DE102006028774A1 - Vorrichtung zur Befestigung eines Anbauteils am Umfang eines Hohlprofils - Google Patents

Vorrichtung zur Befestigung eines Anbauteils am Umfang eines Hohlprofils Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines mit einer Durchgangsöffnung (21) versehenen Anbauteils (9, 33) am Umfang eines Hohlprofils (4) mit einem Innenhochdruckumformwerkzeug (1), in dessen Formraum (3) das Hohlprofil (4) aufgenommen ist, mittels dessen im Hohlprofil (4) ein fluidischer Innenhochdruck erzeugt werden kann. Die Vorrichtung beinhaltet des Weiteren einen Stempel (6), der in einer im Innenhochdruckumformwerkzeug (1) ausgebildeten und in die Gravur (2) ausmündenden Führungsbohrung (5) geführt ist und das Anbauteil (9, 33), an dessen der Gravur (2) zugewandten Stirnseite (11) eine Schneidgeometrie (12) angeordnet ist, in die Hohlprofilwandung (22) unter Ausbildung eines Lochbutzens (24) und gleichermaßen eines Loches (23) einpresst. Zur Ermöglichung einer prozesssicheren Befestigung des Anbauteils (9, 33) am Umfang des Hohlprofils (4) wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Widerstandsschweißanlage beinhaltet, deren eine Elektrode den Stempel (6) bildet, wobei der Stempel (6) eine die Durchgangsöffnung (21) des Anbauteils (9, 33) umfänglich überdeckende Aussparung (13) aufweist. Die Vorrichtung enthält des Weiteren ein Dichtelement (14), das bei der Locherzeugung im Fluidweg zwischen der Durchgangsöffnung (21) und dem zu verschweißenden Bereich (28) von Anbauteil (9, 33) und Hohlprofil (4) hochdruckdicht sperrend angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines mit einer Durchgangsöffnung versehenen Anbauteils am Umfang eines Hohlprofils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 197 33 477 C2 bekannt. Die bekannte Vorrichtung beinhaltet ein Innenhochdruckumformwerkzeug, dessen Gravur einen Formraum begrenzt, in dem ein Hohlprofil eingebracht ist. Im Innenhochdruckumformwerkzeug ist eine Führungsbohrung ausgebildet, die einerseits nach außen führt und andererseits in die Gravur einmündet. In der Führungsbohrung ist ein Stempel verschiebbar geführt, an dessen dem Hohlprofil zugewandten Stirnseite ein Anbauteil aufgenommen ist. In einer Variante nach 8 besitzt das Anbauteil an der der Gravur zugewandten Stirnseite eine Schneidgeometrie. Durch Erzeugung eines fluidischen Innenhochdrucks im Innern des Hohlprofils weitete sich dies auf und legt sich konturgetreu an der Gravur des Innenhochdruckumformwerkzeugs an. Bei verbleibendem Innenhochdruck wird der Stempel in der Führungsbohrung nach vorne geschoben, wobei das Anbauteil in die Wandung des Hohlprofils eingepresst wird. Auf Grund der am Anbauteil angeordneten Schneidgeometrie wird beim Einpressen aus der Hohlprofilwandung ein Lochbutzen herausgeschnitten, der dann in das Innere des Hohlprofils fällt. Beim Durchdringen der Hohlprofilwandung entsteht zumeist ein Druckabfall, da die Hochdruckflüssigkeit ihren Weg über die Trennfuge zwischen Stempel und Anbauteil sowie dem Innenhochdruckumformwerkzeug nach außen finden kann. Durch den dadurch fehlenden Innenhochdruck, der für die Befestigung des Anbauteils am Umfang des Hohlprofils die erforderliche Stützkraft bringt, erfährt das Hohlprofil durch die Presskraft des Stempels Eindrückungen, die die Haltbarkeit der Befestigung herabmindern oder gar die Befestigung selbst verhindern. Dadurch ist insbesondere für die Großserienfertigung keine ausreichende Prozesssicherheit