(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラム（13）の作用を受けるリベット（３）と、当て盤工具（ダイ15）とからなる自動打抜き固定装置であって、
リベット（３）が、リベットヘッド（４）と、中心空洞部（８）および閉じた底部（12）を備えるリベット軸部（６）とからなり、
リベット軸部（６）は、その空いた端面が軸部を受ける工作物（薄板２）を完全には打ち抜かないものであって、締結していないリベット（３）の当初の状態で、リベットヘッド（４）の反対側のリベット軸部（６）の末端部が、外側で円筒状に、空洞部（８）の側ではほぼ円錐状に開き角（α）をもって構成されていること、
さらに、リベット軸部（６）からリベットヘッド（４）の下側（11）にアンダーカットの形成なしにほぼ丸み（半径R1）をつけ、
前記空洞部（８）の底部（12）も丸みをつけ（半径R3）、
リベット軸部（６）からリベットヘッド（４）の下側（11）まで半径（R1）をつけて移行する移行開始点から上部をリベットヘッド（4,H）とすると、空洞部（８）の底（12）がリベットヘッド（4,H）の中まで達している
ことを特徴とする自動打抜き固定装置。
【請求項２】
リベットヘッド（４）が、リベット締結の作業後、工作物（金属薄板１）と同一平面状に平らにした平面の上部（５）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の固定装置。
【請求項３】
リベット軸部（６）が、完成したリベット締結の際に、β＞45゜の拡張角度を有することを特徴とする、請求項１に記載の固定装置。
【請求項４】
ラム（13）を囲む圧力パッド（14）の工作物（金属薄板１）に接触する表面が、粗くなっていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の固定装置。
【請求項５】
リベット締結の作業の間に拡張するリベット軸部（６）の収容に用いられる当て盤工具（ダイ15）の空洞部（17）が、半径方向に移動できる周囲壁を備えていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の固定装置。
【請求項６】
ダイ（15）が多部品で構成されており、工作物（金属薄板２）に向いた、心棒収容部（18）の上側（22）の上に、溝（23）に導かれバネ圧（板バネ25）のもとに保持されるスライドブロック（24）を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の固定装置。
【請求項７】
心棒収容部（18）の円周に均等に配分配置された半径方向の３本のスライドブロック（24）が存在し、心棒収容部（18）の空洞部（17）の中央に用いられた心棒（20）に向ったその末端が、互いに円形の線（28）を完全に形作っていることを特徴とする、請求項５に記載の固定装置。
【発明の詳細な説明】
この発明はラムの作用を受けるリベットと当て盤工具（ダイ）とからなる自動打抜き固定装置に関し、リベットはリベットヘッドと、中心に空洞部を備えるリベット軸部とからなっており、リベットの空いた端面は、それを受ける工作物（薄板）を完全には打ち抜かない。
このような自動打抜き固定装置は、ドイツ特許出願39  42  482に記載されている。そこに説明された応用例では、容器壁面の部分である異なる厚さの２枚の薄板が互いに締結され、しかも水密性と気密性に特別な価値が置かれている。リベット締結の耐蝕性も、当時の技術の現況で考慮されている。
このような自動打抜き固定装置を自動車工業の分野において、例えばボディ薄板周囲を互いに締結するために使用しようとするならば、上記の耐蝕性の他に、さらに重要な要因が必要となってくる。そこに発生する高い機械的負荷のため、その品質、すなわち２枚の薄板の締結強度が決定的な意味を帯びてくる。のみならず、その締結が実施された箇所（むき出しのボディ部分）によっては、リベットヘッドの上部が周囲の薄板表面に対してリベット締結作業の後、できるだけ同一平面上に埋め込むことが必要となる。リベット締結の作業も、薄板の上記の表面部分をできる限り損傷してはならない（例えば薄板のゆがみによる変形）。これは場合により必要となる視覚的印象を改善するための後加工を最小限にするためである。
