhat complicated andcomplex in practical use. As expressed abovebrings, the functional element from the side of the dome-shaped ridgeshung the sheet metal part introduced into this and this means that a rightrelatively precise alignment of the functional element and the hole in theDome-shaped elevation is required to get a high quality connectionaccomplish. 

Würde man das Klemmlochnietverfahren mit einem Funktionselement entsprechend dem EP 0 713 982 anwenden, so liegt ein Problem darin, daß die Ringvertiefung im Bereich des Übergangs vom Kopfteil in den Nietabschnitt ebenfalls konusförmig gestaltet ist, so daß der Grad der pla­stischen Rückverformung des domartigen Abschnitts begrenzt ist und man daher Schwierigkeiten hat, die erforderliche Rückverformung des Blechteils und die Erzeugung der erwünschten hohen kompressiven Kräften im Blechteil zu erreichen.Would the clamp hole riveting process with a functional elementapply according to EP 0 713 982, there is a problem inthat the ring recess in the area of the transition from the head part in theRivet section is also conical, so that the degree of plaelastic deformation of the dome-like section is limited andit is therefore difficult to achieve the required reshaping of theSheet metal part and the generation of the desired high compressiveTo achieve forces in the sheet metal part.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Werk­zeug zum Anbringen eines Funktionselements der eingangs genannten Art an ein Blechteil vorzusehen, das einerseits weniger aufwendig gestaltet is, andererseits aber eine intensive plastische Verformung des Blechteils be­deutet, wodurch eine besonders hochwertige Anbringung des Funktionse­lements am Blechteil möglich ist und das so erzeugte Zusammenbauteil einen ausgezeichneten Widerstand gegen Auszieh- und Auspreßkräfte so­wie gegen Verdrehung aufweist.The object of the present invention is a method and a workstuff for attaching a functional element of the type mentionedto provide a sheet metal part that is designed to be less complex on the one hand,on the other hand, however, be an intensive plastic deformation of the sheet metal partindicates a particularly high-quality attachment of the functionelements on the sheet metal part is possible and the assembly part thus producedexcellent resistance to pull-out and squeezing forcesas against twisting.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird nach einer ersten Variante der Erfindung das Verfahren zur Anbringung des Funktionselements an ein Blechteil so gestaltet, daß das Blechteil auf einer Lochmatrize abgestützt wird, die eine Bohrung aufweist, deren Durchmesser zumindest im wesentlichen dem Außendurchmesser des Nietabschnitts entspricht oder etwas größer als dieser ist, wobei die Bohrung in die dem Blechteil zugewandten Stirnseite der Lochmatrize mündet und über eine zur Längsachse der Matrize schräggestellten Ringfläche in eine gegenüber der Mündung der Bohrung zurückversetzte, ringförmige Auflagefläche der Lochmatrize übergeht, daß das Funktionselement auf das auf der Lochmatrize abgestützte Blechteil gedrückt wird, um mittels des selbststanzend ausgebildeten Nietab­schnitts einen Stanzbutzen aus dem Blechteil herauszustanzen und über die schräggestellte Ringfläche der Lochmatrize eine konusförmige Erhö­hung im Blechteil zu erzeugen, die das durch das Herausstanzen des Stanzbutzens erzeugte Stanzloch umgibt, daß das Blechteil mit dem Funktionselement, dessen Nietabschnitt sich im Stanzloch befindet, an­schließend an eine Nietmatrize gedrückt wird, die koaxial zur Längsachse des Funktionselements an ihrer dem Blechteil zugewandten Stirnseite ei­nen zur Umbördelung des Nietabschnitts ausgelegten Vorsprung aufweist, der das Blechteil in vollständige Anlage an die Auflagefläche des Funkti­onselements bringt, so daß das Blechteil um das Stanzloch herum zwi­schen dem umgebördelten Nietabschnitt und der Auflagefläche des Funk­tionselements formschlüssig eingeklemmt wird.In order to achieve this object, the invention is based on a first variantthe method for attaching the functional element to a sheet metal partdesigned that the sheet metal part is supported on a punch die, the oneHas bore whose diameter is at least substantially thatOuter diameter of the rivet section corresponds to or slightly larger thanthis is, the bore in the end facing the sheet metal partthe punch die opens out and over one to the longitudinal axis of the diesloping ring surface in a opposite of the mouth of the borerecessed, ring-shaped contact surface of the punch matrix passes over that the functional element on the sheet metal part supported on the punch dieis pressed to by means of the self-piercing rivet tabcut a punching slug out of the sheet metal part and overthe inclined ring surface of the punch matrix has a conical shapehung in the sheet metal part to produce that by punching out thePunching hole produced punch hole surrounds that the sheet metal part with theFunctional element whose rivet section is in the punched holethen pressed onto a rivet die, which is coaxial to the longitudinal axisof the functional element on its front side facing the sheet metal parthas a projection designed for flanging the rivet section,of the sheet metal part in full contact with the contact surface of the functibrings onselements, so that the sheet metal part around the punch hole betweenbetween the flanged rivet section and the contact surface of the radiotion element is positively clamped.

Mit anderen Worten wird das Funktionselement selbststanzend in das Blechteil eingebracht, wodurch durch eine besondere Formgebung der Lochmatrize und der anschließend verwendeten Nietmatrize eine intensive und ausreichende plastische Verformung des Blechteils erreicht wird, so daß eine hochwertige Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Blechteil entsteht. Dadurch, daß das Funktionselement selbststan­zend in das Blechteil eingebracht wird, ist die genaue Ausrichtung des Blechteils mit den Werkzeugen wesentlich weniger kritisch, da der Nietab­schnitt des Funktionselements in einem ebenen Bereich des Blechteils selbst das Loch stanzt. Es muß zwar eine ausreichende Ausrichtung des Funktionselements mit der Lochmatrize sichergestellt werden, dies ist aber in der Praxis unkritisch, da man bei der Blechverarbeitung gewohnt ist, mit Stanz- bzw. Setzköpfen und Matrizen zu arbeiten, die miteinander ausgerichtet sind.In other words, the functional element becomes self-punching in theSheet metal part introduced, which is due to a special shape of thePerforated die and the rivet die subsequently used an intensiveand sufficient plastic deformation of the sheet metal part is achieved, sothat a high quality connection between the functional element andthe sheet metal part is created. The fact that the functional element selfis introduced into the sheet metal part, is the exact orientation of theSheet metal part with the tools much less critical because of the rivet tabCut the functional element in a flat area of the sheet metal parteven the hole punches. Sufficient alignment of theFunctional elements can be ensured with the punch matrix, this isbut not critical in practice, since you are used to working with sheet metal is to work with punching or setting heads and dies that work togetherare aligned.

Dadurch, daß das Element selbststanzend in das Blechteil eingebracht wird, liegt das Blechteil bereits während des Stanzvorgangs eng am Nietabschnitt des Funktionselements an, was durch gewissen Ausle­gungsmerkmale der Lochmatrize noch verbessert werden kann, so daß es nicht möglich ist, das Stanzloch erst etwas größer als den Nietabschnitt herzustellen, um Fehlausrichtungen des Funktionselements mit dem Blechteil zu vermeiden.Characterized in that the element is self-punched in the sheet metal partthe sheet metal part is already close to the punching processRivet section of the functional element, which by certain Auslesupply characteristics of the die can still be improved so that itis not possible, the punch hole is only slightly larger than the rivet sectionManufacture to misalign the functional element with theAvoid sheet metal part.

Dadurch, daß bei dem Lochvorgang zur Erzeugung des Stanzloches der Nietabschnitt des Funktionselements in das Stanzloch eingeklemmt wird, wird dafür gesorgt, daß das Element kraftschlüssig mit dem Blechteil ver­bunden ist, so daß das Blechteil mit dem Funktionselement von einer Ar­beitsstation oberhalb der Lochmatrize zu einer zweiten Arbeitsstation oberhalb der Nietmatrize transportiert werden kann, ohne befürchten zu müssen, daß das Funktionselement verloren geht. Andererseits führt die­ser eingeklemmte Zustand des Funktionselements dazu, daß bei dem an­schließenden Nietvorgang auch bei einer kleineren Verformung des Blechteils dieses bereits im ausreichenden Maße plastische verformt wird, denn man muß nicht erst einen Freiraum zwischen dem Nietabschnitt und dem Stanzloch überbrücken, wie dies bei dem traditionellen Klemm­lochnieten der Fall ist. Weiterhin ist es mit dem erfindungsgemäßen Ver­fahren wesentlich unproblematischer, das Funktionselement in das Blechteil einzubringen, da es nicht erforderlich ist, das Funktionselement erst mit einem ihm zugewandten domförmigen Abschnitt des Blechteils auszurichten.The fact that in the punching process to produce the punched holeRiveting section of the functional element is clamped into the punched hole,it is ensured that the element ver non-positively with the sheet metal partis bound, so that the sheet metal part with the functional element of an Arwork station above the punch matrix to a second work stationcan be transported above the rivet die without fearmust have the functional element lost. On the other hand, theser clamped state of the functional element that the atclosing riveting process even with a small deformation of theSheet metal part is already plastically deformed to a sufficient extent,because you don't have to have a free space between the rivet sectionand bridge the punch hole, as with the traditional clamprivets are the case. Furthermore, it is with the Verdrive much less problematic, the functional element in theInsert the sheet metal part since it is not necessary to insert the functional elementonly with a dome-shaped section of the sheet metal part facing italign. 

Eine Möglichkeit ausreichendes Blechmaterial im Bereich um das Stanz­loch herum vorzusehen, so daß beim Einpressen des Funktionselements erwünschte ausgeprägte plastische Verformung des Blechteils eintritt, liegt darin, die Mündung der Lochmatrize mit einer konusförmigen nach innen gerichteten Fase zu versehen, so daß diese Fase mit der schrägge­stellten Ringfläche, die in die gegenüber der Mündung der Bohrung zu­rückversetzte ringförmige Auflagefläche der Lochmatrize übergeht, eine Ringlippe erzeugt mit einem Durchmesser etwas größer als der Durch­messer des Nietabschnitts. Durch diese Ringlippe wird das Blechmaterial um das Stanzloch herum so geformt, daß es eine konusförmige Erhöhung auf der dem Funktionselement zugewandten Seite aufweist und diese ko­nusförmige Erhöhung im Bereich des Nietabschnitts in eine kleine ko­nusförmige Vertiefung übergeht. Hierdurch wird einerseits mehr Blechmaterial im Bereich des Nietabschnitts geschaffen, andererseits ver­hindert die konusförmige Vertiefung, daß das Blechmaterial während des Einpreßvorgangs sich vom Nietabschnitt entfernt, noch bevor die Nietma­trize zur Anwendung gelangt. Die Haltewirkung der entsprechenden ko­nusförmigen Vertiefung ist so gut, daß man auch ohne Niederhalter ar­beiten kann, was die verwendeten Werkzeuge vereinfacht.A possibility of sufficient sheet material in the area around the punchProvide hole around so that when pressing in the functional elementdesired pronounced plastic deformation of the sheet metal part occurs,lies in the mouth of the perforated die with a conical shape afterinternally directed chamfer, so that this chamfer with the obliqueprovided ring area in the opposite of the mouth of the borerecessed annular contact surface of the punch matrix passes over, aRing lip produces a diameter slightly larger than the throughknife of the rivet section. The sheet metal material is through this ring lipshaped around the punch hole so that there is a cone-shaped elevationhas on the side facing the functional element and this konut-shaped increase in the area of the rivet section into a small knockoutpasses into a nut-shaped depression. On the one hand, this means moreSheet material created in the area of the rivet section, on the other hand verprevents the conical depression that the sheet material during thePressing away from the rivet section even before the rivettrize is used. The holding effect of the corresponding konut-shaped depression is so good that you can ar without hold-downcan work, which simplifies the tools used.

Diese soeben beschriebene Variante funktioniert auch dann, wenn das Loch der Lochmatrize einen Durchmesser aufweist, der zumindest im we­sentlichen dem Außendurchmesser des Nietabschnitts entspricht oder nur unwesentlich größer als dieser ist.This variant just described also works if thatHole of the die matrix has a diameter that at least in the wesubstantially corresponds to the outside diameter of the rivet section or onlyis slightly larger than this.