für die Herstellung der Befestigung des Anbauteils am Umfang des Hohlprofils gegeben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass eine prozesssichere Befestigung des Anbauteils am Umfang des Hohlprofils ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Grundlage der Erfindung ist, dass das Anbauteil am Umfang des Hohlprofils angeschweißt werden muss, um einer Loslösung des Anbauteils vom Hohlprofil in Folge hoher mechanischer Belastungen entgegenzuwirken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet dazu eine Widerstandsschweißanlage, die in Bauraum sparender Weise und verfahrensökonomisch vorteilhaft in das Innenhochdruckumformwerkzeug integriert ist. Um den verfahrenstechnischen und apparativen Aufwand möglichst niedrig zu halten, wird ein elektrischer Pol am Innenhochdruckumformwerkzeug selbst angelegt, welches damit eine der beiden Elektroden bildet. Die andere Elektrode wird vom Stempel gebildet, was ebenfalls auf Grund der Übernahme einer Doppelfunktion des Stempels, die in der Zubringung und Einpressung des Anbauteils zum beziehungsweise in das Hohlprofil einerseits und in deren beider Verschweißung andererseits besteht, eine wesentliche verfahrenstechnische Verringerung des Aufwandes sowie eine damit verbundene Beschleunigung des Befestigungsvorganges mit sich bringt. Wie schon oben angesprochen ergibt sich beim Heraustrennen des Lochbutzens aus der Hohlprofilwandung durch die Schneidgeometrie des Anbauteils und damit bei der Erzeugung des Loches ein Druckabfall innerhalb des Hohlprofils, der eine Anschweißung des Anbauteils am Hohlprofil mit ausreichend hoher Qualität nicht zulässt. Zudem gefährdet dieser Druckabfall die Prozesssicherheit der Anschweißung und auf Grund der bisweilen schlechten Qualität der Schweißstellen die Dauerhaltbarkeit des Anbauteils am Hohlprofil.
  • Nun ist es prinzipiell denkbar, den Druckabfall dadurch zu verhindern, dass die Trennfuge zwischen Stempel und Anbauteil durch die Ausformung einer konischen Nase an der Stirnseite des Stempels und die Anlage der Nase an einer umlaufenden konischen Phase der Durchgangsöffnung des Anbauteils fluiddicht verschlossen wird. Dieser Verschluss ist auch durchaus realistisch, solange eine Anschweißung des Anbauteils noch nicht erfolgt ist. Erfolgt jedoch der Schweißvorgang, wird das Hohlprofil und das Anbauteil in Folge der Ausbildung eines Schmelzbades zumindest teigig wenn nicht flüssig, was dazu führt, dass die Schweißstellen auf Grund der von der Elektrode auf sie einwirkenden Anpresskraft dünner als in den Bereichen werden, die nicht verschweißt werden, da das aufgeschmolzene Material von Anbauteil und Hohlprofil zumindest teilweise zur Seite ausweicht. Dadurch, dass das Anbauteil auch im nicht verschweißten Mittelteil, in dem die Befestigungsstelle um die Durchgangsöffnung des Anbauteils herum nicht „dünner" wird, in gleicher Weise vom Stempel beaufschlagt wird, kommt es zu einer ungleichmäßig wirkenden überproportionalen Anpresskraft, bei der eine Kraftkomponente radial nach außen in Richtung der Schweißstellen wirkt, wodurch dort Verwerfungen auftreten können, bei denen der Kontakt zwischen Anbauteil und Hohlprofil unterbrochen ist. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Anschweißung unterbrochen ist und dadurch die Qualität und Haltbarkeit der Befestigung in nicht hinzunehmendem Maße herabgesetzt wird. Dadurch ist die Prozesssicherheit nicht in dem gewünschten Maße gegeben.
