DE10039973A1 - Sub-assembly has first sheet metal element with fitting hole and second element with shoulder with internally threaded first section lying in fitting hole and second section deformed to lie on side of first element furthest from second - Google Patents

Sub-assembly has first sheet metal element with fitting hole and second element with shoulder with internally threaded first section lying in fitting hole and second section deformed to lie on side of first element furthest from second

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    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
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    • F16B37/065—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the nut

Abstract

The sub-assembly comprises a first sheet metal element (10) with a through fitting hole (16), and a second element (12) with a shoulder (14). The shoulder has an internally threaded (22) first section (18) which lies in the fitting hole, and a second section (20) which is located on the side of the first element furthest from the second element and deformed so that it lies on this side of first element to form an interconnection between the first and second elements. An Independent claim is included for a method for the connection of two sheet metal elements to form a sub-assembly.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem ersten Blech­ element, das mit einer Durchstecköffnung versehen ist, und einem zweiten Blechelement, das mit einem Kragen versehen ist.The invention relates to an assembly with a first sheet element, which is provided with a push-through opening, and one second sheet metal element, which is provided with a collar.

In Baugruppen nach dem Stand der Technik, die der Verbindung von zwei Blechelementen dienen, insbesondere zur Verbindung von Teilen eines Gassackmoduls, ist das erste Blechelement mit einer Halteöffnung und das zweite Element mit einer Durchstecköffnung versehen, deren Durchmesser im wesentlichen dem der Halteöffnung entspricht, und die Verbindung zwischen den beiden Blechelementen erfolgt durch Niete oder Schrauben.In modules according to the state of the art, the connection of two sheet metal elements are used, in particular for connecting parts of an airbag module, is the first sheet metal element with a holding opening and provide the second element with a push-through opening, the Diameter corresponds substantially to that of the holding opening, and the Connection between the two sheet metal elements is made by rivets or Screws.

Nachteilig beim Einsatz von Nieten und Schrauben-Mutter-Verbin­ dungen ist, daß auf die zu verbindenden Blechelemente während des Verbindungsvorgangs Druck ausgeübt wird und daß die Vorspannung der fertigen Verbindung nicht optimal einstellbar ist.Disadvantageous when using rivets and screw-nut connections is that the sheet metal elements to be connected during the Connection process pressure is exerted and that the bias of the finished connection is not optimally adjustable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen zwei Blechelementen zu schaffen, die hinsichtlich des Montagebedingungen vorteilhafter ist als herkömmliche Befestigungsmethoden.The object of the invention is to establish a connection between two To create sheet metal elements with regard to the assembly conditions  is more advantageous than conventional fastening methods.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Baugruppe mit einem ersten Blechelement, das mit einer Durchstecköffnung versehen ist, und einem zweiten Blechelement, das mit einem Kragen versehen ist. Der Kragen weist einen mit einem Innengewinde versehenen ersten Abschnitt auf, der in der Durchstecköffnung liegt, und einen zweiten Abschnitt, der auf der vom zweiten Blechelement abgewandten Seite des ersten Blechelements angeordnet ist und so deformiert ist, daß er an der vom zweiten Blechelement abgewandten Seite des ersten Blechelements anliegt, so daß das erste und das zweite Blechelement miteinander verbunden sind. Diese Verbindung ist besonders kostengünstig, da für den Verbindungsvorgang nur noch das erste Blechelement und das mit dem Kragen versehene zweite Blechelement benötigt werden, die unmittelbar miteinander verbunden werden können.This object is achieved by an assembly with a first sheet metal element provided with a push-through opening is, and a second sheet metal element, which is provided with a collar is. The collar has a first with an internal thread Section, which lies in the push-through opening, and a second Section that on the side facing away from the second sheet metal element of the first sheet metal element is arranged and is deformed so that it the side of the first facing away from the second sheet metal element Sheet metal element rests, so that the first and the second sheet metal element are interconnected. This connection is special inexpensive, since only the first one is required for the connection process Sheet metal element and the second sheet metal element provided with the collar are needed that can be directly connected to each other.

Weiter wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Verbindung der beiden oben genannten Blechelemente zu einer Baugruppe geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist: Zuerst wird ein Werkzeug mit Deformationsfläche bereitgestellt. Dann wird das Werkzeugs in das Innengewinde eingeschraubt, bis der zweite Abschnitt deformiert ist. Schließlich wird das Werkzeug aus dem Innengewinde herausgeschraubt. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, weil damit kein Druck auf die zu verbindenden Bauteile ausgeübt wird und die Vorspannung der fertigen Verbindung besonders genau festgelegt werden kann.According to the invention, a method for connecting the created two sheet metal elements above to form an assembly that has the following steps: First, a tool with Deformation area provided. Then the tool is in that Internal thread screwed in until the second section is deformed. Finally, the tool is unscrewed from the internal thread. This method is particularly advantageous because it does not put pressure on the components to be connected is exercised and the preload of the finished connection can be specified particularly precisely.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Unteran sayings.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine bevor­ zugte Ausführungsform beschrieben, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen:The invention is described below with reference to a drafted embodiment described in the accompanying drawings is shown. In this show:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Baugruppe vor dem Verbinden; Figure 1 shows a cross section through an assembly according to the invention before connecting.