Besonders günstig ist es aber, wenn das Loch der Lochmatrize deutlich größer gemacht wird als der Außendurchmesser des Nietabschnitts. Der Stanzvorgang führt dann, wie später näher erläutert wird, zu einer kleinen zylindrischen Fortsetzung der konusförmigen Vertiefung im Blechteil, so daß das Blechmaterial noch besser die Aufweitung des Stanzlochs bei der fortschreitenden Verpressung des Funktionselements mit dem Blechteil verhindert. Im übrigen führt diese Ausbildung dazu, daß die Ausrichtung der Lochmatrize mit dem Stanzkopf noch weniger kritisch ist und der zy­lindrische Vorsprung schafft weiteres Blechmaterial an den Nietabschnitt heran, was der plastischen Verformung des Blechmaterials und der hoch­wertigen Verbindung mit dem Funktionselement zugute kommt. Obwohl es grundsätzlich möglich ist, mit einem Werkzeug zu arbeiten, das ohne Blechniederhalter funktioniert, ist es erfindungsgemäß auch möglich, ein Werkzeug zu verwenden, das von einem gefederten Niederhalter umgeben ist, der bereits vor Berührung des Stanzabschnitts des Funktionselements mit dem Blechteil das Blechteil an der genannten tieferliegenden, ringför­migen Auflagefläche der Lochmatrize andrückt. Bereits vor der Durchfüh­rung des Lochvorgangs wird die genannte konusförmige Erhöhung im Blechteil dadurch erzeugt, daß das Blechteil zwischen der Mündung der Lochbohrung der Lochmatrize und der zurückversetzten Auflagefläche der Lochmatrize gespannt wird. Erst dann wird der Lochvorgang anschließend durchgeführt. Durch den Niederhalter wird hier jegliche Tendenz des Blechmaterials, radial nach außen im Sinne einer Aufweitung des Stanz­loches zu fließen, entgegengetreten und es kommt ebenfalls das er­wünschte klemmende Anliegen des Blechmaterials am Nietabschnitt des Funktionselement zustande.However, it is particularly favorable if the hole in the punch matrix is clearis made larger than the outer diameter of the rivet section. The The punching process then leads, as will be explained in more detail later, to a small onecylindrical continuation of the conical recess in the sheet metal part, see abovethat the sheet material is even better at widening the punched hole in theprogressive pressing of the functional element with the sheet metal partprevented. Otherwise, this training leads to the alignmentthe punch die with the punching head is even less critical and the zyLindrisch projection creates additional sheet material on the rivet sectionapproaching what is the plastic deformation of the sheet material and the highvaluable connection with the functional element. Even thoughit is basically possible to work with a tool that does notSheet metal hold-down works, it is also possible according to the invention, aUse a tool that is surrounded by a spring-loaded hold-down deviceis already before touching the punching section of the functional elementwith the sheet metal part, the sheet metal part at the lower lying, ringförpressing surface of the punch matrix. Even before the executiontion of the punching process is the mentioned conical increase inSheet metal part produced in that the sheet metal part between the mouth of thePerforated hole in the perforated die and the recessed contact surface of theHole matrix is clamped. Only then will the punching process followcarried out. Through the hold-down device any tendency of theSheet material, radially outwards in the sense of an expansion of the punchloches to flow, countered and he also comeswanted pinching of the sheet material on the rivet section of theFunctional element.

Egal, ob mit oder ohne Niederhalter gearbeitet wird, ist es besonders gün­stig, wenn die Auslegung des Verfahrens so getroffen wird, daß die Aufla­gefläche des Funktionselements um die Ringvertiefung herum eine weitere ringförmige Auflagefläche aufweist, die mindestens in einem Bereich sich radial zur Längsachse des Funktionselements erstreckt und anschließend über eine Rundung oder eine Fase in eine Mantelfläche des Kopfteils des Funktionselements übergeht. Nach dem Lochvorgang liegt das Blechteil in der Ringvertiefung am Kopfteils des Elements an. Die Höhe der konusför­migen Erhöhung im Blechteil wird jedoch so gewählt, daß diese in radialer Richtung vom Kopfteil des Funktionselements weg divergiert, so daß ein Ringzwickel zwischen dem Kopfteil des Funktionselements und dem Blechteil im Bereich der weiteren ringförmigen Auflagefläche des Kopfteils vorliegt. Beim anschließenden Nietvorgang wird dieser Ringzwickel durch Niederdrücken der konusförmigen Erhöhung des Blechteils zumindest teilweise gefüllt, wodurch das Blechmaterial in radialer Richtung gegen den Nietabschnitt im Bereich des Übergangs in die Ringvertiefung gedrückt wird.Regardless of whether you work with or without a hold-down device, it is particularly goodstig if the interpretation of the method is made so that Auflasurface of the functional element around the ring recess another has annular contact surface, which is at least in one areaextends radially to the longitudinal axis of the functional element and thenover a curve or a chamfer in a lateral surface of the head part of theFunctional elements passes over. After the punching process, the sheet metal part lies inthe ring recess on the head part of the element. The height of the cone-shapedHowever, increase in the sheet metal part is chosen so that it is radialDirection diverges away from the head part of the functional element, so that aRing gusset between the head part of the functional element and theSheet metal part in the area of the further annular contact surface of the head partis present. During the subsequent riveting process, this ring gusset is removedDepressing the conical elevation of the sheet metal part at leastpartially filled, whereby the sheet material in the radial direction against theRivet section pressed in the area of the transition into the ring recessbecomes.

Dadurch, daß der so gebildete Ringzwickel durch Niederdrücken der ko­nusförmigen Erhöhung des Blechteils zumindest teilweise gefüllt wird, wird durch eine Quetschung des Blechmaterials erreicht, daß dieses im Bereich des Nietabschnitts plastisch verformt wird und daß ein hoher kompressiver Druck im Blechmaterial um den Nietabschnitt des Funkti­onselement herum verbleibt.The fact that the ring gusset thus formed by depressing the kothe nut-shaped elevation of the sheet metal part is at least partially filled,is achieved by crushing the sheet material that this inArea of the rivet section is plastically deformed and that a highcompressive pressure in the sheet material around the rivet section of the functiremains on around element.

Nach einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird so vorgegangen, daß das Blechteil auf einer Lochmatrize abgestützt wird, die eine Bohrung aufweist, deren Durchmesser zumindest im wesentlichen dem Außendurchmesser des Nietabschnitts entspricht oder etwas größer als dieser ist, wobei die Bohrung in eine dem Blechteil zugewandten Ver­tiefung in der Stirnseite der Lochmatrize mündet, die in eine axial vor der Mündung der Bohrung liegende, ringförmige Auflagefläche der Lochmatrize übergeht, daß das Funktionselement auf das auf der Auflagefläche der Lochmatrize abgestützte Blechteil gedrückt wird, um mittels des selbst­stanzend ausgebildeten Nietabschnitts einen Stanzbutzen aus dem Blechteil herauszustanzen und über die Vertiefung der Lochmatrize eine konusförmige Vertiefung im Blechteil zu erzeugen, die das durch das Her­ausstanzen des Stanzbutzens erzeugte Stanzloch umgibt, daß das Blech­teil mit dem Funktionselement, dessen Nietabschnitt sich im Stanzloch befindet, anschließend an eine Nietmatrize gedrückt wird, die koaxial zur Längsachse des Funktionselements an ihrer dem Blechteil zugewandten Stirnseite einen zur Umbördelung des Nietabschnitts ausgelegten Vor­sprung aufweist, der das Blechteil in vollständige Anlage an die Auflage­fläche des Funktionselements bringt, so daß das Blechteil um das Stanz­loch herum zwischen dem umgebördelten Nietabschnitt und der Auflage­fläche des Funktionselements formschlüssig eingeklemmt ist.According to a second variant of the method according to the inventionproceeded that the sheet metal part is supported on a punch die, thehas a bore whose diameter is at least substantiallycorresponds to the outer diameter of the rivet section or slightly largerthan this is, the bore in a Ver facing the sheet metal partdeepening in the face of the die opens into an axial front of theRing-shaped contact surface of the punch die located at the mouth of the hole passes that the functional element on the on the bearing surface of thePerforated die-supported sheet metal part is pressed to by means of the selfa rivet section formed from punchingPunch out the sheet metal part and place one over the recess of the dieto produce a conical recess in the sheet metal part, which is the result of the fropunching out the punching slug creates a punching hole that surrounds the sheetpart with the functional element, whose rivet section is in the punched holeis located, then pressed on a rivet die, which is coaxial toLongitudinal axis of the functional element on its facing the sheet metal partFront side a designed for flanging the rivet sectionhas jump, the sheet metal part in full contact with the editionbrings surface of the functional element, so that the sheet metal part around the puncharound between the flanged rivet section and the padsurface of the functional element is positively clamped.

Auch hier wird das Funktionselement selbststanzend in das Blechteil ein­gebracht, die Lochmatrize wird aber so ausgelegt, daß eine konusförmige Vertiefung im Blechteil erzeugt wird, die im anschließenden Nietvorgang zu einer konusförmigen Erhebung im Bereich der Ringvertiefung des Funktionselements umgeformt wird. Die konusförmige Vertiefung kann so gestaltet werden, daß unter Berücksichtung etwaiger Verdrehsicherungs­merkmale im Bereich der Ringvertiefung oder des Nietabschnitts des Funktionselements ein Materialüberschuß in der konusförmigen Vertie­fung des Blechteils gegenüber der konusförmigen Erhebung vorgesehen wird, wodurch das Blechmaterial bei der Umformung plastisch verformt wird und einen permanenten radialen Druck auf den Nietabschnitt des Funktionselements ausübt.Here, too, the functional element is self-punched into the sheet metal partbrought, the punch matrix is designed so that a conicalDeepening in the sheet metal part is generated in the subsequent riveting processto a conical elevation in the area of the ring recess of theFunctional elements is formed. The cone-shaped depression can do sobe designed that taking into account any anti-rotationFeatures in the area of the ring recess or the rivet section of theFunctional elements an excess of material in the conical recesstion of the sheet metal part is provided opposite the conical elevationis, whereby the sheet material plastically deforms during the formingand a permanent radial pressure on the rivet section of theExercises functional elements. 

Besonders bevorzugte Ausführungsformen der verwendeten Werkzeuge sind den weiteren Ansprüchen 12 bis 13 zu entnehmen.Particularly preferred embodiments of the tools usedcan be found in the further claims 12 to 13.

Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert anhand der beigefügten 3 Zeichnungen, in welcher zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the attached FIG. 3Drawings in which:

Fig. 1A-1F eine Folge von Zeichnungen, die eine erste erfindungs­gemäße Variante des Verfahrens zum Anbringen eines Funktionselements an ein Blechteil darstellen,Fig. 1A-1F a series of drawings illustrating a first fiction, modern variant of the method for attaching a functional element to a sheet metal part,

Fig. 2A und 2B Zeichnungen zur Erläuterung der Arbeitsweise einer er­sten Ausführungsform einer Lochmatrize,Figs. 2A and 2B are drawings for explaining the operation of an embodiment of a piercing die he sten,

Fig. 3A und 3B zwei Zeichnungen ähnlich derFig. 2A und 2B zur Er­läuterung der Arbeitsweise einer weiteren Form einer Lochmatrize,FIGS. 3A and 3B show two drawings similar toFigs. 2A and 2B to he explanation of the operation of another form of a matrix of holes,

Fig. 4A und 4B weitere Zeichnungen ähnlich den Zeichnungen 3A und 3B zur Erläuterung der Arbeitsweise einer weiteren Form einer erfindungsgemäßen Lochmatrize,FIGS. 4A and 4B more drawings similar to drawings 3A and 3B for illustrating the operation of another form of a piercing die according to the invention,

Fig. 5A-5F eine weitere Folge von Zeichnungen zur Erläuterung ei­ner Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anbringen eines Funktionselements an ein Blechteil, undFig. 5A-5F another sequence of drawings for explaining ei ner variant of a method according to the invention for attaching a functional element to a sheet metal part, and

Fig. 6A-6F eine noch weitere Folge von Zeichnungen, um eine wei­tere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Anbringung eines Funktionselements an ein Blechteil zu erläutern.Fig. 6A-6F a still further sequence of drawings to a white tere variant of the process according to the invention to explain a functional element to a sheet metal part in the attachment.