  • Um dieses Problem zu beheben, weist bei der Erfindung der Stempel, der die Elektrode bildet, zusätzlich eine die Durchgangsöffnung des Anbauteils umfänglich überdeckende Aussparung auf. Die Tiefe der Aussparung ist so bemessen, dass sie gleich oder größer ist als die Differenz der Dicke des Bereichs vor der Verschweißung zu der des Bereichs nach der Verschweißung. Durch eine derartige Aussparung wird gewährleistet, dass das Anbauteil zu keiner Zeit während der Verschweißung seiner zu verschweißenden Bereiche im nicht zu verschweißenden Bereich um seine Durchgangsöffnung herum vom Stempel beziehungsweise von der Elektrode über Gebühr mechanisch beaufschlagt wird. Somit ergeben sich keinerlei störende Wirkungen auf die zu verschweißenden Stellen zwischen Hohlprofil und Anbauteil. Die Aussparung ist einfach herzustellen und deren voreinzustellende Tiefe und Durchmesser aus vorhergehenden Versuchen leicht zu ermitteln.
  • Die Erfindung fährt darin fort, dass bei der Locherzeugung während des Einpressens des Anbauteils in die Hohlprofilwandung, bei der auch ein Lochbutzen entsteht, ein Dichtelement der Vorrichtung im Fluidweg zwischen der Durchgangsöffnung des Anbauteils und dem zu verschweißenden Bereich von Anbauteil und Hohlprofil hochdruckdicht sperrend angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass das aus dem Hohlprofil über die Durchgangsöffnung des Anbauteils herausströmende Druckfluid über die Trennfuge zwischen Anbauteil und Hohlprofil nach außen entweicht, wodurch der unerwünschte Druckabfall verhindert wird. Somit wird insgesamt eine prozesssichere Befestigung des Anbauteils am Umfang des Hohlprofils in einfacher Weise ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist das Dichtelement als Dichtring ausgebildet, der zwischen den einander zugewandten Stirnseiten des Anbauteils und des Stempels angeordnet ist. Dies ist eine denkbar einfache Ausführung des Dichtelementes, welches bei Anzeichen eines unzulässigen Verschleißes auf Grund seiner guten Zugänglichkeit und Handhabbarkeit schnell ausgewechselt werden kann. Weiterhin stellt der Dichtring ein sehr preiswertes Massenteil dar, was die apparativen Gesamtkosten minimiert. Der Dichtring kann in einer in der Stirnseite des Stempels ausgebildeten Ringnut eingelassen sein, was keinen sonderlich großen Aufwand bedeutet.
  • Es ist allerdings ebenfalls denkbar, dass der Dichtring bereits in einer Ringnut der Stirnseite des Anbauteils vormontiert ist. Hierdurch werden Werkzeugkosten gespart, da die vorher angesprochene Ringnut an der Stirnseite des Stempels entfallen kann. Das mit dem Dichtring versehene Anbauteil verringert als vorgefertigtes Massenteil zudem die Herstellungskosten. Der Dichtring kann ohne weiteres nach erfolgreicher Anschweißung des Anbauteils am Hohlprofil in der Ringnut verbleiben, wobei er vorteilhafter Weise bei einer Verwendung des Anbauteils als Fluidanschluss – egal, ob das Fluid ein gasförmiges oder ein flüssiges Medium ist – ebenfalls als Dichtung weiterverwendet werden kann. Da der Dichtring bereits an Ort und Stelle platziert ist, entfallen bei der Weiterverwendung aufwendige Positionierungs- und Zuführungsschritte für das Dichtelement. Durch die besagte Ausbildung des Dichtelementes und dessen Anordnungsarten wird die Trennfuge zwischen Anbauteil und Stempel in einfacher Weise direkt verschlossen. Zu Gewährleistung der Dichtigkeit muss in beiden Varianten die Anpresskraft der Elektrode, also des Stempels, an die Höhe des Innenhochdrucks angepasst werden, was durch eine einfache Steuerung des Elektrodenantriebs ermöglicht werden kann.