これらの追加された要求を既知のリベット締結は望まれた範囲で満たしてはいない。
したがって、この発明の目的は、既知の自動打抜き固定装置を発展させて、これによって製作されたリベット締結がその強度に関して高い必要条件を満たすことができることと、リベット締結の領域における工作物表面が後にまで残る損傷を受けないことにある。
これはこの自動打抜き固定装置が請求項１の特徴部によるさらなる特徴を有していることにより、この発明によって解決される。
空いた端面の部分でのリベット軸部空洞部の広義での円錐型形状により、工作物へのリベットの侵入の際に、侵入深さが増すとともに、この時生じるより大きい拡張力のため、リベット軸部の半径方向外向き運動（拡大）が大きな配置に達する働きをして、45゜以上の拡張角度の生じることがあり、これはまたリベット締結の強度、特にヘッド引張強さを対応して高まるアンダーカットを生じる（下の薄板の、リベット軸部被覆面に接する湾曲よりも、半径方向にさらに張り出したリベット軸部の末端部分；図４の参照番号30を参照）。
既に英国特許出願公開２  184  510から、薄板シートに固定するためにねじ山を施した締結ボルトは確かに既知であり、その打抜き部分は、前方の空いた端面が薄板シートを完全に貫通するために、両側斜面の切断縁が設けられている。ただし、打抜き部分が薄板シート貫通の後、希望する外向きの拡張運動を行うためには、追加の手段が必要である。すなわち、打抜き部分に対応する拡張運動を強いる適切に成形した当て盤工具（ダイ）である。
この発明による空いた端面の部分でのリベット軸部の成形と、リベットヘッドへのリベット軸部のほぼ丸みをつけた移行部は、これに留まらず、リベット打ちの間、実施例に示した上方薄板の貫通時に、上方薄板をできうる限り保護する働きがあり、またとりわけ、リベットヘッドが平面の上部を有する場合、この上側を周囲の薄板表面と同一平面上に埋め込むことができ、また円形の窪みは、リベットヘッドから薄板表面への移行の際に、著しく狭くまた僅かな深さしかない。
この発明の特別な改良は、従属請求項に記載されている。そこに挙げられているリベットの好ましい改良の他に、ダイ空洞部の周囲壁が半径方向に移動できるように作られていことに特別な改良を見い出すことができる。これと関連するのが、特に薄い板の場合、上方薄板の切断の場合の支持効果であり、方薄板の切断の際の支持効果であり、下方薄板でのリベット軸部の拡張過程がなんらかの損傷を受けることがなく、これは弾性に支持されたスライドブロック（請求項７）が対応して外向きに逃れることができるためである。
この発明の対象の好ましい実施例を図面に示し、以下これに関連して説明する。
図１は自動打抜き固定装置の部分としてのリベット、
図２は自動打抜き固定装置の個別要素の配置（図３の矢印IIによる断面の多部品のダイ）を、その間に収容され締結される薄板と共に示し、
図３は多部品のダイの平面図、
図４はこの発明により製作されたリベットの締結を示す。
図面の全体形状から明らかなように、上方と下方の金属薄板１、２がリベット３によって互いに締結している。このリベットは平らな上部５をもつヘッド４と、中心（縦軸７）の空洞部８をもつ円筒状のリベット軸部６とからなっている。
リベット軸部６のヘッドと反対側の部分において、空洞部８は開き角αをもつ円錐形９として形成されており、その際に円錐側面10は、かるく湾曲させるのが有利である。これによって製作技術上与えられた可能性の枠内において、いわば「鋭利な縁」が得られ、リベット３は打抜きの際に上方金属薄板１を貫通し、下方金属薄板２に侵入することができる。
開き角αの他に、図１に示すようにリベット３のその他の成形と寸法のパラメータは、空洞部８の直径d1、リベット軸部６の直径d2、リベットヘッド４の直径Ｄ、リベット３の全長Ｌ、リベットヘッド４の高さＨ、リベットヘッド４の下側11とリベット軸部６との間における移行部のための外向き半径R1、リベットヘッド上部５とリベットヘッド下側11との間の移行部のための内向きで、かつ接続する半径R2、および空洞部８の底12の半径R3である。リベットヘッド４の高さＨは、リベット軸部６から外向きの半径R1への移行開始部から決定される。
空洞部８の深さは、製作技術上の可能性の枠内において丸みをつけた（半径R3）底12が、リベットヘッド４の中まで達する深さである。
