DE102006035150A1

DE102006035150A1 - Verfahren zur Verstärkung eines Anschraubpunktes

Info

Publication number: DE102006035150A1
Application number: DE200610035150
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Wißmeier
Original assignee: ESKA AUTOMOTIVE GmbH
Current assignee: ESKA AUTOMOTIVE GmbH
Priority date: 2006-07-29
Filing date: 2006-07-29
Publication date: 2008-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Verstärkung eines blechförmigen Bauteiles zur Erhöhung der Festigkeit eines Anschraubpunktes. Dabei wird an einem dünnwandigen, vornehmlich blechförmigen, Bauteil ein Verstärkungselement erst bei der umformenden Herstellung des blechförmigen Bauteils hinzugefügt und durch diese Umformung selbst innig mit dem Bauteil verbunden. Diese Verbindung ist dabei so gestaltet, dass eine Verschraubung mittels einer gewindeformenden Schraube sowohl teilweise mit dem Bauteil als auch teilweise mit dem Verstärkungselement erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Verstärkung eines blechförmigen Bauteiles zur Erhöhung der Festigkeit eines Anschraubpunktes.
Soll ein Bauteil an einem anderen dünnwandigen Bauteil lösbar befestigt werden, so ist meist die Schraubtechnik das Mittel der Wahl. In der Praxis bekannt und eingeführt sind hierzu Blechschrauben, die in ein gebohrtes oder ein gestanztes Loch gedreht werden, Bohrschrauben, die sich ihr Loch selbst bohren, gewindeformende Schrauben, die in einen gezogenen Blechkragen gedreht werden und metrische Schrauben in Kombination mit einer Vielzahl von Mutternelementen, die angeschweißt, angenietet oder auf anderem Wege mit dem Blech verbunden werden.
Die Verbindung mit der geringsten Festigkeit ist dabei bei der Direktverschraubung einer Blechschraube gegeben, dies ist gleichzeitig die kostengünstigste Variante. Mit einem Blechdurchzug werden bereits deutlich höhere Festigkeitswerte erreicht und der Einsatz von metrischen Schrauben in Kombination mit einer Mutter führt zu einer hochfesten Verbindung.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, die festigkeitsseitigen Vorteile der Mutternlösung mit den kostenseitigen Vorteilen der Durchzugslösung zu kombinieren.
Aus der Pkw-Karosseriefertigung ist die Verwendung von sogenannten „tailored blanks" bekannt. Hier wird sowohl zur Kosten- als auch zur Gewichtseinsparung mit dünnen Blechen gearbeitet, die nur an den hochbelasteten Stellen mit einem zweiten Blech verstärkt werden.
Dazu werden üblicherweise diese Bleche vor deren Weiterverarbeitung miteinander verschweißt und dann anschließend zusammen in ihre endgültige Form gebracht.
Davon abweichend geht die vorliegende Erfindung davon aus, dass die Verstärkungsbleche während der Formgebung zugeführt und durch einen Umformvorgang mit dem blechförmigen Bauteil verbunden werden.
Die Verstärkungsbleche werden als gelochte oder ungelochte Ronden oder als Hohlteile mittels eines einschlägigen Zuführgerätes, wie sie auch zur Mutternzuführung eingesetzt werden, an ihren Bestimmungsort gebracht und dort zusammen mit dem zu verstärkenden blechförmigen Bauteil umgeformt, wodurch es zu einer formschlüssigen Verbindung von Bauteil und Verstärkungsblech kommt. Der dabei entstehende, verstärkte Durchzug dient dann als hochfester Anschraubpunkt für eine gewindeformende Schraube. Zur Verstärkung können abweichend auch Dreh-, Guss- oder Umformteile verwendet werden.
Die gewindeformende Schraube steht nach der Montage in Eingriff sowohl mit dem Bauteil als auch mit dem Verstärkungselement. Dadurch unterscheidet sich diese Art der Befestigung sowohl von einer Muttern- als auch von einer Durchzugslösung.
Als weiterer Vorteil kann aufgeführt werden, dass durch die Verstärkung eine stabile, großflächige Auflagefläche entsteht, die weder beim herkömmlichen Durchzug noch beim Einsatz einer Mutter gegeben ist.
Speziell beim Einsatz bei Aluminiumbauteilen kann das Verstärkungselement ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung bestehen, wodurch die Sortenreinheit für ein kostengünstiges Recycling gegeben ist. Ebenso werden dadurch Kontaktkorrosions-Erscheinungen vermieden, welche beim Einsatz von Muttern aus Stahl auftauchen können bzw. durch kostspielige Oberflächenbehandlungen unterbunden werden müssen.
1 zeigt die Ausgangssituation einer solchen erfindungsgemäßen Umform-Füge-Operation. Das Verstärkungsblech (4) wurde wie weiter oben beschrieben in ein z.B. Tiefziehwerkzeug, hier bestehend aus einer Matrize (2) und einem Stempel (1), zugeführt und liegt unter der zu verstärkenden Stelle des blechförmigen Bauteils (3).
2 zeigt dieselbe Situation nach Durchführung einer Tiefziehoperation, bei welcher eine innige Verbindung zwischen Verstärkungsblech (4) und blechförmigem Bauteil (3) als Formschluss entstanden ist. Der entstandene verstärkte Durchzug (5) liefert in Verbindung mit einer gewindeformenden Schraube eine hochfeste Schraubverbindung, wie sie sonst nur mit einer Schraube-Mutter-Kombination zu erreichen ist.
Alternativ zu einem Verstärkungsblech kann auch ein entsprechend geformtes Bauteil nach dem gleichen Verfahren zur Verstärkung eines blechförmigen Bauteils zum Einsatz kommen (3 + 4).

Claims

Verfahren zur Verstärkung eines Anschraubpunktes an einem dünnwandigen, vornehmlich blechförmigen, Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente erst bei der umformenden Herstellung der blechförmigen Bauteile hinzugefügt und durch diese Umformung selbst innig mit dem Bauteil verbunden werden. Diese Verbindung ist dabei so gestaltet, dass eine Verschraubung mittels einer gewindeformenden Schraube sowohl teilweise mit dem Bauteil als auch teilweise mit dem Verstärkungselement erfolgt.
Verfahren zur Verstärkung eines Anschraubpunktes an einem dünnwandigen, vornehmlich blechförmigen, Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente ebenfalls blechförmig sind und erst beim umformenden Fügen in ihre endgültige Form gebracht werden.
Verfahren zur Verstärkung eines Anschraubpunktes an einem dünnwandigen, vornehmlich blechförmigen, Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente Dreh-, Guss- oder Umformteile sein können.
Verfahren zur Verstärkung eines Anschraubpunktes an einem dünnwandigen, vornehmlich blechförmigen, Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente Geometrieelemente wie Rippen oder Rändelungen enthalten können, die der Verdrehsicherung dienen.
Verfahren zur Verstärkung eines Anschraubpunktes an einem dünnwandigen, vornehmlich blechförmigen, Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente beim umformenden Fügen eine Verdrehsicherung z.B. durch Durchsetzfügen erhalten.
Verfahren zur Verstärkung eines Anschraubpunktes an einem dünnwandigen, vornehmlich blechförmigen, Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente durch einen gegenüber herkömmlicher Technik vergrößerten Außendurchmesser verfügen, der eine Stabilisierung der Anschraubung am dünnen Blechbauteil bewirken.