-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nagelverbindung zwischen Karosserieteilen mit Hilfe eines klammerförmiges Verbindungsmittels.
-
Klammerförmige Verbindungsmittel sind als Heftklammern bekannt, die mit einem speziell dafür konstruierten Werkzeug, einem Eintreibgerät oder einem Setzgerät (auch Tacker genannt), unter Druck in den Untergrund oder in die zu verbindenden Materialien eingetrieben werden.
-
So ist bspw. aus der
JP 11082444 A eine Heftklammer beschrieben, die im Bereich des die Klammerschenkel verbindenden Steges M-förmig gebogen ist. Jeder Klammerschenkel besteht aus zwei Abschnitten, wobei der das freie Ende bildende Endabschnitt über einen gebogenen Zwischenbereich nach innen in Richtung des jeweils anderen Klammerschenkels axial versetzt ist und diese beiden Endabschnitte parallel verlaufen.
-
Ferner ist aus der
DE 37 21 717 A1 ist eine Klemmverbindung bekannt, die aus einer U-förmigen Befestigungsklammer und einem Clip besteht, wobei die Befestigungsklammer mehrere selbstschneidende Zargen aufweist, die nach dem Eintreiben in die zu verbindenden Karosserieteile mit dem Clip durch Umbiegen verbunden werden.
-
Schließlich ist aus der
DE 1 796 000 U ein Doppel- oder Zwillingsnagel zum Verbinden von zwei nebeneinander liegenden Holzrahmenteile bekannt, mit dem die Stoßkante dieser beiden nebeneinander liegenden Holzrahmenteile überkreuzt wird. Dieses bekannte Verbindungsmittel ist mit zwei sternförmig geformten Nägeln ausgebildet, wobei der die beiden Nägel verbindende Steg eine dünnwandige Brücke darstellt. Dabei bilden die Randteile dieser Brücke gleichzeitig jeweils einen Sternschenkel eines Nagels, der zweite Sternschenkel wird ebenso von einem der Brücke entsprechenden dünnwandigen Teilgebildet. Die Höhe der Brücke in Nagelrichtung entspricht annähernd der Nagellänge der beiden Nägel und dringt daher vollständig in die beiden nebeneinander liegenden Holzrahmenteile ein. Um dies zu erleichtern, ist die Unterkante dieser Brücke angeschärft. Diese dünnwandige Brücke dient ausschließlich dazu, eine starre und verwindungssteife Verbindung über die Stoßkante der nebeneinanderliegenden Teile zu realisieren. Um eine entsprechende Verwindungssteifigkeit zu erzielen, dienen die speziellen Querschnitte der beiden Nägel des bekannten Verbindungsmittels, so werden neben sternförmigen auch I-, Z- oder U-förmige Querschnitte für die Nägel vorgeschlagen. Somit ist dieses bekannte Verbindungsmittel konstruktiv ausschließlich darauf ausgerichtet, eine Verbindung von zwei mit ihrer Stirnseite aneinanderstoßenden Karosserieteile zu realisieren.
-
Aus der
DE 1 820 205 U ist ein Nagel zum Befestigung von Schuhabsätzen bekannt, dessen Schaft eine abstehende Nase aufweist, die als Verdrehschutz dient.
-
Aus der
DE 10 2006 002 238 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Nagelverbindung zwischen zwei Karosserieteilen mittels eines Nagels bekannt, der von einem Eintreibgerät mit hoher Geschwindigkeit in die Karosserieteile eingetrieben wird.
-
Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Nagel bzw. Bolzen verwendet, der einen Nagelkopf mit einer an der Kopfunterseite vorgesehenen Ringnut, einen Nagelschaft und eine Nagelspitze aufweist, wobei der Nagelschaft mit einer Oberflächenprofilierung versehen ist, die während des Eintreibens mit verdrängtem Material befüllt wird. Zusätzlich greift der beim Eintreiben des Nagels auf dem nagelkopfseitigen Karosserieteil entstehende Materialwulst in die Ringnut auf der Kopfunterseite des Nagelkopfes ein, wodurch diese Kopfunterseite flächenbündig auf dem nagelkopfseitigen Karosserieteil anliegt. Der Vorteil eines solchen Verfahrens liegt darin, dass eine einseitige Zugänglichkeit des Fügebereichs ausreicht und das Verfahren ohne Vorlochung der zu verbindenden Karosserieteile auskommt.