DieFig. 1A zeigt im axialen Schnitt ein sogenanntes RND Element10 der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH und Co. KG, wobei das Element10 in einer axialen Ebene geschnitten ist, die die mittlere Längsebene12 des Elements umfaßt. Das gezeigte Element10 ist im Prinzip aus der eu­ropäischen Patentschrift 0 713 982 bekannt und wird hier durch eine Ab­wandlung des sogenannten Klemmlochnietverfahrens an ein Blechteil14 befestigt. Das Funktionselement10, das hier als Mutterelement realisiert ist, weist einen eine ringförmige Auflagefläche16 aufweisenden Kopfteil18 und einen rohrförmigen auf der Seite der Auflagefläche16 des Kopfteils18 angeordneten Stanz- und Nietabschnitt20 auf. Im Bereich des Übergan­ges vom Kopfteil18 in den Nietabschnitt20 umfaßt die Auflagefläche16 eine Ringvertiefung22 mit einer zur Längsachse12 des Funktionsele­mentes10 schräggestellten Ringfläche24, wobei die Ringvertiefung22 ih­re größte Tiefe benachbart zum Nietabschnitt20 aufweist und die schräg­gestellte Ringfläche24 in einen weiteren ringförmigen Auflageflächenbe­reich27 ausläuft, der in einer radialen Ebene liegt und selbst in eine Rundung21 oder Fase des Kopfteils übergeht. In diesem Beispiel sind Verdrehsicherungsmerkmale in Form von Verdrehsicherungsnasen26 im Bereich der Ringvertiefung22 vorgesehen, wobei sich die Verdrehsiche­rungsnasen26 in radialer Richtung erstrecken und die Ringvertiefung überbrücken. In diesem Beispiel sind insgesamt sechs solche Verdrehsi­cherungsnasen vorgesehen, die die Ringvertiefung dementsprechend in sechs aufeinander um die Längsachse12 folgende Felder unterteilt. Es können weniger als sechs oder mehr als sechs solche Verdrehsicherungs­nasen vorgesehen werden und die Nasen können außerdem, falls erwünscht, auch erhaben im Bereich des Übergangs der Ringvertiefung in den Nietabschnitt vorgesehen werden. Dies ist aber nicht notwendig und kann auch zu Komplikationen bei der Anbringung des Elementes führen, weshalb solche Verdrehsicherungsnasen in dieser Darstellung weggelas­sen sind.FIG. 1A shows in axial section a so-called RND element10 from Profil Verbindungstechnik GmbH and Co. KG, the element10 being cut in an axial plane that encompasses the central longitudinal plane12 of the element. The element10 shown is known in principle from the European patent 0 713 982 and is fastened to a sheet metal part14 by a so-called clamping hole riveting process. The functional element10 , which is realized here as a nut element, has a head part18 having an annular bearing surface16 and a tubular stamping and riveting section20 arranged on the side of the bearing surface16 of the head part18 .16 tot in the range of Übergan from the head part18 in the rivet portion20 includes the bearing surface an annular recess22 having a mentes to the longitudinal axis12 of the Funktionsele10 inclined annular surface24, wherein the annular recess22 has ih re greatest depth adjacent to the rivet portion20 and the inclined annular surface24 in a further annular Auflageflächenbe27 runs out, which lies in a radial plane and merges into a rounding21 or chamfer of the head part. In this example, security against rotation in the form of security against rotation26 are provided in the region of the ring recess22, whereby the Verdrehsiche approximately noses extending in the radial direction26 and bridge the ring recess. In this example, a total of six such rotation lock noses are provided, which accordingly divides the ring recess into six fields that follow one another about the longitudinal axis12 . Fewer than six or more than six such anti-rotation noses can be provided, and the noses can also, if desired, also be provided raised in the region of the transition of the ring recess into the rivet section. However, this is not necessary and can also lead to complications when attaching the element, which is why such anti-rotation noses are omitted in this illustration.

Um die Ringvertiefung22 herum befindet sich daher der ringförmige Be­reich der ringförmigen Auflagefläche16, der in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse12 steht und vorzugsweise nicht durch Verdrehsiche­rungsmerkmale unterbrochen ist.Around the annular recess22 there is therefore the annular loading area of the annular bearing surface16 , which is perpendicular to a longitudinal axis12 in a plane and is preferably not interrupted by anti-rotation features.

Das Funktionselement10 weist in diesem Beispiel eine mittlere Bohrung28 auf, die mit einem Gewindezylinder30 versehen ist. Der Kopfteil18 weist außerdem eine ringförmige Ausnehmung32 auf, die einen zylinder­förmiger Bereich34 des Kopfteils definiert, der von einer ringförmigen Druckfläche36 umgeben ist. Das Funktionselement10 muß nicht als Mutterelement ausgebildet werden. Statt dessen könnte der zylindrische Bereich34 über die Ringfläche38 in einen Schaftteil übergehen, der sich in der Darstellung gemäßFig. 1A nach oben erstrecken würde, so daß ein Bolzenelement vorliegt. Auch könnte das Funktionselement10 andere Funktionen erfüllen. Beispielsweise könnte die Bohrung28 als zylindri­sche Lagerfläche zur drehbaren Lagerung einer Welle ausgeführt werden oder als Clipaufnahme realisiert werden, um eine Clipbefestigung aufzu­nehmen. Wenn das Element mit einem Schaftteil versehen ist, so kann der Schaftteil nicht nur mit einem Gewindezylinder versehen werden, wodurch ein Bolzenelement vorliegt, sondern der Schaftteil könnte eine zylindrische Lagerfläche aufweisen, z. B. zur drehbaren Lagerung eines Hebels oder er könnte bspw. mit einer Ringnut versehen werden, um einen Clip aufzunehmen. Wesentlich ist, daß die Ringfläche36 als Druckfläche ausgebildet ist, so daß ein Druck in Längsrichtung der Achse12 mittels eines geeig­neten Werkzeuges, hier mit 40 dargestellt, auf die Druckfläche36 ausge­übt werden kann, um das Element in das Blechteil14 hineinzubringen, ohne daß die auf das Funktionselement10 ausgeübten Kräfte zu einer unzulässigen Verformung des Funktionselements bzw. Gewindezylinders führt. Man sieht außerdem aus derFig. 1A, daß der rohrförmige Nietab­schnitt20 einen Innendurchmesser aufweist, der deutlich größer ist als der der Bohrung28 bzw. als der des Außendurchmessers des Gewindezy­linders30 und daß das freie Stirnende des rohrförmigen Nietabschnittes20, d. h. das untere Ende inFig. 1A, mit Stanz- und Nietmerkmalen aus­gestattet ist, die später näher erläutert werden.In this example, the functional element10 has a central bore28 , which is provided with a threaded cylinder30 . The head part18 also has an annular recess32 which defines a cylindrical region34 of the head part which is surrounded by an annular pressure surface36 . The functional element10 does not have to be designed as a mother element. Instead, the cylindrical region34 could merge over the annular surface38 into a shaft part which would extend upwards in the illustration according toFIG. 1A, so that a bolt element is present. The functional element10 could also perform other functions. For example, the bore28 could be designed as a cylindri cal bearing surface for the rotatable mounting of a shaft or realized as a clip receptacle to take a clip attachment. If the element is provided with a shaft part, the shaft part can not only be provided with a threaded cylinder, whereby a bolt element is present, but the shaft part could have a cylindrical bearing surface, e.g. B. for rotatable mounting of a lever or it could, for example, be provided with an annular groove to accommodate a clip. It is essential that the annular surface36 is designed as a pressure surface, so that a pressure in the longitudinal direction of the axis12 by means of a suitable tool, shown here with 40, can be exerted on the pressure surface36 in order to bring the element into the sheet metal part14 , without the forces exerted on the functional element10 leading to inadmissible deformation of the functional element or threaded cylinder. Also can be seen fromFIG. 1A, that the tubular Nietab cut20 has an inner diameter which is significantly larger than that of the bore28 and than that of the outer diameter of the Gewindezy Linders30 and that the free end face of the tubular rivet section20 that is, the lower end inFig. 1A, is equipped with punching and Nietmerkmalen of which are explained in more detail later.

Unterhalb des Blechteils14 befindet sich inFig. 1A eine Lochmatrize42, wobei das Werkzeug40 und die Lochmatrize42 normalerweise einander gegenüber liegen und miteinander ausgerichtet in einer Station eines Fol­geverbundwerkzeuges vorgesehen sind. Das heißt, daß die Längsachse des Elementes12 zugleich die Längsachse des Werkzeuges40 und die Längs­achse der Lochmatrize42 darstellt und in an sich bekannter Weise wird die Lochmatrize42 in einer unteren Platte des Folgeverbundwerkzeuges untergebracht und das obere Werkzeug40 wird entsprechend dem Dop­pelpfeil44 bewegt, um bei jeder nach oben gerichteten Bewegung ein wei­teres Funktionselement10 in die dargestellte Position aufzunehmen und bei jeder nach unten gerichteten Bewegung für die Einbringung des Funktionselementes in das Blechteil14 in der nachfolgend zu erläutern­den Weise zu sorgen. Im übrigen könnte das Werkzeug40 und die Lochmatrize42 in einer Transferpresse angeordnet werden. Die Lochma­trize42 wäre dann im unteren Werkzeug der Presse anzuordnen und das Werkzeug40 wird in einem Setzkopf untergebracht, der an einer Zwi­schenplatte der Presse oder am oberen Werkzeug der Presse montiert ist. Statt dessen könnte die Lochmatrize42 auf der Zwischenplatte der Presse montiert werden und das Werkzeug40 am oberen Werkzeug der Presse befestigt werden. Auch sind umgekehrte Anordnungen durchaus denkbar, bei denen das untere Werkzeug40 unterhalb der Lochmatrize42 ange­ordnet ist, beispielsweise im unteren Werkzeug der Presse oder an der Zwischenplatte der Presse, während die Lochmatrize dann an der Zwi­schenplatte der Presse bzw. am oberen Werkzeug der Presse anzuordnen wäre.1A below the sheet metal part14 is located inFig.42, a punching die, the tool40 and the piercing die42 is normally opposed to each other and aligned with each other in a station of a geverbundwerkzeuges Fol are provided. That is, the longitudinal axis of the element12 at the same time the longitudinal axis of the tool40 and the longitudinal axis of the piercing die42 is, and in a known manner, the matrix of holes is placed in a lower plate of the progressive die tool42 and upper die40 is in accordance with the Dop pelpfeil44 moved to accommodate a white teres functional element10 in the position shown with each upward movement and with each downward movement to provide for the introduction of the functional element in the sheet metal part14 in the manner to be explained below. Otherwise, the tool40 and the punch die42 could be arranged in a transfer press. The Lochma trize42 would then be arranged in the lower tool of the press and the tool40 is housed in a setting head which is mounted on an intermediate plate of the press or on the upper tool of the press. Instead, the die42 could be mounted on the intermediate plate of the press and the tool40 attached to the upper tool of the press. Reverse arrangements are also conceivable in which the lower tool40 is arranged below the die42 , for example in the lower tool of the press or on the intermediate plate of the press, while the die is then on the intermediate plate of the press or on the upper tool Press would be ordered.

Man merkt aus derFig. 1A, daß das Funktionselement10 in einer Ring­vertiefung46 des Werkzeugs untergebracht ist, die im Bodenbereich eine ringförmige Schulter48 aufweist, die gegen die Druckfläche36 des Funk­tionselementes drückt. Der zylinderförmige Bereich des Kopfteils18 ist in einer weiteren zylindrischen Vertiefung50 des Werkzeuges40 unterge­bracht und geht über die Ringschulter48 in die zylindrische Vertiefung46 über. Der rohrförmige Nietabschnitt20 des Funktionselementes steht mit seinem unteren Ende über die untere ringförmige Stirnseite52 des Werk­zeuges vor.It can be seen fromFig. 1A that the functional element10 is housed in a ring recess46 of the tool, which has an annular shoulder48 in the bottom region, which presses against the pressure surface36 of the radio-functional element. The cylindrical region of the head part18 is placed in a further cylindrical recess50 of the tool40 and passes over the annular shoulder48 into the cylindrical recess46 . The tubular rivet section20 of the functional element protrudes with its lower end on the lower annular end face52 of the tool.

Die Lochmatrize42 weist eine mittlere Bohrung54 auf, die in der Rich­tung nach unten inFig. 1A in eine größere Bohrung56 übergeht. Die Bohrung54 der Lochmatrize mündet an der oberen Stirnseite der Matrize in eine konusförmige Vertiefung58, die mit einer schräggestellten Ringflä­che60 eine ringförmige, um die Achse12 umlaufende Ringlippe62 bildet, wobei die schräggestellte Ringfläche60 in eine gegenüber der Mündung59 der Bohrung zurückversetzte ringförmige Auflagefläche64 der Lochmatri­ze übergeht.The perforated die42 has a central bore54 which merges in the downward direction inFIG. 1A into a larger bore56 . The bore54 of the piercing die opening at the upper end face of the die in a conical recess58 with an inclined Ringflä che60 an annular, circumferential about the axis12 annular lip62 forms, with the inclined annular surface60 in a opposite the mouth59 of the bore recessed annular bearing surface64 of the perforated matrix passes over.

DieFig. 1A zeigt den Zustand, in dem sich das Werkzeug40 nach unten in Richtung auf die Lochmatrize zubewegt und das freie Stirnende des rohrförmigen Nietabschnittes20 gerade auf die Oberseite des Blechteils14 trifft, während dieses direkt auf die Ringlippe62 der Lochmatrize abge­stützt ist. Man merkt, daß hier kein Niederhalter zur Anwendung gelangt.Fig. 1A shows the state in which the tool40 moves down towards the punch die and the free end of the tubular rivet section20 just meets the top of the sheet metal part14 , while this abge directly on the lip62 of the punch die is. You notice that no hold-down is used here.