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Baugruppe von Fig. 1 nach dem Verbinden; FIG. 2 shows a cross section through the assembly according to the invention from FIG. 1 after the connection;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Werkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 3 is a side view of a tool according to a first embodiment for carrying out the method according to the invention;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Werkzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 4 is a side view of a tool according to another embodiment for performing the method according to the invention.

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe;5 shows a cross section through a further embodiment of the assembly according to the invention.

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine wiederum weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe; Fig. 6 is a cross section through a still further embodiment of the assembly according to the invention;

In Fig. 1 ist ein erstes Blechelement 10 und ein zweites Blechelement 12 zu sehen. Das zweite Blechelement ist mit einem hohlzylindrischen Kragen 14 versehen, der einen ersten Abschnitt 18 aufweist, der mit dem Blechelement verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt 20, der außen liegt. Die Länge des ersten Abschnittes entspricht ungefähr der Dicke des ersten Blechelementes. Die beiden Abschnitte 18, 20 sind mit einem Innengewinde 22 versehen.In Fig. 1, a first plate member 10 and a second sheet metal element 12 can be seen. The second sheet metal element is provided with a hollow cylindrical collar 14 which has a first section 18 which is connected to the sheet metal element and a second section 20 which is on the outside. The length of the first section corresponds approximately to the thickness of the first sheet metal element. The two sections 18 , 20 are provided with an internal thread 22 .

Das erste Blechelement 10 ist mit einer Durchstecköffnung 16 versehen, deren Querschnittsform an die Form eines ersten Abschnitts 18 des Kragens 14 angepaßt ist und deren Abmessungen so gewählt sind, daß der erste Abschnitt 18 des Kragens 14 mit geringem Spiel in der Durchstecköffnung 16 sitzt. Im in Fig. 1 dargestellten Ausgangs­ zustand ist die Querschnittsform des zweiten Abschnitts 20 mit der Querschnittsform des ersten Abschnitts 18 identisch. In diesem Zustand kann das erste Blechelement problemlos auf den Kragen aufgesetzt werden.The first sheet metal element 10 is provided with a push-through opening 16 , the cross-sectional shape of which is adapted to the shape of a first section 18 of the collar 14 and the dimensions of which are selected such that the first section 18 of the collar 14 sits in the push-through opening 16 with little play. In the initial state shown in FIG. 1, the cross-sectional shape of the second section 20 is identical to the cross-sectional shape of the first section 18 . In this state, the first sheet metal element can be easily placed on the collar.

Um die beiden Blechelement fest miteinander zu verbinden, wird der Kragen in die in Fig. 2 gezeigte Form überführt, in der er plattgedrückt ist, so daß er an der vom zweiten Blechelement 12 abgewandten Seite des ersten Blechelements 10 anliegt. Um den Kragen aus der Ausgangsstellung in die in Fig. 2 gezeigte, deformierte Form zu überführen, wird das in Fig. 3 gezeigte Werkzeug 24 verwendet. In order to firmly connect the two sheet metal elements to one another, the collar is converted into the shape shown in FIG. 2, in which it is flattened, so that it rests on the side of the first sheet metal element 10 facing away from the second sheet metal element 12 . In order to convert the collar from the starting position into the deformed shape shown in FIG. 2, the tool 24 shown in FIG. 3 is used.

Das Werkzeug weist einen ersten zylindrischen Bereich 26 auf, der mit einem Außengewinde 28 versehen ist. An den Bereich 26 schließt sich in axialer Richtung ein zweiter Bereich 30 an, der sich vom ersten Bereich 26 aus konisch erweitert und ein Außengewinde 32 aufweist. An den zweiten Bereich schließt sich axial ein dritter Bereich 34 an, der sich ausgehend vom zweiten Bereich weiter erweitert. In einer Schnittebene betrachtet, die die Längsachse des Werkzeugs enthält, hat der zweite Bereich eine geradlinige Außen­ kontur, und der dritte Bereich hat eine konkav gekrümmte Außenkontur, deren Tangente an das äußere Ende senkrechte zur Längsachse des Werkzeugs ist.The tool has a first cylindrical region 26 , which is provided with an external thread 28 . The region 26 is adjoined in the axial direction by a second region 30 which widens conically from the first region 26 and has an external thread 32 . The second area is axially adjoined by a third area 34 , which widens further starting from the second area. Viewed in a sectional plane that contains the longitudinal axis of the tool, the second region has a rectilinear outer contour, and the third region has a concavely curved outer contour, the tangent to the outer end of which is perpendicular to the longitudinal axis of the tool.