-
Bei einem ähnlichen Verfahren gemäß der
DE 10 2007 033 126 A1 ist zwischen den zu verbindenden Karosserieteilen eine Klebstoffschicht vorgesehen, so dass beim Eintreiben des Nagels nur in Eintreibrichtung am nagelkopfseitigen Karosserieteil ein Materialkragen gebildet wird, der in die Klebstoffschicht hineinragt. Daher verwendet dieses Verfahren einen Nagel, dessen Nagelkopf keine Ringnut aufweist.
-
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung einer Nagelverbindung zwischen mindestens zwei Karosserieteilen anzugeben, mit dem eine verbesserte Verbindungsqualität erzielbar ist.
-
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die oberflächenprofilierten Nagelschäfte eines klammerförmiges Verbindungsmittel zuerst mit Klebstoff benetzt werden und dann das zumindest zweischäftige Verbindungsmittel mit hoher Geschwindigkeiten durch die nicht vorgelochten Karosserieteile axial eingetrieben wird bis die Nagelspitzen die zu verbindenden Karosserieteile vollständig durchdrungen haben.
-
Bei einem solchen Verfahren mithilfe von klammerförmigen Verbindungsmittel, bei dem die Klammerschenkel über einen Steg miteinander verbunden sind, sind die Klammerschenkel jeweils als Nagel mit Nagelschaft und Nagelspitze ausgebildet, wobei der Steg den gemeinsamen Nagelkopf bildet.
-
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine verbesserte Verbindungsqualität erreicht, die insbesondere verdrehsicher und platzsparend hinsichtlich der zu verbindenden Karosserieteile ist.
-
Durch die Verwendung einer Oberflächenprofilierung bei diesem Verfahren, wird in dieser Profilierung Material der zu verbindenden Karosserieteils gesammelt und dadurch eine die Verbindungsqualität erhöhende Verzahnung des Nagelschaftes mit den zu verbindenden Karosserieteilen erzielt. Vorzugsweise besteht die Oberflächenprofilierung in Axialrichtung des Nagels aus einem sägezahnförmigen oder aus einem abgerundeten wellenförmigen Profil. Dabei erhöht insbesondere das sägezahnförmige Profil die Verzahnung des Nagelschaftes mit den zu verbindenden Karosserieteilen.
-
Bei diesem Verfahren zur Herstellung einer Nagelverbindung zwischen wenigstens zwei flächigen Karosserieteilen in einem Fügebereich mittels eines klammerförmigen Verbindungsmittels wird erfindungsgemäß das klammerförmige Verbindungsmittel von einem Eintreibgerät mit hoher Geschwindigkeit in die im Fügebereich nicht vorgelochten Karosserieteile axial eingetrieben, wobei die Nagelspitzen beide Karosserieteile vollständig durchdringend über das nagelkopfabgewandte Karosserieteil hinaus austreten und dabei jeweils an der Austrittsstelle einen kraterförmigen Materialaufwurf bilden.
-
So können flächenhafte Karosserieteile mit hoher Geschwindigkeit und hoher Verbindungsqualität verbunden werden.
-
Schließlich kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zum Eintreiben des klammerförmigen Verbindungsmittels eine Matrize verwendet wird, auf der das nagelkopfabgewandte Karosserieteil aufliegt.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbindung zwischen zwei Karosserieteilen mittels eines erfindungsgemäßen klammerförmigen Verbindungsmittels,
-
2 schematische Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen klammerförmigen Verbindungsmittels, und
-
3 schematische Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen klammerförmigen Verbindungsmittels.
-
1 zeigt eine Verbindung zwischen einem flächigen Karosserieteil 7 und einem weiteren flächigen Karosserieteil 8 mittels eines erfindungsgemäßen klammerförmigen Verbindungsmittels 1. Dabei stellt das Karosserieteil 7 ein dünnwandiges Karosserieteil in Form eines Bleches dar, während das weitere Karosserieteil 8 bspw. ein Blechteil, Profilteil oder Gussteil mit größerer Wandstärke darstellt. Bei diesen Karosserieteilen 7 und 8 kann es sich bspw. um Karosserieteile für den Fahrzeugbau handeln, die aus Stahl, Aluminium, Magnesium oder kohlenfaserstoffverstärktem Kunststoff (CFK) bzw. glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) gefertigt sein können.