Wie ausFig. 1B ersichtlich, wird durch die weitere nach unten gerichtete Bewegung des Werkzeuges40 das Funktionselement so gegen das Blech­teil gedrückt, daß ein Stanzbutzen66 aus dem Blechteil14 herausge­stanzt wird und das Blechmaterial zur Anlage an die konusförmige Ring­vertiefung58 an der Mündung der Bohrung54 gebracht wird. Außerdem gelangt das Blechmaterial in Anlage mit der unteren Stirnseite52 des Werkzeuges40 und es wird eine leicht konusförmige Erhöhung zwischen der Ringlippe62 und der ringförmigen Stirnseite52 des Werkzeuges ge­bildet.As can be seen fromFIG. 1B, the further downward movement of the tool40 presses the functional element against the sheet metal in such a way that a punching slug66 is punched out of the sheet metal part14 and the sheet metal material is in contact with the conical ring recess58 the mouth of the bore54 is brought. In addition, the sheet metal material comes into contact with the lower end face52 of the tool40 and it forms a slightly conical increase between the annular lip62 and the annular end face52 of the tool ge.

Man merkt auch aus derFig. 1B, daß der Durchmesser der Bohrung54 in diesem Beispiel etwas größer gewählt wurde als der Außendurchmesser des rohrförmigen Nietabschnittes20 und daß dies dazu geführt hat, daß sich eine zylindrische Ringlippe68 um das Stanzloch70 im Blechteil her­um gebildet hat. Diese Ringlippe68, zusammen mit dem Bereich des Bleichteils14, der an der konusförmigen Fläche58 anliegt, verhindert, daß bei einer weiteren nach unten gerichteten Bewegung des Werkzeuges40 das Stanzloch70 aufgeweitet wird. Statt dessen bleibt das Blechmate­rial um das Stanzloch70 herum eng in Berührung mit der rohrförmigen Oberfläche des Nietabschnittes20.It can also be seen fromFIG. 1B that the diameter of the bore54 in this example was chosen somewhat larger than the outer diameter of the tubular rivet section20 and that this has resulted in a cylindrical annular lip68 around the punched hole70 in the sheet metal part has formed. This ring lip68 , together with the area of the bleaching part14 which bears against the conical surface58 , prevents the punched hole70 from being widened when the tool40 is moved further downward. Instead, the sheet material around the punch hole70 remains closely in contact with the tubular surface of the rivet portion20 .

DieFig. 1C zeigt den Zustand nach einer weiteren kurzen, nach unten ge­richteten Bewegung des Werkzeuges40, woraus ersichtlich ist, daß das Blechmaterial noch eng in Berührung mit dem Nietabschnitt20 ist.Fig. 1C shows the state after a further short, downward ge movement of the tool40 , from which it can be seen that the sheet material is still in close contact with the rivet section20 .

Die nach unten gerichtete Bewegung des Werkzeuges40 schreitet dann fort, bis der Zustand gemäßFig. 1D erreicht ist. Hier ist das Blechmaterial nunmehr zwischen der ringförmigen Anlagefläche52 des Werkzeuges40 und der ringförmigen Anlagefläche64 der Lochmatrize42 eingeklemmt.The downward movement of the tool40 then continues until the state shown inFIG. 1D is reached. Here, the sheet metal material is now clamped between the annular contact surface52 of the tool40 and the annular contact surface64 of the punch die42 .

Man sieht, daß das Blechmaterial immer noch eng an der Außenseite des rohrförmigen Nietabschnitts20 anliegt, so daß das Funktionselement im Stanzloch70 des Blechteils14 eingeklemmt ist. Man sieht auch aus derFig. 1D, daß das Blechmaterial außerdem eng an der schräggestellten Ringfläche24 der Ringvertiefung22 anliegt und die Ringvertiefung beina­he vollständig ausgefüllt hat, wobei die Verdrehsicherungsnasen26 be­reits teilweise in das Blechmaterial eingedrungen sind, was ebenfalls die klemmende Aufnahme des Funktionselementes im Blechmaterial begün­stigt. Im übrigen folgt das Blechmaterial des Blechteils14 dem Verlauf der schräggestellten Ringfläche60 der Lochmatrize42, wobei dies allerdings nicht wesentlich ist, da das Blechmaterial zwischen der Ringlippe62 und der Anlagefläche64 durch die Andrückkräfte des Werkzeuges an der unte­ren Stirnfläche52 des Werkzeuges gespannt ist, so daß auch bei einem schrägeren Verlauf der Ringfläche60 das Blechmaterial ohnehin den inFig. 1D gezeigten Verlauf in diesem Bereich annehmen würde.It can be seen that the sheet metal material still lies closely against the outside of the tubular rivet section20 , so that the functional element is clamped in the punched hole70 of the sheet metal part14 . It can also be seen fromFIG. 1D that the sheet metal material also lies closely against the inclined annular surface24 of the ring recess22 and has almost completely filled the ring recess, the anti-rotation lugs26 already being partially penetrated into the sheet metal material, which is also the clamping receptacle of the functional element in the sheet material begins. Otherwise, the sheet metal material of the sheet metal part14 follows the course of the inclined annular surface60 of the punch die42 , although this is not essential since the sheet metal material between the annular lip62 and the contact surface64 is stretched by the pressing forces of the tool on the lower end face52 of the tool is, so that even with an oblique course of the annular surface60, the sheet material would assume the course shown inFIG. 1D in this area anyway.

Der Lochvorgang ist nunmehr beendet und das obere Werkzeug40 wird angehoben (Pfeil44) und das Blechteil14 mit dem Funktionselement10 wird von der feststehenden Lochmatrize weggedrückt (durch nicht gezeig­te, aber an sich gut bekannte gefederte Stifte). Der Stanzbutzen66 fällt in die Bohrung56 hinein und wird über diese Bohrung in an sich bekannter Weise entsorgt. Das Blechteil14 mit dem im Stanzloch70 klemmend auf­genommenen Funktionselement10 wird nunmehr von der Lochmatrize weggehoben und in die nächste Station des Folgeverbundwerkzeuges transportiert. Wenn ein solches Folgeverbundwerkzeug zur Anwendung gelangt, wird das Blechteil14 in an sich bekannter Weise als Blechstreifen durch das Werkzeug geführt, dieser Blechstreifen besteht aus mehreren zusammenhängenden Blechteilen14, die durch die Randbereiche des Blechstreifens gehalten und geführt werden. Handelt es sich um eine Transferpresse, so wird das Blechteil14 in die nächste Presse oder weiter in die erste Presse transportiert.The punching process is now complete and the upper tool40 is raised (arrow44 ) and the sheet metal part14 with the functional element10 is pushed away from the fixed punch die (by spring pins not shown, but known per se). The punching slug66 falls into the bore56 and is disposed of via this bore in a manner known per se. The sheet metal part14 with the functional element10 clamped in the punching hole70 is now lifted away from the punch die and transported to the next station of the progressive tool. If such a progressive tool is used, the sheet metal part14 is guided through the tool as a sheet metal strip in a manner known per se; this sheet metal strip consists of a plurality of connected sheet metal parts14 which are held and guided by the edge regions of the sheet metal strip. If it is a transfer press, the sheet metal part14 is transported into the next press or further into the first press.

In dieser weiteren Station bzw. weiteren Presse wird nunmehr das Bauteil bestehend aus dem Funktionselement10 und dem Blechteil14 weiterver­arbeitet, und zwar durch einen Nietvorgang, der inFig. 1E und 1F darge­stellt ist.In this further station or further press, the component consisting of the functional element10 and the sheet metal part14 is now further processed, namely by a riveting process, which is shown in FIGS. 1E and 1F.

Das Werkzeug80, das zu diesem Zweck verwendet wird, entspricht von seiner Grundauslegung dem Werkzeug40, wobei jedoch die Ringvertie­fung82 an der unteren Stirnseite des Werkzeuges in axialer Richtung nur so tief ist, daß die untere Stirnseite84 des Werkzeuges80 in einer radia­len Ebene mit dem ringförmigen Bereich27 der Auflagefläche des Kopfteils flüchtet. Die Matrize86, die unterhalb des Blechteils14 angeordnet ist, weist in diesem Beispiel einen konzentrisch zur Längsachse12 des Funk­tionselementes10 angeordneten zylindrischen Vorsprung88 mit einer leicht konkaven schräggestellten Ringfläche90 auf, die in eine ringförmige Fläche92 übergeht, die in einer radialen Ebene liegt und nur geringfügig oberhalb des ringförmigen Bereiches94 der Nietmatrize86 steht, der das Blechteil14 beim Nietvorgang abstützt. Das obere Werkzeug80 wird ent­sprechend dem Doppelpfeil96 zunächst nach unten bewegt, um den Niet­vorgang durchzuführen, der inFig. 1F im abgeschlossenen Zustand ge­zeigt ist. Man merkt, daß das Blechmaterial im Bereich der Ringvertiefung22 vollständig in diese Ringvertiefung eingepreßt worden ist und daß der ringförmige Nietabschnitt20 radial nach außen umgebördelt bzw. umge­legt ist, so daß das Blechmaterial im Bereich der Ringvertiefung form­schlüssig zwischen dem Funktionselement10 und dem umgebördelten Nietabschnitt20 eingeklemmt ist. Man merkt außerdem, daß die Ringflä­che92 den Nietabschnitt so flachgepreßt hat, daß dieser geringfügig ge­genüber der Unterseite des Blechteils14 zurückversetzt ist. Das Blechteil14 ist wiederum zwischen der ringförmigen Anlagefläche84 des oberen Werkzeuges80 und der ringförmigen Anlagefläche94 der Nietmatrize86 geklemmt, so daß das Blechmaterial eben und frei von Verwerfungen ist.The tool80 used for this purpose corresponds to the basic design of the tool40 , but the ring recess82 on the lower end of the tool in the axial direction is only so deep that the lower end84 of the tool80 in a radia len plane escapes with the annular region27 of the bearing surface of the head part. The die86 , which is arranged below the sheet metal part14 , has in this example a concentric to the longitudinal axis12 of the func tion element10 arranged cylindrical projection88 with a slightly concave inclined annular surface90 which merges into an annular surface92 which is in a radial Is level and is only slightly above the annular region94 of the rivet die86 , which supports the sheet metal part14 during the riveting process. The upper tool80 is accordingly the double arrow96 first moved down to perform the riveting process, which is shown inFig. 1F in the closed state ge. One notices that the sheet material in the area of the ring recess22 has been completely pressed into this ring recess and that the annular rivet section20 is flanged radially outwards or vice versa, so that the sheet material in the area of the ring recess is form-fitting between the functional element10 and the flanged rivet section20 is clamped. It can also be seen that the Ringflä surface92 has pressed the rivet section so flat that it is slightly set back compared to the underside of the sheet metal part14 . The sheet metal part14 is in turn clamped between the annular contact surface84 of the upper tool80 and the annular contact surface94 of the rivet die86 , so that the sheet metal material is flat and free of distortions.

Man merkt auch, daß der Ringzwickel74 zwischen der Rundung21 des Mutterelements und dem ehemaligen konusförmigen Bereich des Blech­teils inFig. 1D nunmehr wesentlich kleiner geworden ist. Im übrigen ist das Blechmaterial vollständig um die Verdrehsicherungsmerkmale herum verformt. Das Ergebnis ist eine hohe Kompression des Blechmaterials im Bereich dessen formschlüssiger Aufnahme zwischen dem Kopfteil18 und dem umgebördelten Nietabschnitt20 des Funktionselementes10, so daß radiale Druckkräfte permanent vom Blechmaterial auf den Nietabschnitt20 ausgeübt werden und eine hochwertige Verbindung zustande gekom­men ist. Die genaue Form des umgebördelten Nietabschnittes ist durch die Formgebung des Vorsprungs der Nietmatrize42 vorgegeben. Das ferti­ge Zusammenbauteil bestehend aus dem Funktionselement10 und dem Blechteil14 kann nun aus den Werkzeugen entfernt werden, durch Anheben des oberen Werkzeugs80 und des Zusammenbauteils, das ggf. vom führenden Blechstreifen in dieser Station des Folgeverbundwerkzeugs oder in einer späteren Station vom Blechstreifen getrennt wird.It can also be seen that the ring gusset74 between the rounding21 of the nut element and the former conical region of the sheet metal has now become considerably smaller inFIG. 1D. In addition, the sheet metal material is completely deformed around the anti-rotation features. The result is a high compression of the sheet material in the area of its positive reception between the head part18 and the flanged rivet section20 of the functional element10 , so that radial compressive forces are permanently exerted by the sheet material on the rivet section20 and a high-quality connection has come about. The exact shape of the flanged rivet section is predetermined by the shape of the projection of the rivet die42 . The ferti ge assembly part consisting of the functional element10 and the sheet metal part14 can now be removed from the tools by lifting the upper tool80 and the assembly part, which may be separated from the leading sheet metal strip in this station of the progressive tool or in a later station from the sheet metal strip becomes.