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist die Aussparung als mit der Durchgangsöffnung des Anbauteils fluchtende Bohrung ausgebildet. Das Dichtelement wird durch einen Dichtstempel gebildet, der in der Bohrung relativ zum Stempel verfahrbar angeordnet ist. Dabei weist der Dichtstempel eine umlaufende konische Außenkontur auf, die mit einem am Öffnungsrand der Durchgangsöffnung des Anbauteils ausgebildetem Innenkonus hochdruckdicht zusammenwirkt. Hierdurch wird die Abdichtkraft, die zur Verhinderung des Druckabfalls notwendig ist, von der Anpresskraft des Stempels beziehungsweise der Elektrode abgekoppelt. Die Elektrode muss daher unabhängig von der Höhe des Innenhochdrucks nur die für die Anschweißung erforderliche Anpresskraft aufbringen, welche weitestgehend konstant gehalten werden kann. Somit kann eine etwaige Schädigung der Schweißstellen bei sehr hohen Innenhochdrucken durch eine zu hohe Anpresskraft der Elektrode nicht erfolgen. Auf Grund der Konizität der beiden Anlageflächen von Dichtstempel und Anbauteil wird in einfacher Weise eine besonders gute und auch gegen hohe Drücke resistente Abdichtung erreicht. Der Dichtstempel ist in geeigneter Weise antreibbar beispielsweise durch einen Motor, der den Dichtstempel axial vorantreibt und ihn entgegen des im Hohlprofil herrschenden Innenhochdrucks an die Anlagefläche des Anbauteils presst. Die Antriebsleistung, hier die Motorleistung, für den Dichtstempel ist jeweils an die Höhe des Innenhochdrucks anzupassen, so dass zu jeder Zeit eine ausreichende Dichtigkeit gegeben ist. Mit der Abkopplung der Abdichtkraft von der Anpresskraft der Elektrode können die Schweißparameter besser optimiert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist die Bohrung als Sackbohrung ausgebildet, wobei der Dichtstempel am Grund der Sackbohrung federbelastet abgestützt ist. Hierdurch wird erreicht, dass bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt, nämlich noch vor dem Erzeugen des Loches, einen hohe Dichtigkeit gegeben ist, da beim Beaufschlagen des Anbauteils durch die Elektrode die Feder den Dichtstempel gegen den Innenkonus des Anbauteils presst. Durch die frühzeitige selbsttätige Abdichtung muss der Antrieb den Stempel nicht mehr verfahren sondern ihm nur noch bei Erzeugung des Loches erforderliche Abdichtkraft verleihen. Da der die Trennfuge abdeckende Dichtstempel bei der Locherzeugung nicht erst verfahren werden muss, besteht auch keine Gelegenheit für das Druckfluid im Hohlprofil über die Durchgangsöffnung des Anbauteils am Dichtstempel vorbei durch die Trennfuge nach außen zu strömen. Die Verhinderung des Druckabfalls ist bei der geschilderten Ausgestaltung der Erfindung in besonders hohem Maße gewährleistet.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 weist der Dichtstempel einen Kanal auf, der einerseits an der Rückseite des Dichtstempels und andererseits in die Durchgangsöffnung des Anbauteils ausmündet. Durch die Ausbildung des Kanals wird erreicht, dass ein externer Antrieb des Dichtstempels entfallen kann. Den Antrieb übernimmt der Innenhochdruck selbst, da das Druckfluid durch den Kanal strömen kann und an der relativ kleinen Querschnittsfläche der Rückseite des Dichtstempels mit sehr hoher Kraft angreifen kann. Durch die unterschiedlichen Flächenverhältnisse der dem Druck unterliegenden Flächen wird der Dichtstempel an das Anbauteil extrem schnell und mit hoher Kraft gepresst, wodurch die Durchgangsöffnung verschlossen wird. Die Höhe der Abdichtkraft wird vom im Hohlprofil herrschenden Innenhochdruck selbst geregelt, wodurch die Abdichtkraft steigt, wenn der Innenhochdruck im Hohlprofil ansteigt. Somit wird mit geringem Aufwand bei jeder Druckhöhe eine zuverlässige Abdichtung erreicht. Bei der Ausbildung des Dichtstempels ist darauf zu achten, dass dieser in der Bohrung mit nur geringem Spiel oder gar spielfrei geführt ist, so dass kein Druckfluid an seiner Außenseite entlang der Trennfuge zugeführt und somit nach außen abgeführt werden kann, was einen Druckabfall bedeuten würde.