半径R1により、打抜き過程の際に、鋭利な縁が存在しないため、リベットヘッド部分での高いピーク応力が避けられる。
円錐開き角αは、締結される金属薄板１、２の材料特性（降伏点Ｒp0.2）に応じて選択することが望ましい。次のような配分が有利であることが明らかとなった：
0003599339.tif 000002
図２は自動打抜き固定装置のその他の構成部分を略図で示す。この場合、リベット３は、ヘッド４の上部５の上に乗っているラム13により、ラム力FSを受ける。ラム13は圧力パッド14に囲まれており、当て盤工具の役割をするダイ15とともに、金属薄板１、２と接触し、圧力パッド力FNを加える。この圧力パンド力FNは、リベット・打抜き過程の間一定に保たなければならないが、これは適切な方法により、圧力パッド14が対応する圧力制御した油圧ユニットから力を受けることによって確保することができる。
圧力パッド14の作用を最適化するために、上方金属薄板１に接触する圧力パッドの表面を粗くしてある。これによって打抜きの際に周囲の金属薄板領域が過大に打抜きゾーンの中へ引き込まれるのを防止することができ、むしろ上方金属薄板１はきれいに切断される。
図２と図３に示した多部品のダイ15は、パンチング突起部16をもつ心棒20を備えている。この心棒20は、心棒収容部18の適切な寸法の空洞部17の中に収容されており、その側方に用いられた止めネジ19によって保持されている。空洞部17の中に追加して用いられたワッシャー21は、特定の厚さを有し、これは異なる厚さの他のワッシャーと直ちに交換することができるが、このワッシャーにより、パンチング突起部16が、程度の差はあれ僅かに心棒収容部18の上側から突き出すようにできる。心棒収容部18の中に加工された通孔31は、空洞部17まで達している。
心棒収容部18の上側22には、半径方向に向き、均等に円周上に配分配置された３本の溝23が加工されており、これらはそれぞれスライドブロック24の収納の役割を果たしている。これらの溝のパンチング突起部16側のスライドブロック24の末端は、形が曲がっており、補いあって閉じられた円形の線になっている。
各スライドブロック24の半径方向外向きの末端は、板バネ25の力を受け、この板バネは平小ねじ26によって心棒収容部18に固定されている。最後に、心棒収容部18から下向きに突出するピン27は、工具への収容と固定の役目をする。
リベットを留める過程で、スライドブロック24は、リベット３によって押しのけられた材料、特に下方金属薄板２の材料により、外側に押されるため、結局、広がる工程を促進する補助的な窪みがリベット３に提供される。締結がなされ、このようにして生じた締結材がダイ15からの除去の後、板バネ25は、スライドブロック24を再びその当初位置へと押し戻す。
重要なのは締結過程の始めに、ダイの直径（スライドブロック24によって形成される円形の線28）が、リベット軸部６の外径d2よりも僅かしか大きくないことであり、その結果、リベット側の上方金属薄板１のできうる限りきれいな打抜きが行われ、金属薄板がダイ15の中へ引き込まれることがない。
最後に図４は完成したリベット締結を示す。この場合、リベットヘッド４の上部が、上方金属薄板１の上側と同一平面上であることを特に明らかに認めることができる。またリベットヘッド４と上方金属薄板１との間の境目部分において、円形の窪み29が極めて狭くまた僅かな深さであることも認めることができる。さらに、図４は、リベット締結の強度に著しく有利な影響を及ぼす大きいアンダーカット30を示しており、これはとりわけ、リベット３により打抜きの際に調節した大きいリベット軸部拡張角度β（場合により＞45゜）によって生じるものである。
２枚以上の数の金属薄板を互いに締結するために、あるいは、また例えばボルト状のヘッドを有するような唯１本のリベットを、単一の金属薄板の中に固定するためにも、この自動打抜き固定装置を使用することができることは明らかである。
さらに、本発明は金属薄板または金属形材の締結に限定されない。むしろ非金属工作物（例えばプラスチック）も、このようにして互いに締結することができる。
【図１】
0003599339.tif 000003
【図２】
0003599339.tif 000004
【図３】
0003599339.tif 000005
【図４】
0003599339.tif 000006