Es werden nunmehr einige Ausführungen zu der möglichen Auslegung der Lochmatrize42 und dem damit zusammenwirkenden Stirnende des Nietabschnittes20 gemacht. Eine erste Ausführungsform ist inFig. 2A gezeigt. Die hier verwendeten Bezugszeichen sind die gleichen, die inFig. 1A bis 1F verwendet werden, die Unterschiede werden jedoch jeweils er­läutert. Die Lochmatrize42 wird hier nur im Bereich der Mündung der Bohrung54 auf der linken Seite der Matrize gezeigt, wobei hier eine ko­nusförmige Ringfläche58 nicht vorgesehen ist, sondern die Mündung der Bohrung54 liegt direkt an der Stirnseite61 der Matrize, die beispielsweise dann über die Schrägfläche60 in die hier nicht gezeigte tiefergelegte Anla­gefläche64 übergeht. Der Nietabschnitt20 geht hier mit einer zylindri­schen Fläche21 in eine in einer radialen Ebene liegenden Stirnfläche23 über. Zwischen der Stirnseite des Nietabschnittes20 und der Stirnseite61 der Lochmatrize42 angeordnet befindet sich das Blechteil14. DieFig. 2B zeigt den Zustand unmittelbar nach der Bildung des Stanzbutzens66, welcher durch die nach unten gerichtete Bewegung des Nietabschnittes20 des Funktionselement10 in Pfeilrichtung44 gebildet ist. Man merkt aus derFig. 2B, daß die Bohrung54 der Lochmatrize einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der zylindrischen Fläche21 des Nietabschnittes aufweist. Außerdem sieht man deutlich ausFig. 2B, daß das Blechmaterial14 durch die Schneidkante25 zwischen der zylin­drischen Fläche21 und der Stirnseite23 des Nietabschnittes20 ge­schnitten wurde und daß das Blechmaterial eng an der zylindrischen Flä­che21 anliegt. Obwohl die Schnittfläche15 des Blechteils im oberen Bereich sauber ist, bricht das Material im unteren Drittel des Blechteils14, so daß die leicht irreguläre Bruchfläche17 entsteht. Der Stanzbutzen66 zeigt sich als Spiegelbild dieses Vorganges mit einer sauberen Schnittflä­che67 im oberen Bereich und mit einer leicht irregulären Bruchfläche69 im unteren Drittel. Die Ausbildung des Stanzloches70 und der Außen­seite des Stanzbutzens66 ist bei einer solchen Anordnung an jeder Stelle um die Längsachse12 herum (hier nicht gezeigt) im Prinzip gleich. Man merkt außerdem ausFig. 2B, daß wenn die Bohrung54 von einer Boh­rung56 mit einer großen Bohrung mit großem Durchmesser gefolgt ist, der Stanzbutzen problemlos durch diese weitere Bohrung56 entsorgt werden kann, da die Bohrung größer ist als der Außendurchmesser des Stanzbutzens im Bereich der Fläche69. Diese Auslegung des Nietab­schnittes und der Lochmatrize kann durchaus bei einem Verfahren nach denFig. 1A bis 1F verwendet werden.There are now some comments on the possible design of the die42 and the cooperating end face of the rivet section20 . A first embodiment is shown inFig. 2A. The reference numerals used here are the same as those used inFIGS. 1A to 1F, but the differences are explained in each case. The hole die42 is shown here only in the area of the mouth of the bore54 on the left side of the die, a con nus-shaped annular surface58 is not provided here, but the mouth of the bore54 is located directly on the end face61 of the die, which then, for example over the inclined surface60 into the lowered contact surface64 , not shown here. The rivet section20 merges with a cylindrical surface21 into an end face23 lying in a radial plane. The sheet metal part14 is arranged between the end face of the rivet section20 and the end face61 of the punch die42 . TheFig. 2B shows the state immediately after formation of the panel slug66, which the functional element is formed in the direction of arrow4410 by the downward movement of the rivet section20th It can be seen fromFIG. 2B that the bore54 of the punch die has a slightly larger inside diameter than the outside diameter of the cylindrical surface21 of the rivet section. In addition, one can clearly see fromFIG. 2B that the sheet material14 of the rivet section20 was cut ge by the cutting edge25 between the zylin-cylindrical surface21 and the end face23 and that the sheet metal material surface close to the cylindrical FLAE rests21. Although the cut surface15 of the sheet metal part is clean in the upper region, the material breaks in the lower third of the sheet metal part14 , so that the slightly irregular fracture surface17 is created. The punching slug66 shows itself as a mirror image of this process with a clean cut surface67 in the upper region and with a slightly irregular fracture surface69 in the lower third. The formation of the punch hole70 and the outside of the punching slug66 is in principle in such an arrangement at any point around the longitudinal axis12 (not shown here). It can also be seen fromFig. 2B that if the bore54 is followed by a drilling56 with a large bore with a large diameter, the punching slug can be easily disposed of through this further bore56 , since the bore is larger than the outer diameter of the punching slug in the area of surface69 . This design of the Nietab section and the punch die can be used in a method according toFIGS. 1A to 1F.

Noch besser ist allerdings die Auslegung gemäßFig. 3A und 3B. Hier weist der Nietabschnitt die gleiche Ausbildung wie inFig. 2A auf, die Lochmatri­ze42 weist aber eine konusförmige Fläche58 auf, wie in derFig. 1 gezeigt. Diese geht allerdings erst über eine Ringfläche61 in die schräggestellte Ringfläche60 über, anstatt unmittelbar in diese schräggestellte Fläche überzugehen, was aber grundsätzlich möglich ist. Auch hier weist die Bohrung54 der Lochmatrize einen größeren Durchmesser als die zylindri­sche Fläche21 des Nietabschnittes20 auf.However, the design according toFIGS. 3A and 3B is even better. Here, the rivet section has the same configuration as inFIG. 2A, but the hole matrix42 has a conical surface58 , as shown inFIG. 1. However, this only merges into the inclined ring surface60 via an annular surface61 , instead of going directly into this inclined surface, which is, however, fundamentally possible. Here, too, the bore54 of the punch die has a larger diameter than the cylindrical surface21 of the rivet section20 .

Der Schneidvorgang und die Ausbildung der Bruchflächen17 und69 er­folgt hier im wesentlichen genau wie im Zusammenhang mitFig. 2A und 2B beschrieben, jedoch wird das Blechmaterial hier in die konusförmige Vertiefung58 hineingezogen, so daß es eng an diese Konusfläche anliegt und die obere Ringkante71 einen noch größeren Radius erhält als dies bei der Ausführungsform gemäßFig. 2A und 2B der Fall ist. Diese Ausbildung gemäßFig. 3A und 3B ist deshalb vorteilhaft, weil sich das Blechmaterial59, das sich im Bereich der konusförmigen Vertiefung58 befindet, sich (sozusagen) mit der Lochmatrize42 verhakt, wodurch eine Aufweitung des Stanzloches70 im späteren Verfahren weitestgehend ausgeschaltet wird.The cutting process and the formation of the fracture surfaces17 and69 he follows here essentially exactly as described in connection withFIGS. 2A and 2B, but the sheet material is drawn here into the conical depression58 so that it lies closely against this conical surface and the upper Ring edge71 receives an even larger radius than is the case with the embodiment according toFIGS. 2A and 2B. This embodiment according toFigs. 3A and 3B, therefore, is advantageous because the sheet material59, which is located in the region of the conical recess58, will be (as it were) hooked to the matrix of holes42, thereby largely off a widening of the punched hole70 in the later process ,

Eine noch bessere Ausbildung ist denFig. 4A und 4B zu entnehmen, die die konkrete Ausbildung gemäßFig. 1 zeigen, allerdings geht auch hier die konusförmige Fläche58 erst in eine sich radial erstreckende Ringfläche61 über und erst dann in die weitere Schrägfläche60. Die Ringfläche61 kann jedoch weggelassen werden, so daß die konusförmige Fläche58 un­mittelbar in die schräggestellte Ringfläche60 übergeht.An even better design can be seen inFIGS. 4A and 4B, which show the specific design according toFIG. 1, but here, too, the conical surface58 first merges into a radially extending annular surface61 and only then into the further inclined surface60 . The annular surface61 can, however, be omitted, so that the conical surface58 un merges directly into the inclined annular surface60 .

Die Lochmatrize42 in diesem Beispiel hat genau die gleiche Form wie in derFig. 3B, dagegen ist die Ausbildung des Nietabschnittes20 nunmehr so getroffen, daß die zylindrische Fläche21 über einen Radius19 in die Stirnseite23 übergeht.The perforated die42 in this example has exactly the same shape as inFIG. 3B, on the other hand the rivet section20 is now designed such that the cylindrical surface21 merges into the end face23 over a radius19 .

Abweichend von den bisherigen Beispielen gemäßFig. 2A und B undFig. 3A und B weist hier die Bohrung54 einen Innendurchmesser auf, der deutlich größer ist als die zylindrische Fläche21 des Nietabschnittes20. Beispielsweise kann der Radius der Bohrung54 ohne weiteres um 30 bis 50% der Blechdicke größer sein als der Radius der zylindrischen Fläche21 des Nietabschnittes.In contrast to the previous examples according toFIGS. 2A and B andFIGS. 3A and B, the bore54 here has an inner diameter that is significantly larger than the cylindrical surface21 of the rivet section20 . For example, the radius of the bore54 can easily be larger by 30 to 50% of the sheet thickness than the radius of the cylindrical surface21 of the rivet section.

Eine solche Ausbildung führt nun zu einer plastischen Verformung des Blechmaterials in den sich zwischen der Bohrung54 und der zylindrischen Fläche ausbildenden Ringspalt hinein, bis der Stanzbutzen an der Bruchfläche98 vom Blechteil14 abreist. Hierdurch entsteht die oben er­wähnte zylindrische Ringlippe68.Such a design now leads to a plastic deformation of the sheet metal material into the annular gap formed between the bore54 and the cylindrical surface until the punching slug leaves the sheet metal part14 at the breaking surface98 . This creates the above-mentioned cylindrical ring lip68 .

Diese Ausbildung ist aus mehreren Gründen zu bevorzugen. Erstens be­deutet der größere Durchmesser der Zylinderbohrung54 im Vergleich zu der zylindrischen Fläche21 des Nietabschnittes, daß die Ausrichtung der Matrize mit dem Werkzeug weniger kritisch ist. Zum zweiten hilft die zy­lindrische Ringlippe68 dem Material im Bereich der konusförmigen Flä­che58 die Aufweitung des Stanzloches bei der nachfolgenden Umformung des Blechteils zu vermeiden. Drittens schafft die zylindrische Lippe68 noch mehr Material im Bereich des Stanzloches, so daß eine noch intensi­vere plastische Verformung des Blechteils im Bereich der Ringvertiefung des Funktionselementes erreicht wird. Weiterhin erhält der Stanzbutzen durch diese Anordnung eine Form, die für das sichere Entsorgen des Stanzbutzen durch die Bohrung56 der Lochmatrize hindurch günstig ist. Diese vorteilhafte Ausbildung des Stanzloches und des Stanzbutzens wird auch dann erreicht, wenn der Stanzabschnitt20 eine konusförmige Ver­tiefung an der radial inneren Seite aufweist, wie durch die gestrichelte Li­nie99 als Möglichkeit dargestellt ist. Diese konusförmige Vertiefung, die inFig. 1 gezeigt ist, hat den Vorteil, daß sie die Aufweitung und Umbör­delung des Nietabschnittes im anschließenden Nietvorgang begünstigt.This training is preferable for several reasons. First, the larger diameter of the cylinder bore54 in comparison to the cylindrical surface21 of the rivet section means that the alignment of the die with the tool is less critical. Second, the cylindrical ring lip68 helps the material in the area of the conical surface58 to avoid the widening of the punched hole during the subsequent forming of the sheet metal part. Thirdly, the cylindrical lip68 creates even more material in the area of the punched hole, so that an even more intense plastic deformation of the sheet metal part is achieved in the area of the ring recess of the functional element. Furthermore, this arrangement gives the punching slug a shape which is favorable for the safe disposal of the punching slug through the bore56 of the punch die. This advantageous embodiment of the punching hole and the punching slug is also achieved when the punching section20 has a conical recess on the radially inner side, as is never shown as a possibility by the dashed line99 . This conical depression, which is shown inFig. 1, has the advantage that it favors the expansion and Umbör delung the rivet section in the subsequent riveting process.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens bzw. der ver­wendeten Werkzeuge wird nunmehr anhand derFig. 5A bis 5F be­schrieben.A further preferred embodiment of the method or of the tools used will now be described with reference toFIGS. 5A to 5F.