Wenn dieses Werkzeug in den Kragen eingeschraubt wird, weiten der zweiten und der dritte Bereich des Werkzeugs den zweiten Abschnitt des Kragens so auf, daß er flach gegen das erste Blechelement 10 gedrückt wird und die Verbindung zwischen dem ersten Blechelement 10 und dem zweiten Blechelement 12 hergestellt ist. Abhängig von der Einschraubtiefe des Werkzeugs 24 in den Kragen 14 kann die Vorspannung der Verbindung festgelegt werden. Das Werkzeug 24 wird anschließend wieder aus dem Kragen 20 herausgeschraubt.When this tool is screwed into the collar, the second and third areas of the tool expand the second portion of the collar so that it is pressed flat against the first sheet metal element 10 and the connection between the first sheet metal element 10 and the second sheet metal element 12 is established is. Depending on the screwing depth of the tool 24 into the collar 14 , the pretension of the connection can be determined. The tool 24 is then unscrewed from the collar 20 again.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Werkzeugs dargestellt, wobei für die von der vorhergehenden Ausführungsform bekannten Teile dieselben Bezugszeichen, ergänzt um einen Strich, verwendet werden. Im Unterschied zur in Fig. 3 gezeigten Ausführungs­ form geht hier der erste Bereich, also der Bereich mit konstantem Durchmesser, direkt in den dritten Bereich über, also in den Bereich mit gekrümmter Kontur. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Herstellung vereinfacht ist; es ist nicht erforderlich, ein Außengewinde mit sich änderndem Durchmesser zu bilden.In FIG. 4, a further embodiment is shown of the tool, the same for the known parts of the foregoing embodiment reference numerals are supplemented by a line, is used. In contrast to the embodiment shown in FIG. 3, the first area, ie the area with a constant diameter, merges directly into the third area, ie into the area with a curved contour. The advantage of this embodiment is that the manufacture is simplified; it is not necessary to form an external thread with a changing diameter.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gezeigt. Hier ist das zweite Blechelement 12 im Bereich des Kragens 14 ausgebaucht. Damit ist eine Verlängerung des Innengewindes 22 verbunden, wodurch dieses größere Kräfte aufnehmen kann und eine stärkere Verformung des zweiten Abschnitts 20 des Kragens möglich wird. Weiterhin kann der Kragen besser gegen das ersten Blechelement vorgespannt werden, da der ausgebauchte Bereich des zweiten Blechele­ mentes aufgrund seiner Elastizität vorgespannt werden kann.In FIG. 5 another embodiment of the assembly is shown. Here, the second sheet metal element 12 is bulged in the area of the collar 14 . This is connected to an extension of the internal thread 22 , which means that it can absorb larger forces and a greater deformation of the second section 20 of the collar is possible. Furthermore, the collar can be better biased against the first sheet metal element, since the bulged area of the second sheet metal element can be biased due to its elasticity.

In Fig. 6 ist eine wiederum weitere Ausführungsform der Baugruppe gezeigt. Im Unterschied zu den beiden ersten Ausführungsformen ist hier der Kragen 14 als separates Bauteil ausgeführt, das mit einer Halteplatte 38 versehen ist und in eine Aufnahmeöffnung 40 im ersten Blechelement eingesetzt ist. Die Aufnahmeöffnung 40 und der erste Abschnitt des Kragens weisen eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform auf, so daß sich der Kragen nicht mitdrehen kann, wenn das Werkzeug in den Kragen eingeschraubt wird.In FIG. 6, a still further embodiment of the assembly is shown. In contrast to the two first embodiments, the collar 14 is designed here as a separate component which is provided with a holding plate 38 and is inserted into a receiving opening 40 in the first sheet metal element. The receiving opening 40 and the first section of the collar have a cross-sectional shape that deviates from the circular shape, so that the collar cannot rotate when the tool is screwed into the collar.