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 In einem seitlichen Längsschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung vor der Locherzeugung,
  • 2 in einem seitlichen Längsschnitt die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 nach Erzeugen des Loches,
  • 3 in einem seitlichen Längsschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem einen Kanal aufweisenden Dichtstempel im in die Hohlprofilwandung eingepressten Zustand des Anbauteils.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Innenhochdruckumformwerkzeug 1 dargestellt, dessen Gravur 2 einen Formraum 3 begrenzt, in dem ein Hohlprofil 4 aufgenommen ist. Radial von der Gravur 2 nach außen wegführend schließt sich an diese eine Führungsbohrung 5 an, in der ein Stempel 6 verschiebbar geführt ist. Die der Gravur 2 zugewandte Stirnseite 7 des Stempels 6 begrenzt mit der Führungsbohrung 5 und der Hohlprofilwandung 22 einen Aufnahmeraum 8, in dem ein Anbauteil 9 angeordnet ist, welches am Umfang des Hohlprofils 4 und damit mit der Hohlprofilwandung 22 befestigt werden soll.
  • Das Anbauteil 9, das nach Art einer Stanzmutter ausgebildet ist und dabei aus einem Kopf 30 und einem sich an diesen anschließenden Stutzen 31 besteht, liegt mit der Stempel 6 zugewandten Stirnseite 10 seines Kopfes 30 an der Stirnseite 7 des Stempels 6 und mit der Gravur 2 zugewandten Stirnseite 11 des Stutzens 31 an der Hohlprofilwandung 22 an. Die Stirnseite 11 ist dabei an der Kante mit einer umlaufenden Schneidgeometrie 12 versehen.
  • Der Stempel 6 weist eine zentrale, axial verlaufende Sackbohrung 13 auf, die zur Gravur 2 hin offen ist. Die Sackbohrung 13 fluchtet dabei mit einer Durchgangsöffnung 21 des Anbauteils 9 und schließt sich an diese übergangslos an, wobei die Querschnittsfläche der Sackbohrung 13 derart bemessen ist, dass sie die Durchgangsöffnung 21 des Anbauteils 9 umfänglich überdeckt. In der Sackbohrung 13 ist ein Dichtstempel 14 quasi spielfrei geführt, der an seiner Rückseite 15 durch eine Schraubendruckfeder 16 gestützt ist, die am anderen Ende am Grund 17 der Sackbohrung 13 angebracht ist. Der Dichtstempel 14 besitzt an seiner der Gravur 2 zugewandten Stirnseite einen verjüngten zapfenförmigen Fortsatz 18, der koaxial zum Stempel 14 verläuft und in die Durchgangsöffnung 21 des Anbauteils 9 hineinragt, wo er eng geführt ist. Dadurch ist dem Dichtstempel 14 eine besonders exakte Führung gegeben. Die Stirnseite des Dichtstempels 14, die der Gravur 2 zugewandt ist, weist eine konische Außenkontur 19 auf, die auf Grund der durch die Schraubendruckfeder 16 erreichte Vorspannung des Dichtstempels 14 an einen am Öffnungsrand der Durchgangsöffnung 21 des Anbauteils 9 ausgebildeten Innenkonus 20 hochdruckdicht angepresst wird. Dadurch wird die Trennfuge 29 zwischen der Stirnseite 7 des Stempels 6 und der Stirnseite 10 des Kopfes 30 des Anbauteils 9 unzugänglich abgedeckt, wodurch der Dichtstempel 14 in Folge seiner Anordnung den bei der späteren Locherzeugung entstehende Fluidweg zwischen der Durchgangsöffnung 21 des Anbauteils 9 und dem zu verschweißenden Bereich 28 zwischen Anbauteil 9 und Hohlprofil 4 hochdruckdicht sperrt.