-
Das klammerartige Verbindungsmittel 1 weist als Klammerschenkel zwei parallel zueinander verlaufende Nägel 2 und 2' auf, die über einen Steg, der für die beiden Nägel 2 und 2' als gemeinsamer Nagelkopf 3 dient, miteinander verbunden sind. Jeder dieser beiden Nägel 2 und 2' besteht aus einem Nagelschaft 4 und 4' sowie jeweils einer daran angeformten Nagelspitze 5 und 5'. Die beiden Nagelschäfte 4 und 4' sind im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mit einer Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6' versehen, wobei zwischen dem die Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6' aufweisenden Abschnitt auf dem Nagelschaft 4 bzw. 4' und dem Nagelkopf 3 ein Abschnitt ohne eine Oberflächenprofilierung verbleibt. Gemäß 1 besteht diese Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6' aus einer Reihe von ringförmigen Vertiefungen und Erhöhungen und bildet damit in axialer Richtung des Nagelschaftes 4 bzw. 4', ein abgerundetes wellenförmiges Profil.
-
Die Nagelspitze 5 und 5' des Nagels 2 bzw. 2' ist mit einer ogivalen Form ausgebildet und bietet damit beim Eintreiben des erfindungsgemäßen klammerförmigen Verbindungsmittels 1 einen geringstmöglichen Widerstand.
-
Vor dem Eintreiben des erfindungsgemäßen klammerförmigen Verbindungsmittels 1 werden die zu verbindenden Karosserieteile 7 und 8 in einer Vorrichtung (in der 1 nicht gezeigt) zueinander ausgerichtet und fixiert. Eine Vorlochung der Karosserieteile 7 und 8 ist nicht erforderlich.
-
Zur Erhöhung der Verbindungsqualität kann auf den die Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6' aufweisende Abschnitt der Nägel 2 und 2' Klebstoff aufgebracht werden. Nun wird das klammerförmige Verbindungsmittel 1 mittels eines Eintreibgerätes (in 1 nicht dargestellt) mit hoher Geschwindigkeit ohne Vorlochung zunächst in das Karosserieteil 7 und anschließend in das Karosserieteil 8 eingetrieben. Dabei bildet sich in Eintreibrichtung auf der freien Oberfläche des nagelkopfabgewandten Karosserieteils 8 ein den Nagelschaft 4 bzw. 4' ringförmig umlaufender Materialwulst 9, also jeweils an der Stelle des Karosserieteils 8, die von der Nagelspitze 5 bzw. 5' durchstoßen wird. Dieser Materialwulst 9 besteht im Wesentlichen aus dem von der Nagelspitze 5 bzw. 5' verdrängten Material. Ferner wird auch das im Bereich des nagelkopfseitigen Karosserieteils 7 verdrängte Material über die Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6' mitgeführt und teilweise mit nach außen geführt, da nicht nur die Nagelspitze 5 bzw. 5' aus dem nagelkopfabgewandten Karosserieteil 8 übersteht, sondern auch ein Teil der Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6'. Der Eintreibvorgang ist beendet, wenn die Kopfunterseite des den Nagelkopf 3 bildenden Stegs auf der Oberfläche des nagelkopfseitigen Karosserieteils 7 aufliegt.
-
Natürlich können die Karosserieteile 7 und 8 und/oder das klammerförmige Verbindungsmittel 1 auch so dimensioniert werden, dass das freie Ende der Nagelspitze 5 bzw. 5' nur geringfügig aus dem nagelkopfabgewandten Karosserieteil 8 übersteht.
-
Wie oben bereits ausgeführt, eignet sich dieses Verfahren besonders dann, wenn schmale Flansche bei nur eingeschränkter Zugänglichkeit zur Fügestelle verbunden werden müssen. Solche Situationen treten vor allem auf, wenn das nagelkopfabgewandte Karosserieteil 8 ein Hohlprofil darstellt, das von innen nicht zugänglich ist.