Es werden im Zusammenhang mit denFig. 5A bis 5F die gleichen Be­zugszeichen verwendet wie im Zusammenhang mit den bisherigen Figu­ren. Es versteht sich daher, daß die bisherige Beschreibung auch für Teile inFig. 5A bis 5F gilt, die die gleichen Bezugszeichen aufweisen, so daß ei­ne nähere Beschreibung dieser Merkmale nur dann erfolgen wird, wenn Besonderheiten oder besondere Unterschiede zu beachten sind. Es kann gesagt werden, daß das inFig. 5A bis F gezeigte Funktionselement10 die gleiche Form aufweist wie das Funktionselement10 derFig. 1A bis 1F, so daß eine erneute Beschreibung des Elementes selbst nicht notwen­dig ist.The same reference numerals are used in connection with FIGS. 5A to 5F as in connection with the previous figures. It is therefore understood that the previous description also applies to parts inFIGS. 5A to 5F that have the same reference numbers , so that a detailed description of these features will only be given if special features or special differences are to be considered. It can be said that the functional element10 shown inFIGS. 5A to F has the same shape as the functional element10 ofFIGS. 1A to 1F, so that a new description of the element itself is not necessary.

Das obere Werkzeug40 derFig. 5A kann im Prinzip genauso in einem Fol­geverbundwerkzeug oder einer Transferpresse eingebaut werden wie das entsprechende Werkzeug derFig. 1A, nur ist hier das Werkzeug40 von einem gefederten Niederhalter100 umgeben, der durch schematisch dar­gestellte Schraubendruckfedern102 nach unten vorgespannt ist. Die Schraubendruckfedern102 können durch andere geeignete Federn, wie Gasdruck- oder Fluiddruckfedern, ersetzt werden. Das Werkzeug40 weist in diesem Beispiel nur eine Vertiefung50 auf, die der Vertiefung50 des Werkzeuges40 derFig. 1A entspricht. Die untere Stirnseite48 des Werk­zeuges40 drückt hier unmittelbar auf die ringförmige Druckfläche36 des Funktionselementes10. Die Matrize42 kann genauso ausgebildet werden wie in derFig. 1A, wird aber hier so dargestellt, als würde sie die Form gemäßFig. 2A und 2B aufweisen, was grundsätzlich hier möglich ist, da die Stirnseite101 des gefederten Niederhalters100 bei der nach unten ge­richteten Bewegung des Werkzeuges40 das Blechmaterial fest gegen die ringförmige Anlagefläche64 der Matrize hält, und zwar nach Ausbildung der konusförmigen Erhöhung im Blechteil (wie inFig. 5B gezeigt) vor Ausbildung des Stanzloches. Bei der Ausbildung des Stanzloches70, die durch eine weitere nach unten gerichtete Bewegung des Werkzeuges40 entsprechend der Darstellung gemäßFig. 5C erreicht wird, ist eine Auf­weitung des Stanzloches nicht mehr zu befürchten, da das Blechteil um die Lochmatrize herum vom Niederhalter festgehalten wird und sich somit nicht ausdehnen kann.In principle, the upper tool40 ofFIG. 5A can be installed in a follow-up compound tool or a transfer press like the corresponding tool ofFIG. 1A, only here the tool40 is surrounded by a spring-loaded hold-down device100 , which is represented by schematically illustrated helical compression springs102 is biased downwards. The helical compression springs102 can be replaced by other suitable springs, such as gas pressure or fluid pressure springs. In this example, the tool40 has only one depression50 , which corresponds to the depression50 of the tool40 inFIG. 1A. The lower end face48 of the tool40 presses here directly onto the annular pressure surface36 of the functional element10 . The die42 can be designed in exactly the same way as inFIG. 1A, but is represented here as if it had the shape according toFIGS. 2A and 2B, which is basically possible here, since the end face101 of the spring-loaded hold-down device100 is shown inFIG below ge directed movement of the tool40 holds the sheet material firmly against the annular contact surface64 of the die, after the cone-shaped elevation in the sheet metal part (as shown inFig. 5B) is formed before the punch hole is formed. In the formation of the punched hole70 , which is achieved by a further downward movement of the tool40 as shown inFIG. 5C, an expansion of the punched hole is no longer to be feared, since the sheet metal part is held around the punch die by the hold-down device and therefore cannot expand.

Ansonsten ist das Einbringungsverfahren gemäß den weiterenFig. 5D, 5E und 5F mit der in denFig. 1 D bis 1 F gezeigten Verfahrensweise identisch, weshalb diese weiteren Schritte hier nicht extra beschrieben werden. Man merkt aber, daß das obere Werkzeug80 und die Nietmatrize86 inFig. 5E und 5F identisch mit dem Werkzeug80 und der Nietmatrize86 derFig. 1E und 1F sind.Otherwise, the introduction method according to the otherFIGS. 5D, 5E and 5F is identical to the procedure shown inFIGS. 1 D to 1 F, which is why these further steps are not described here in detail. However, it can be seen that the upper tool80 and the rivet die86 in FIGS. 5E and 5F are identical to the tool80 and the rivet die86 of FIGS. 1E and 1F.

Schließlich zeigen dieFig. 6A bis 6F eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auch hier werden die gleichen Be­zugszeichen für die gleichen Teile verwendet, und es werden nur die ab­weichenden Merkmale beschrieben.Finally,FIGS. 6A to 6F show a modified embodiment of the method according to the invention. Here, too, the same reference numerals are used for the same parts, and only the deviating features are described.

Während bei den bisherigen Ausführungsformen eine konusförmige Erhe­bung im Blechteil14 erzeugt wird, wird bei der Verfahrensweise derFig. 6A eine konusförmige Vertiefung im Blechteil erzeugt, die anschließend in eine konusförmige Erhebung umgewandelt wird. Um dies zu erreichen, weist die Lochmatrize42 eine besondere Ausbildung auf, in der die Boh­rung54 in eine kreisförmige Vertiefung110 in der Stirnseite der Matrize bei 59 mündet, wobei die kreisförmige Vertiefung110 über eine schrägge­stellte Ringfläche112 in die ringförmige Anlagefläche64 übergeht, die hier axial vor der Mündung59 der Bohrung54 angeordnet ist. Der Übergang vom Bodenbereich112 der kreisförmigen Vertiefung in die schräggestellte Ringfläche112 und der Übergang von der schräggestellten Ringfläche112 in die ringförmige Anlagefläche160 sind gerundet ausgebildet.While in the previous embodiments a conical elevation is generated in the sheet metal part14 , a conical depression is generated in the sheet metal part in the procedure ofFIG. 6A, which is subsequently converted into a conical elevation. In order to achieve this, the punch die42 has a special design in which the bore54 opens into a circular recess110 in the end face of the die at 59, the circular recess110 via an obliquely placed annular surface112 in the annular contact surface64 passes, which is arranged axially in front of the mouth59 of the bore54 . The transition from the bottom region112 of the circular depression into the inclined annular surface112 and the transition from the inclined annular surface112 into the annular contact surface160 are rounded.

Das obere Werkzeug40 wird auch hier ohne Niederhalter realisiert. Die das Funktionselement10 aufnehmende Vertiefung46 in der unteren Stirnseite des Werkzeuges40 ist im Prinzip gleich realisiert wie im Werk­zeug40 derFig. 1A mit einer ersten kreisförmigen Vertiefung46, die über einen sich radial erstreckenden Bodenbereich48 in eine weitere kreisför­mige Vertiefung50 übergeht, nur ist hier die kreisförmige Vertiefung46 nur gerade so tief, daß der ringförmige Bereich27 der Auflagefläche16 des Funktionselementes10 bündig mit der unteren Stirnseite52 des obe­ren Werkzeuges40 liegt. D. h. der rohrförmige Nietabschnitt20 ragt hier weiter aus der unteren Stirnseite des Werkzeuges40 hervor.The upper tool40 is also implemented here without a hold-down device. The functional element10 receiving recess46 in the lower end face of the tool40 is realized in principle the same as in the tool40 ofFIG. 1A with a first circular recess46 , which extends over a radially extending bottom area48 into a further circular recess50 passes, only here is the circular recess46 only just so deep that the annular region27 of the bearing surface16 of the functional element10 lies flush with the lower end face52 of the tool40 obe Ren. That is, the tubular rivet section20 protrudes further from the lower end face of the tool40 .

Wie ausFig. 6B ersichtlich, führt die nach unten gerichtete Bewegung des oberen Werkzeuges entsprechend dem Pfeil44 dazu, daß der rohrförmige Nietabschnitt20 eine konusförmige Ringvertiefung120 im Blechteil14 erzeugt. Bei der weiteren nach unten gerichteten Bewegung des Werkzeu­ges wird der Stanzabschnitt20 verwendet, um einen Stanzbutzen zu er­zeugen, wobei dies beispielsweise entsprechend einem der Verfahren ge­mäßFig. 2A und 2B, 3A und 3B oder 4A und 4B erfolgen kann. Nach dem erfolgten Durchstanzen des Blechteils entsprechendFig. 6C bewegt sich das Werkzeug weiter nach unten bis seine untere Stirnseite52 das Blechteil gegen die obere Stirnseite64 der Lochmatrize klemmt, wie inFig. 6D gezeigt. Man merkt hier, daß das Blechteil ebenfalls an den weiteren ringförmigen Bereich27 der Auflagefläche16 des Kopfteils des Funktion­selementes10 anliegt und man sieht außerdem ausFig. 6D, daß das Blechmaterial zwischen dieser ringförmigen Fläche und dem Nietabschnitt20 volumenmäßig tendentiell größer ist als das Volumen, das es beim an­schließenden Nietvorgang annimmt, wenn die inFig. 6D konusförmige Vertiefung im Blechteil in eine konusförmige Erhebung umgewandelt wird, die die Ringvertiefung ausfüllt (so wie inFig. 6F gezeigt).As can be seen fromFIG. 6B, the downward movement of the upper tool according to arrow44 leads to the tubular rivet section20 producing a conical annular recess120 in the sheet metal part14 . During the further downward movement of the tool, the punching section20 is used to produce a punching slug, this being possible, for example, according to one of the methods according to FIGS. 2A and 2B, 3A and 3B or 4A and 4B. After the sheet metal part has been punched out according toFIG. 6C, the tool moves further down until its lower end face52 clamps the sheet metal part against the upper end face64 of the punch die, as shown inFIG. 6D. It can be seen here that the sheet metal part also bears against the further annular region27 of the bearing surface16 of the head part of the function element10 and it can also be seen fromFIG. 6D that the sheet metal material between this annular surface and the rivet section20 tends to be larger in volume than that Volume that it assumes in the subsequent riveting process when the conical depression in the sheet metal part inFIG. 6D is converted into a conical elevation which fills the ring depression (as shown inFIG. 6F).

Wie ausFig. 6D ersichtlich, liegt das Blechmaterial eng am Nietabschnitt20 an. Das Blechteil mit dem darin kraftschlüssig geklemmten Funktions­element10 wird dann nach Anhebung des Werkzeugs40 und des Blech­teils in eine weitere Station oder in eine weitere Presse gebracht und wird dort mit einem oberen Werkzeug80, das mit dem oberen Werkzeug40 identisch ist und mit einer unteren Nietmatrize86, die identisch ist mit den bisher gemäßFig. 1E und 5E verwendeten Matrizen86 einem Niet­vorgang unterzogen, der inFig. 6F im Endzustand gezeigt ist. Dieser Zu­stand entspricht wiederum vollständig dem Zustand gemäßFig. 1F und man merkt, daß das Blechmaterial formschlüssig zwischen dem Kopfteil18 des Funktionselementes und dem umgebördelten Nietabschnitt20 ge­klemmt ist, wobei aufgrund der eintretenden Volumenverkleinerung das Blechmaterial im Bereich zwischen der Auflagefläche16 und dem umge­bördelten Nietabschnitt einer erheblichen Kompression ausgesetzt ist, die zu einer plastischen Verformung des Materials und zu einer permanenten Kompressionsspannung führt, die für eine hochwertige Verbindung des Funktionselementes10 am Blechteil14 sorgt.As can be seen fromFIG. 6D, the sheet metal material lies closely against the rivet section20 . The sheet metal part with the non-positively clamped functional element10 is then brought after raising the tool40 and the sheet metal part in another station or in another press and is there with an upper tool80 , which is identical to the upper tool40 and with a lower rivet die86 , which is identical to the die86 previously used according toFIGS. 1E and 5E, is subjected to a rivet process, which is shown inFIG. 6F in the final state. This again corresponded completely to the state shown inFIG. 1F and you can see that the sheet material is positively clamped between the head part18 of the functional element and the flanged rivet section20 , the sheet material in the area between the bearing surface16 and the one being due to the volume reduction that occurs reverse flanged rivet section is subjected to considerable compression, which leads to a plastic deformation of the material and to a permanent compression tension, which ensures a high-quality connection of the functional element10 on the sheet metal part14 .