  • In der Folge des Befestigungsprozesses wird der Stempel 6 zur Gravur 2 hin verschoben, wodurch gemäß 2 das Anbauteil 9 mit dem Stutzen 31 in die Hohlprofilwandung 22 eingepresst wird. Durch die am zylindrischen Stutzen 31 befindliche Schneidgeometrie 12 wird dabei zum einen ein Loch 23 in der Hohlprofilwandung 22 als auch ein Lochbutzen 24 erzeugt, der in das Hohlprofilinnere 25 gegebenenfalls bei später abgesenktem Innenhochdruck hineinfällt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet des Weiteren eine Widerstandsschweißanlage, deren eine Elektrode vom Stempel 6 und deren andere Elektrode vom Innenhochdruckumformwerkzeug 1 selbst gebildet wird. Durch die Ausbildung der Sackbohrung 13 und deren Dimensionierung kontaktiert der Stempel 6 das Anbauteil 9 nur in dem zu verschweißenden Bereich 28 von Anbauteil 9 und Hohlprofil 4. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes erfolgt die Verschweißung des Anbauteils 9 mit dem Hohlprofil 4, wobei der zu verschweißende Bereich 28 weich wird und daher auf Grund der Anpresskraft des Stempels 6 dünner wird. Diese Dickendifferenz wird durch Nachführen des Stempels 6 ausgeglichen.
  • In einer Variante zum obigen Ausführungsbeispiel zeigt 3 ein Anbauteil 33, das als Stanzmutter mit einem Innengewinde 27 entlang der Durchgangsöffnung 21 gebildet ist. Der Stutzen des Anbauteils 33 weist eine konische Mantelfläche 32 auf, die nach Einpressen des Anbauteils 33 in die Hohlprofilwandung 22 an der Formentsprechenden konischen Lochwandung 34 des im Hohlprofil 4 erzeugten Loches 23 anliegt. Hierdurch wird die Trennfuge 35 zwischen der Hohlprofilwandung 22 und dem Kopf 30 des Anbauteils 9 nach außen besonders effektiv abgedichtet, so dass auch etwaige über diesen Weg sich ereignende Druckabfälle unterbunden werden. Abweichend vom vorherigen Ausführungsbeispiel wird der Dichtstempel 14 nicht durch eine Schraubendruckfeder 16 abgestützt. Der Dichtstempel 14 weist dafür einen axial verlaufenden zentralen Kanal 26 auf, der einerseits an der Rückseite 15 des Dichtstempels 14 und andererseits in die Durchgangsöffnung 21 des Anbauteils 9 ausmündet. Bei und nach der Locherzeugung tritt Druckfluid über die Durchgangsöffnung 21 und den Kanal 26 in den von der Sackbohrung 13 und der Rückseite 15 des Dichtstempels 14 begrenzten Druckraum 36 hinein (gemäß der Richtung des langen Pfeils). Auf Grund der Flächenverhältnisse der insgesamt unter Druck stehenden Flächen wird der Dichtstempel 14 vom gespannten Druckfluid in Richtung der Gravur 2 getrieben, wobei seine konische Außenkontur 19 außerordentlich fest an den Innenkonus 20 des Anbauteils 9 gepresst wird (gemäß der Richtung der kleinen Pfeile). Alsdann erfolgt wie gehabt die Verschweißung des Anbauteils 33 mit der Hohlprofilwandung 22.