-
Allerdings kann auch eine Matrize (in 1 nicht dargestellt) auf der nagelkopfabgewandten Seite verwendet werden, wenn bspw. die Steifigkeit des Karosserieteils 8 nicht ausreichend und die freie Oberfläche des nagelkopfabgewandten Karosserieteils 8 zugänglich ist. Eine solche Matrize kann bspw. als Hülse ausgebildet sein.
-
Die 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen klammerförmigen Verbindungsmitteln 1 in zwei Ansichten, jeweils einer Vorder- und Seitenansicht. Die klammerförmigen Verbindungsmittel 1 nach diesen 2 und 3 sind entsprechend dem Verbindungsmittel 1 nach 1 aufgebaut.
-
So besteht nach 2a und 2b das klammerförmige Verbindungsmittel 1 aus zwei über einen Steg miteinander verbundene jeweils als Nagel 2, 2' ausgebildeten Klammerschenkel. Jeder Nagel 2 und 2' umfasst einen Nagelschaft 4 bzw. 4', der mit einer Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6' versehen ist. An den Nagelschaft 4 bzw. 4' schließt sich eine ogival geformte Nagelspitze 5 bzw. 5' an, wie aus der Vorderansicht gemäß 2a erkennbar ist.
-
Gemäß der Seitenansicht nach 2b weist der die beiden Nägel 2 und 2' verbindende stegartige Nagelkopf 3 einen flachen und rechteckförmigen Querschnitt auf, dessen Breite größer als der Durchmesser des Nagelschaftes 4 bzw. 4' ist.
-
Ferner ist im Unterschied zu dem klammerförmigen Verbindungsmittel 1 gemäß 1 die Oberflächenprofilierung 6 bzw. 6' mit einem sägezahnförmigen Profil ausgebildet. Diese Sägezahnprofilierung ist dabei so gerichtet, dass sich jeder Zahn in Richtung der Nagelspitze 5 bzw. 5' verjüngt, wodurch sich eine optimale Verzahnung bzw. Verhakung vor allem mit einem nagelkopfabgewandten Karosserieteil 8 ergibt, wenn dieses Verbindungsmittel 1 entsprechend 1 . zur Verbindung von zwei Karosserieteilen 7 und 8 verwendet wird.
-
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3a und 3b unterscheidet sich von demjenigen nach 2a und 2b nur in dem Querschnitt des stegartigen Nagelkopfes 3. Im Vergleich mit 2a weist gemäß 3a dieser Nagelkopf 3 eine wesentliche größere Dicke auf als derjenige aus den 2. Nach 3b weist der Nagelkopf 3 quer zur Verbindungsrichtung der beiden Nägel 2 und 2' einen trapezförmigen Querschnitt entsprechend eines gleichschenkligen Trapezes auf, wobei die Breite der kurzen Basis dieses gleichschenkligen Trapez dem Durchmesser der beiden Nagelschäfte 4 und 4' entspricht. Damit wird eine leichte Keilform des Nagelkopfes 3 erzielt, so dass bei Verwendung eines solchen Verbindungsmittels 1 entsprechend 1 zur Verbindung von zwei Karosserieteilen 7 und 8 dieses mit größerer Eintreibenergie so weit in das nagelkopfseitige Karosserieteil 7 eingetrieben werden kann, dass die nagelschaftabgewandte Oberfläche des Nagelkopfes 3 bündig mit der Oberfläche des nagelkopfseitigen Karosserieteils 7 ist, wie dies bspw. von der Verwendung von Senkkopfschrauben bekannt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- klammerförmiges Verbindungsmittel
- 2
- Nagel
- 2'
- Nagel
- 3
- Nagelkopf
- 4
- Nagelschaft von Nagel 2
- 4'
- Nagelschaft von Nagel 2'
- 5
- Nagelspitze von Nagel 2
- 5'
- Nagelspitze von Nagel 2'
- 6
- Oberflächenprofilierung von Nagel 2
- 6'
- Oberflächenprofilierung von Nagel 2'
- 7
- Karosserieteil
- 8
- Karosserieteil
- 9
- Materialkragen