Die hier beschriebenen Funktionselemente können zum Beispiel aus allen Materialien hergestellt werden, die die Festigkeitsklasse5.6 oder höher erreichen. Solche Metallwerkstoffe sind üblicherweise Kohlenstoffstähle mit 0,15 bis 0,55% Kohlenstoffgehalt.The functional elements described here can be made, for example, from all materials that achieve strength class5.6 or higher. Such metal materials are usually carbon steels with 0.15 to 0.55% carbon content.

Bei allen Ausführungsformen können auch als Beispiel für den Werkstoff der Funktionselemente alle Materialien genannt werden, die im Rahmen der Kaltverformung die Festigungswerte der Klasse8 gemäß Isostandard erreichen, beispielsweise eine 35B2-Legierung gemäß DIN 1654. Die so gebildeten Befestigungselemente eigenen sich u. a. für alle handelsübli­chen Stahlwerkstoffe für ziehfähige Blechteile wie auch für Aluminium oder deren Legierungen. Auch können Aluminiumlegierungen, insbeson­dere solche mit hoher Festigkeit, für die Funktionselemente benutzt wer­den, z. B. AlMg5. Auch kommen Funktionselemente aus höherfesten Ma­gnesiumlegierungen wie bspw. AM50 in Frage.In all embodiments, as an example of the material of the functional elements, all materials can be named which achieve the strength values of class8 in accordance with the Isostandard during the cold forming, for example a 35B2 alloy in accordance with DIN 1654. The fastening elements formed in this way are suitable, inter alia, for all commercial items Chen steel materials for drawable sheet metal parts as well as for aluminum or their alloys. Also aluminum alloys, in particular those with high strength, can be used for the functional elements, e.g. B. AlMg5. Functional elements made of higher strength magnesium alloys such as AM50 are also suitable.

Claims (13)