Claims (11)

1. Baugruppe mit einem ersten Blechelement (10), das mit einer Durchstecköffnung (16) versehen ist, und einem zweiten Blechelement (12), das mit einem Kragen (14) versehen ist, wobei der Kragen (14) einen mit einem Innengewinde (22) versehenen ersten Abschnitt (18) aufweist, der in der Durchstecköffnung (16) liegt, und einen zweiten Abschnitt (20), der auf der dem zweiten Blechelement (12) abgewandten Seite des ersten Blechelements (10) angeordnet ist und so deformiert ist, daß er an der dem zweiten Blechelement (12) abgewandten Seite des ersten Blechelements (10) anliegt, so daß das erste und das zweite Blechelement miteinander verbunden sind.1. assembly with a first sheet metal element ( 10 ), which is provided with a push-through opening ( 16 ), and a second sheet metal element ( 12 ), which is provided with a collar ( 14 ), the collar ( 14 ) having an internal thread ( 22 ) provided first section ( 18 ), which lies in the push-through opening ( 16 ), and a second section ( 20 ), which is arranged on the side of the first sheet metal element ( 10 ) facing away from the second sheet metal element ( 12 ) and is thus deformed that it bears on the side of the first sheet metal element ( 10 ) facing away from the second sheet metal element ( 12 ), so that the first and the second sheet metal elements are connected to one another. 2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (18) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.2. An assembly according to claim 1, characterized in that the first section ( 18 ) has a circular cross section. 3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (18) des Kragens ein Hohlzylinder ist.3. An assembly according to claim 1 or claim 2, characterized in that the first section ( 18 ) of the collar is a hollow cylinder. 4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blechelement (10) im Bereich des Kragens (14) ausgebaucht ist.4. Assembly according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first sheet metal element ( 10 ) is bulged in the region of the collar ( 14 ). 5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (14) ein separates Teil ist, das in einer Aufnahmeöffnung (40) im zweiten Blechelement aufgenommen ist.5. Assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the collar ( 14 ) is a separate part which is received in a receiving opening ( 40 ) in the second sheet metal element. 6. Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (18) des Kragens mit einer Halteplatte (24) verbunden ist. 6. An assembly according to claim 5, characterized in that the first section ( 18 ) of the collar is connected to a holding plate ( 24 ). 7. Baugruppe nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (18) des Kragens und die Aufnahmeöffnung (40) eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform haben.7. An assembly according to claim 6 or claim 7, characterized in that the first section ( 18 ) of the collar and the receiving opening ( 40 ) have a cross-sectional shape deviating from the circular shape. 8. Verfahren zur Verbindung von zwei Blechelementen zu einer Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit folgenden Schritten:
  • - Bereitstellen eines Werkzeugs (26, 26') mit Deformationsfläche
  • - Einschrauben des Werkzeugs (26, 26') in das Innengewinde (22), bis der zweite Abschnitt (20) deformiert ist,
  • - Herausschrauben des Werkzeugs (26, 26') aus dem Innengewinde (22).
8. A method for connecting two sheet metal elements to an assembly according to one of claims 1 to 7 with the following steps:
  • - Providing a tool ( 26 , 26 ') with a deformation surface
  • Screwing the tool ( 26 , 26 ') into the internal thread ( 22 ) until the second section ( 20 ) is deformed,
  • - Unscrew the tool ( 26 , 26 ') from the internal thread ( 22 ).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (26, 26') einen ersten zylindrischen Bereich (28) mit einem Außengewinde (34) aufweist, das in das Innengewinde (22) des Kragens eingeschraubt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the tool ( 26 , 26 ') has a first cylindrical region ( 28 ) with an external thread ( 34 ) which is screwed into the internal thread ( 22 ) of the collar. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (26) einen zweiten Bereich (32) aufweist, der sich vom ersten Bereich (28) des Werkzeugs aus konisch erweitert und ein Außengewinde (34) aufweist, wobei der zweite Bereich (32) in das Innengewinde (22) des zweiten Abschnitts (20) eingeschraubt wird und den zweiten Abschnitt konisch aufweitet.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the tool ( 26 ) has a second region ( 32 ) which widens conically from the first region ( 28 ) of the tool and has an external thread ( 34 ), the second Area ( 32 ) is screwed into the internal thread ( 22 ) of the second section ( 20 ) and conically widens the second section. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (26, 26') einen dritten Bereich (36, 36') aufweist, der sich von einem der ersten beiden Bereiche des Werkzeugs (26, 26') aus radial erweitert, und daß der Längsschnitt durch die Radialachse des dritten Bereichs (36, 36') des Werkzeugs (26, 26') ein konkav gekrümmter Teilkreisbogen ist, wobei der dritte Bereich (36, 36') in den zweiten Abschnitt (20) eingreift und diesen an das erste Blechelement (10) drückt.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the tool ( 26 , 26 ') has a third region ( 36 , 36 ') which extends from one of the first two regions of the tool ( 26 , 26 ') radially expanded, and that the longitudinal section through the radial axis of the third region ( 36 , 36 ') of the tool ( 26 , 26 ') is a concavely curved partial circular arc, the third region ( 36 , 36 ') falling into the second section ( 20th ) engages and presses it against the first sheet metal element ( 10 ).
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