  • In einer weiteren Variante, die hier nicht bildlich dargestellt ist, wird das Dichtelement, das bislang als Dichtstempel 14 ausgestaltet ist, als Dichtring ausgebildet, der in eine in der Stirnseite 7 des Stempels 6 eingearbeitete umlaufende Aufnahmenut eingelassen ist. Der Dichtring umläuft dabei die Durchgangsöffnung 21 des Anbauteils 9. Der Dichtstempel 14 sowie die Druckfeder 16 entfallen. Die Aussparung des Stempels 6, die in den anderen Ausführungsbeispielen als Sackbohrung 13 ausgebildet wurde, ist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel muldenförmig gestaltet, wobei die Tiefe der Mulde zumindest dem Maß der Dickenabnahme entspricht, die beim Anschweißen des Anbauteils 9 an der Hohlprofilwandung 22 auftritt. Zur Sperrung der Trennfuge 29 zwischen Anbauteil 9 und Stempel 6 wird der Stempel 6 derart auf die Stirnseite 10 des Anbauteils 9 verfahren, dass der Dichtring zwischen Stempel 6 und Anbauteil 9 elastisch verquetscht wird.
  • Es ist im Übrigen anzumerken, dass bei allen Ausführungsbeispielen in einem ersten Arbeitsschritt das Hohlprofil 4 mittels fluidischen Innenhochdruckes aufgeweitet wird, bis die Hohlprofilwandung 22 konturgetreu an der Gravur 2 des Innenhochdruckumformwerkzeuges 1 anliegt.
  • Weiterhin ist es denkbar, die ersten beiden Ausführungsbeispiele so zu verknüpfen, dass die Druckfeder 16 im Druckraum 36 zusätzlich zur Erzielung einer Vorspannung des Dichtstempels 14 angeordnet wird.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Befestigung eines mit einer Durchgangsöffnung versehenen Anbauteils am Umfang eines Hohlprofils mit einem Innenhochdruckumformwerkzeug, in dessen Formraum das Hohlprofil aufgenommen ist, zur Erzeugung eines fluidischen Innenhochdrucks im Hohlprofil und mit einem Stempel, der in einer im Innenhochdruckumformwerkzeug ausgebildeten und in die Gravur ausmündenden Führungsbohrung geführt ist und das Anbauteil, an dessen der Gravur zugewandten Stirnseite eine Schneidgeometrie angeordnet ist, in die Hohlprofilwandung unter Ausbildung eines Lochbutzens einpresst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Widerstandsschweißanlage beinhaltet, deren eine Elektrode den Stempel (6) bildet, wobei der Stempel (6) eine die Durchgangsöffnung (21) des Anbauteils (9, 33) umfänglich überdeckende Aussparung (13) aufweist, und dass die Vorrichtung ein Dichtelement (14) enthält, das bei der Locherzeugung im Fluidweg zwischen der Durchgangsöffnung (21) und dem zu verschweißenden Bereich (28) von Anbauteil (9, 33) und Hohlprofil (4) hochdruckdicht sperrend angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement als Dichtring zwischen den einander zugewandten Stirnseiten (10, 7) des Anbauteils (9, 33) und des Stempels (6) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung als mit der Durchgangsöffnung (21) des Anbauteils (9, 33) fluchtende Bohrung (13) ausgebildet ist, und dass das Dichtelement durch einen Dichtstempel (14) gebildet ist, der in der Bohrung (13) relativ zum Stempel (6) verfahrbar angeordnet ist, wobei der Dichtstempel (14) eine umlaufende konische Außenkontur (19) aufweist, die mit einem am Öffnungsrand der Durchgangsöffnung (21) des Anbauteils (9, 33) ausgebildeten Innenkonus (202) hochdruckdicht zusammenwirkt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung als Sackbohrung (13) ausgebildet ist und dass der Dichtstempel (14) am Grund (17) der Sackbohrung (13) federbelastet abgestützt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtstempel (14) einen Kanal (26) aufweist, der einerseits an der Rückseite (15) des Dichtstempels (14) und andererseits in die Durchgangsöffnung (21) des Anbauteils (9, 33) ausmündet.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102601205A (zh) * 2012-03-02 2012-07-25 张家港合瑞车桥有限公司 液压胀形管端组合密封装置
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CN103008478A (zh) * 2013-01-11 2013-04-03 哈尔滨工业大学 用于内高压成形件的液压冲孔-翻边模具

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