Translated fromGerman

1. Verfahren zum Anbringen eines Funktionselements (10) an ein Blechteil (14), wobei das Funktionselement einen eine ringförmige Auflagefläche (16) aufweisenden Kopfteil (18) und einen rohrförmi­gen, auf der Seite der Auflagefläche (16) des Kopfteils (18) vorgese­henen, vom Kopfteil weg erstreckenden Nietabschnitt (20) aufweist, im Bereich des Überganges vom Kopfteil in den Nietabschnitt die Auflagefläche eine Ringvertiefung (22) mit einer zur Längsachse (12) des Funktionselements schräggestellten Ringfläche (24) umfaßt und die Ringvertiefung ihre größte Tiefe benachbart zum Nietabschnitt (20) hat und gegebenenfalls Verdrehsicherungsmerkmale (26), wie beispielsweise Verdrehsicherungsnasen, die im Bereich der Ringver­tiefung (22) und/oder im Bereich des Überganges der Ringvertiefung in den Nietabschnitt (20) vorgesehen sind, die wahlweise die Ring­vertiefung in einzelne um die Längsachse des Funktionselements verteilte Felder unterteilen,dadurch gekennzeichnet, daß das Blechteil (14) auf einer Lochmatrize (42) abgestützt wird, die eine Bohrung (54) aufweist, deren Durchmesser zumindest im wesentlichen dem Außendurchmesser des Nietabschnitts (20) ent­spricht oder etwas größer als dieser ist, wobei die Bohrung in die dem Blechteil zugewandten Stirnseite der Lochmatrize (42) mündet und über eine zur Längsachse (12) der Matrize schräggestellten Ringfläche (60) in eine gegenüber der Mündung (59) der Bohrung zurückversetzte, ringförmige Auflagefläche (64) der Lochmatrize übergeht, daß das Funktionselement (10) auf das auf der Lochma­trize (42) abgestützte Blechteil (14) gedrückt wird, um mittels des selbststanzend ausgebildeten Nietabschnitts (20) einen Stanzbutzen (66) aus dem Blechteil (14) herauszustanzen und über die schrägge­stellte Ringfläche (60) der Lochmatrize eine konusförmige Erhöhung (15) im Blechteil (14) zu erzeugen, die das durch das Herausstanzen des Stanzbutzens erzeugte Stanzloch (70) umgibt, daß das Blechteil (14) mit dem Funktionselement (10), dessen Nietabschnitt (20) sich im Stanzloch (70) befindet, anschließend an eine Nietmatrize (86) gedrückt wird, die koaxial zur Längsachse (12) des Funktionsele­ments an ihrer dem Blechteil (14) zugewandten Stirnseite einen zur Umbördelung des Nietabschnitts ausgelegten Vorsprung (88) auf­weist, der das Blechteil (14) in vollständige Anlage an die Auflageflä­che (16) des Funktionselements bringt, so daß das Blechteil um das Stanzloch (70) herum zwischen dem umgebördelten Nietabschnitt (20) und der Auflagefläche (16) des Funktionselements formschlüs­sig eingeklemmt wird.1. A method for attaching a functional element (10 ) to a sheet metal part (14 ), the functional element having an annular support surface (16 ) having a head part (18 ) and a tubular, on the side of the support surface (16 ) of the head part (18 ) vorgese hen, extending from the head part of the rivet section (20 ), in the area of the transition from the head part to the rivet section, the bearing surface comprises a ring recess (22 ) with an oblique to the longitudinal axis (12 ) of the functional element ring surface (24 ) and the ring recess its greatest depth adjacent to the rivet section (20 ) and optionally anti-rotation features (26 ), such as anti-rotation noses, which are provided in the area of the ring recess (22 ) and / or in the region of the transition of the ring recess into the rivet section (20 ), which optionally recess the ring divide into individual fields distributed around the longitudinal axis of the functionalelement ,dadurc h characterized in that the sheet metal part (14 ) is supported on a perforated die (42 ) having a bore (54 ), the diameter of which speaks at least substantially the outer diameter of the rivet section (20 ) or is slightly larger than this, the bore opens into the face of the perforated die (42 ) facing the sheet metal part and, via an annular surface (60 ) inclined to the longitudinal axis (12 ) of the die, into an annular contact surface (64 ) of the perforated die set back from the mouth (59 ) of the bore, that the Functional element (10 ) is pressed onto the sheet metal part (14 ) supported on the perforating die (42 ) in order to punch out a punching slug (66 ) from the sheet metal part (14 ) by means of the self-piercing rivet section (20 ) and over the obliquely positioned annular surface (60 ) the perforated die to produce a conical increase (15 ) in the sheet metal part (14 ), which is achieved by punching out the Stan zbutzens created punch hole (70 ) surrounds that the sheet metal part (14 ) with the functional element (10 ), the rivet section (20 ) is located in the punch hole (70 ), then pressed against a rivet die (86 ) which is coaxial to the longitudinal axis (12 ) of the functional element on its face facing the sheet metal part (14 ) has a projection (88 ) designed for flanging the rivet section, which brings the sheet metal part (14 ) into complete contact with the support surface (16 ) of the functional element, so that the sheet metal part around the punched hole (70 ) between the flanged rivet section (20 ) and the support surface (16 ) of the functional element is positively clamped.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Lochvorgang zur Erzeugung des Stanzloches (70) der Nietabschnitt (20) des Funktionselements (10) in das Stanzloch (70) eingeklemmt wird, wodurch das Element (10) kraftschlüssig mit dem Blechteil (14) verbunden ist.2. The method of claim 1, characterized in that, in the punching process for forming the punched hole(70) of the rivet section(20) of the functional element(10) is clamped in the punched hole(70), whereby the element(10) positively connected to the sheet metal part (14 ) is connected.3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kopfteil des Funktionsele­ments in einer stirnseitigen Vertiefung (46,50) eines Werkzugs (40) aufgenommen ist, wobei die Auflagefläche (16) des Funktionselements (10) von der Stirnseite (52) des Werkzeugs (40) zurückversetzt ist, das freie Ende des Nietabschnitts (20) jedoch vor der Stirnseite (52) des Werkzeugs vorsteht, wodurch, wenn das Funktionselement (10) auf das Blechteil (14) gedrückt wird, der Nietabschnitt (20) zu­nächst den Stanzbutzen (66) heraustrennt, während das Blechteil (14) an der ringförmigen Umrandung (62) der Mündung (59) der Bohrung der Lochmatrize abgestützt wird und durch eine weitere drückende Bewegung des Werkzeugs (40) mit dem Funktionsele­ment (10) auf die Lochmatrize (42) zu der Nietabschnitt (20) durch das Stanzloch (70) hindurchgedrückt wird und die Stirnseite des Werkzeugs (52) das Blechteil (14) zur Anlage an die ringförmige Auflagefläche (64) der Lochmatrize (42) bringt und hierdurch die ko­nusförmige Erhöhung (15) im Blechteil (14) erzeugt.3. The method according to claim 1, wherein the head part of the functional element is received in an end-side recess (46 ,50 ) of a tool (40 ), wherein the bearing surface (16 ) of the functional element (10 ) from the end face (52 ) of the tool (40 ) is set back, but the free end of the rivet section (20 ) protrudes in front of the end face (52 ) of the tool, as a result of which, when the functional element (10 ) is pressed onto the sheet metal part (14 ), the rivet section (20 ) next the punching slug (66 ) separates while the sheet metal part (14 ) is supported on the annular border (62 ) of the mouth (59 ) of the hole in the punch die and by a further pressing movement of the tool (40 ) with the functional element (10 ) on the punch die (42 ) to which the rivet section (20 ) is pressed through the punched hole (70 ) and the end face of the tool (52 ) the sheet metal part (14 ) for bearing against the ring-shaped support surface (64 ) of the hole mat Rize (42 ) brings and thereby the ko nus-shaped increase (15 ) in the sheet metal part (14 ).4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (16) des Funktionselements (10) um die Ring­vertiefung (22) herum eine weitere ringförmige Auflagefläche (27) aufweist, die mindestens in einem Bereich sich radial zur Längsach­se (12) des Funktionselements (10) erstreckt und anschließend über eine Rundung (21) oder eine Fase in eine Mantelfläche des Kopfteils des Funktionselements übergeht, daß nach dem Lochvorgang das Blechteil (14) in der Ringvertiefung (22) am Kopfteil (18) des Ele­ments anliegt, die Höhe der konusförmigen Erhöhung (15) im Blechteil jedoch so gewählt wird, daß diese in radialer Richtung vom Kopfteil (18) des Funktionselements weg divergiert, so daß ein Ring­zwickel (74) zwischen dem Kopfteil des Funktionselements und dem Blechteil im Bereich der weiteren ringförmigen Auflagefläche des Kopfteils vorliegt und daß beim anschließenden Nietvorgang dieser Ringzwickel (74) durch Niederdrücken der konusförmigen Erhöhung (15) des Blechteils (14) zumindest teilweise gefüllt wird, wodurch das Blechmaterial in radialer Richtung gegen den Nietabschnitt (20) im Bereich des Übergangs in die Ringvertiefung (22) gedrückt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the bearing surface (16 ) of the functional element (10 ) around the ring recess (22 ) has a further annular bearing surface (27 ) which is at least in one area radially to the longitudinal axis se (12th ) of the functional element (10 ) and then passes over a rounding (21 ) or a chamfer into a lateral surface of the head part of the functional element, that after the perforation process, the sheet metal part (14 ) in the annular recess (22 ) on the head part (18 ) of the element is applied, the height of the conical increase (15 ) in the sheet metal part is chosen so that it diverges in the radial direction away from the head part (18 ) of the functional element, so that a ring gusset (74 ) between the head part of the functional element and the sheet metal part in the area the further annular bearing surface of the head part is present and that during the subsequent riveting process this ring gusset (74 ) by depressing the knockout nut-shaped elevation (15 ) of the sheet metal part (14 ) is at least partially filled, whereby the sheet metal material is pressed in the radial direction against the rivet section (20 ) in the region of the transition into the annular recess (22 ).5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (54) der Lochmatrize (42) mit einem Durchmesser gewählt wird, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des Nietabschnitts (20), und zwar in radialer Richtung um einen Betrag, der geringer ist als die Blechstärke, vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Blechstärke, und daß die Bohrung (54) der Lochmatrize über eine konusförmige Ringfläche (58) in die genannte schrägge­stellte Ringfläche (60) der Lochmatrize (42) übergeht, wodurch beim Lochvorgang eine auf der Unterseite des Blechteils vom Kopfteil des Funktionselements wegragende Ringlippe (68) um das Stanzloch (70) im Blechteil (14) herum zwischen dem Nietabschnitt (20) und der Bohrung (54) der Lochmatrize (42) gebildet wird, welche beim anschließenden Nietvorgang einen Materialvorrat bildet, der für ei­nen kompressiven Druck im Blechmaterial um den Nietabschnitt (20) des Funktionselements (10) herum sorgt, so daß das Blechma­terial einen entsprechenden radialen Druck auf den Nietabschnitt (20) ausübt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bore (54 ) of the die (42 ) is selected with a diameter which is slightly larger than the outer diameter of the rivet section (20 ), in the radial direction by an amount , which is less than the sheet thickness, preferably less than half the sheet thickness, and that the bore (54 ) of the die via a conical ring surface (58 ) into said obliquely placed ring surface (60 ) of the die (42 ) passes, whereby at Punching an annular lip (68 ) protruding from the head part of the functional element on the underside of the sheet metal part around the punched hole (70 ) in the sheet metal part (14 ) between the rivet section (20 ) and the bore (54 ) of the punch die (42 ), which is formed during the subsequent riveting process forms a material supply for compressive pressure in the sheet material around the rivet section (20 ) of the functional element (10 ) around, so that the Blechma material exerts a corresponding radial pressure on the rivet section (20 ).6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement gegen das Blechteil mittels eines Werk­zeugs (40) gedrückt wird, das von einem gefederten Niederhalter (100) umgeben ist, der bereits vor Berührung des Nietabschnitts (20) des Funktionselements mit dem Blechteil (14) das Blechteil an der genannten tieferliegenden, ringförmigen Auflagefläche (64) der Lochmatrize (42) andrückt und bereits vor Durchführung des Loch­vorgangs die genannte konusförmige Erhöhung (15) im Blechteil da­durch erzeugt, daß das Blechteil zwischen der die Mündung (59) der Lochbohrung (54) der Lochmatrize umgebenden Ringlippe62 und der zurückversetzten Auflagefläche (64) der Lochmatrize (42) ge­spannt wird und daß der Lochvorgang anschließend durchgeführt wird.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the functional element against the sheet metal part by means of a tool (40 ) is pressed, which is surrounded by a sprung hold-down device (100 ), which is already in contact with the rivet section (20 ) of the functional element with the sheet metal part (14 ), the sheet metal part presses against the lower-lying, annular support surface (64 ) of the punch die (42 ) and, before the hole is carried out, the cone-shaped elevation (15 ) in the sheet metal part is produced so that the sheet metal part between which the Mouth (59 ) of the hole (54 ) of the hole die surrounding ring lip62 and the recessed bearing surface (64 ) of the hole die (42 ) is stretched ge and that the punching process is then carried out.7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei aufgrund des Drucks des Nietabschnitts (20) auf dem Blechmaterial (14) dieses nach Bildung der konusförmigen Erhöhung (15) einen leicht erhöhten Konuswin­kel annimmt, wodurch das Blechmaterial klemmend am Nietab­schnitt (20) des Funktionselements anliegt.7. The method according to claim 6, wherein due to the pressure of the rivet section (20 ) on the sheet material (14 ) this assumes a slightly increased Konuswin angle after formation of the cone-shaped elevation (15 ), whereby the sheet material clamping on the rivet section (20 ) of the functional element is applied.8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (16) des Funktionselements (10) um die Ring­vertiefung (22) herum eine weitere ringförmige Auflagefläche (27) aufweist, die mindestens in einem Bereich sich radial zur Längsach­se des Funktionselements erstreckt und anschließend über eine Rundung (21) oder eine Fase in eine Mantelfläche (11) des Kopfteils des Funktionselements (10) übergeht, daß nach dem Lochvorgang das Blechteil in der Ringvertiefung (22) am Kopfteil (18) des Elements anliegt, die Höhe der konusförmigen Erhöhung (15) im Blechteil jedoch so gewählt wird, daß diese in radialer Richtung vom Kopfteil (18) des Funktionselements weg divergiert, so daß ein Ring­zwickel (74) zwischen dem Kopfteil (18) des Funktionselements (10) und dem Blechteil (14) radial außerhalb der Ringvertiefung (22) der Auflagefläche (16) vorliegt und daß beim anschließenden Nietvor­gang dieser Ringzwickel (74) durch Niederdrücken der konusförmi­gen Erhöhung (15) des Blechteils zumindest teilweise gefüllt wird, wodurch das Blechmaterial in radialer Richtung gegen den Nietab­schnitt (20) im Bereich des Übergangs in die Ringvertiefung (22) ge­drückt wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the bearing surface (16 ) of the functional element (10 ) around the ring recess (22 ) around a further annular bearing surface (27 ), which is at least in one area radially to the longitudinal axis se of the functional element and then passes over a rounding (21 ) or a chamfer into a lateral surface (11 ) of the head part of the functional element (10 ), that after the perforation process the sheet metal part rests in the ring recess (22 ) on the head part (18 ) of the element, However, the height of the conical increase (15 ) in the sheet metal part is chosen so that it diverges in the radial direction away from the head part (18 ) of the functional element, so that a ring gusset (74 ) between the head part (18 ) of the functional element (10 ) and the sheet metal part (14 ) radially outside of the ring recess (22 ) of the bearing surface (16 ) and that in the subsequent riveting operation this ring gusset (74 ) dur ch depressing the cone-shaped increase (15 ) of the sheet metal part is at least partially filled, whereby the sheet material in the radial direction against the rivet section (20 ) is pressed in the region of the transition into the annular recess (22 ).9. Verfahren zum Anbringen eines Funktionselements an ein Blechteil, wobei das Funktionselement (10) einen eine ringförmige Auflageflä­che (16) aufweisenden Kopfteil (18) und einen rohrförmigen, auf der Seite der Auflagefläche des Kopfteils vorgesehenen, vom Kopfteil weg erstreckenden Nietabschnitt (20) aufweist, im Bereich des Übergan­ges vom Kopfteil (18) in den Nietabschnitt (20) die Auflagefläche (16) eine Ringvertiefung (22) mit einer zur Längsachse (12) des Funkti­onselements (10) schräggestellten Ringfläche (24) umfaßt und die schräggestellte Ringfläche (24) der Ringvertiefung ihre größte Tiefe benachbart zum Nietabschnitt (20) hat und gegebenenfalls Verdreh­sicherungsmerkmale (26), wie beispielsweise Verdrehsicherungsna­sen (26), die im Bereich der Ringvertiefung (22) und/oder im Bereich des Überganges der Ringvertiefung (22) in den Nietabschnitt (20) vorgesehen sind, die wahlweise die Ringvertiefung in einzelne um die Längsachse (12) des Funktionselements verteilte Felder unter­teilen, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechteil (14) auf einer Lochmatrize (42) abgestützt wird, die eine Bohrung (54) aufweist, deren Durchmesser zumindest im wesentlichen dem Außendurchmesser des Nietabschnitts entspricht oder etwas größer als dieser ist, wobei die Bohrung in eine dem Blechteil zugewandten Vertiefung (110) in der Stirnseite der Lochmatrize mündet, die in eine axial vor der Mündung (59) der Bohrung (54) liegende, ringförmige Auflagefläche (64) der Lochmatri­ze übergeht, daß das Funktionselement auf das auf der Auflageflä­che der Lochmatrize (42) abgestützte Blechteil (14) gedrückt wird, um mittels des selbststanzend ausgebildeten Nietabschnitts (20) ei­nen Stanzbutzen (66) aus dem Blechteil herauszustanzen und über die Vertiefung (110) der Lochmatrize (42) eine konusförmige Vertie­fung (120) im Blechteil zu erzeugen, die das durch das Herausstan­zen des Stanzbutzens erzeugte Stanzloch (70) umgibt, daß das Blechteil mit dem Funktionselement, dessen Nietabschnitt sich im Stanzloch befindet, anschließend an eine Nietmatrize (86) gedrückt wird, die koaxial zur Längsachse (12) des Funktionselements an ih­rer dem Blechteil zugewandten Stirnseite einen zur Umbördelung des Nietabschnitts ausgelegten Vorsprung (88) aufweist, der das Blechteil in vollständige Anlage an die Auflagefläche (16) des Funk­tionselements (10) bringt, so daß das Blechteil (14) um das Stanz­loch (70) herum zwischen dem umgebördelten Nietabschnitt (20) und der Auflagefläche (16) des Funktionselements (10) formschlüs­sig eingeklemmt ist.9. A method for attaching a functional element to a sheet metal part, the functional element (10 ) having an annular support surface (16 ) having a head part (18 ) and a tubular rivet section (20) provided on the side of the support surface of the head part and extending away from the head part ) which is saturated in the region of Übergan an annular recess(22) to the longitudinal axis(12) from the head(18) into the rivet section(20) the support surface(16) with a the functi onselements(10) inclined annular surface(24) and the inclined ring surface (24 ) of the ring recess has its greatest depth adjacent to the rivet section (20 ) and possibly anti-rotation features (26 ), such as, for example, anti-rotation nuts (26 ), which are in the region of the ring recess (22 ) and / or in the region of the transition of the ring recess (22 ) are provided in the rivet section (20 ), which optionally the ring recess in individual around the Längenac hse (12 ) of the functional element divided fields, characterized in that the sheet metal part (14 ) is supported on a perforated die (42 ) which has a bore (54 ) whose diameter at least substantially corresponds to the outer diameter of the rivet section or slightly larger than this, the bore opening into a recess (110 ) facing the sheet metal part in the end face of the punch die, which merges into an annular bearing surface (64 ) of the punch die located axially in front of the mouth (59 ) of the bore (54 ), that the functional element on the Auflageflä surface of the perforated die (42 ) supported sheet metal part (14 ) is pressed to punch egg n punching slug (66 ) out of the sheet metal part by means of the self-piercing rivet section (20 ) and over the recess (110 ) of the perforated die (42 ) to produce a conical recess (120 ) in the sheet metal part, which is achieved by punching out the punching slug e Produced punch hole (70 ) surrounds that the sheet metal part with the functional element, the rivet section of which is located in the punch hole, is then pressed onto a rivet die (86 ) which is coaxial with the longitudinal axis (12 ) of the functional element on its end face facing the sheet metal part, one for flanging of the rivet section designed projection (88 ) which brings the sheet metal part into full contact with the bearing surface (16 ) of the radio tion element (10 ) so that the sheet metal part (14 ) around the punch hole (70 ) around between the flanged rivet section (20 ) and the bearing surface (16 ) of the functional element (10 ) is positively clamped.10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die konusförmige Vertiefung (120) im Blechteil beim Nietvor­gang zu einer konusförmigen Erhebung umgeformt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the conical recess (120 ) in the sheet metal part during the riveting process is formed into a conical elevation.11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung etwaiger Verdrehsicherungsmerkmale (26) im Bereich der Ringvertiefung (22) oder des Nietabschnitts (20) des Funktionselements ein Materialüberschuß in der konusförmigen Vertiefung des Blechteils (14) gegenüber der konusförmigen Erhe­bung vorgesehen wird, wodurch das Blechmaterial bei der Umfor­mung plastisch verformt wird und einen permanenten radialen Druck auf den Nietabschnitt (20) des Funktionselements (10) aus­übt.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that taking into account any anti-rotation features (26 ) in the region of the ring recess (22 ) or the rivet section (20 ) of the functional element, an excess of material in the conical recess of the sheet metal part (14 ) relative to the conical heel Exercise is provided, whereby the sheet material is plastically deformed during the Umfor formation and exerts a permanent radial pressure on the rivet section (20 ) of the functional element (10 ).12. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­sprüche 1 bis 11, bestehend aus einem ersten Werkzeug (40) zur Aufnahme des Funktionselementes und um dieses gegen das von einer Lochmatrize (42) abgestützte Blechteil (14) zu drücken und ei­nem zweiten Werkzeug (80) zur Aufnahme des im Blechteil klem­mend aufgenommenen Funktionselements und zum Drücken des Funktionselements (10) mit Blechteil (14) auf eine Nietmatrize (86).12. Tool for performing the method according to one of claims 1 to 11, consisting of a first tool (40 ) for receiving the functional element and to press it against the sheet metal part (14 ) supported by a perforated die (42 ) and a second one Tool (80 ) for receiving the functional element jammed in the sheet metal part and for pressing the functional element (10 ) with sheet metal part (14 ) onto a rivet die (86 ).13. Werkzeugsatz nach Anspruch 12 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das erste Werkzeug (40) einen gefederten Blechniederhalter (100) umfaßt.13. Tool set according to claim 12 for carrying out the method according to one of claims 6 to 8, wherein the first tool (40 ) comprises a spring-loaded sheet metal hold-down device (100 ).