DE102011055044A1

DE102011055044A1 - Befestigungselement zum Anschweißen, Fügeverfahren und Fügeverbindung

Info

Publication number: DE102011055044A1
Application number: DE201110055044
Authority: DE
Inventors: Jochen Hain; Joachim Schneider; Haymo Gottwals; Alexander Schug; Harald Knetsch; Markus Feierabend; Sven Buch
Original assignee: Volkswagen AG; Newfrey LLC
Current assignee: Volkswagen AG; Newfrey LLC
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-05-08
Also published as: CN103917324A; EP2773479A1; WO2013064618A1

Abstract

Bei einem Befestigungselement (1) aus Metall mit einem Schaft (2), der ein Anschweißende (3) und in einem Abstand von dem Anschweißende (3) einen Flansch (5) aufweist, der einen größeren Durchmesser hat als der Schaft (2), ist der Flansch (5) auf der dem Anschweißende (3) zugewandten Seite mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen (10) versehen, die in einem Abstand von dem Schaft (2) und voneinander angeordnet sind und die mit ihren freien Enden Anlageflächen für ein Bauteil bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement aus Metall mit einem Schaft, der sich in Richtung einer Achse erstreckt und ein Anschweißende aufweist, und mit einem in einem Abstand von dem Anschweißende am Schaft angeordneten Flansch, der einen größeren Durchmesser hat als der Schaft. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fügeverfahren zum Verbinden wenigstens eines Bauteils mit einem Trägerteil aus Metall unter Verwendung eines derartigen Befestigungselements und eine Fügeverbindung, welche ein Trägerteil aus Metall, wenigstens ein an einer Seite des Trägerteils anliegendes Bauteil mit einem Loch und ein derartiges Befestigungselement umfasst.
Befestigungselemente der angegebenen Art werden u. a. im Automobilbau zur Befestigung von Bauteilen unterschiedlichster Art an der Fahrzeugkarosserie verwendet. Die Befestigungselemente werden unter Anwendung üblicher Bolzenschweißverfahren, insbesondere solcher mit Hubzündung, an schweißgeeigneten Bauteilen der Fahrzeugkarosserie angeschweißt. Mittels mechanischer Befestigungsmittel, wie Muttern, Schrauben oder Klammern, werden die angeschweißten Befestigungselemente dann mit den zu befestigenden Bauteilen verbunden.
Aus US 3,774,009 ist auch ein Befestigungselement bekannt, mit dem gleichzeitig mit dem Anschweißen des Befestigungselements auch das zu befestigende Bauteil mit dem Trägerteil, an welches das Befestigungselement angeschweißt wird, verbunden werden kann. Hierbei weist das zu befestigende Bauteil im Bereich der Schweißstelle eine Öffnung auf, durch die das Befestigungselement mit seinem Anschweißende an dem Trägerteil angeschweißt wird. Das Befestigungselement hat einen Flansch, der größer ist als die Öffnung und nach dem Anschweißen des Befestigungselements an dem die Öffnung umgebenden Randbereich des Bauteils fest anliegt und dadurch das Bauteil formschlüssig an dem Trägerteil festhält.
Ein weiteres zum Anschweißen bestimmtes Befestigungselement ist aus GB 1 075 969 A bekannt. Das Befestigungselement hat einen Schaft und einen Flansch und wird mittels eines Lichtbogen-Bolzenschweißverfahrens durch ein Loch in einem zu befestigenden plattenförmigen Element an ein metallisches Trägerteil angeschweißt wird. Das plattenförmige Element weist hierbei mehrere Kanäle auf, die von der Schweißstelle nach außen führen, um das Entweichen von Gas von der Schweißstelle zu ermöglichen.
Im Automobilbau sind die Trägerteile, an die Befestigungselemente der angegebenen Art angeschweißt werden, in der Regel schon mit einem Korrosionsschutz versehen. Dieser Korrosionsschutz wird bei dem Anschweißen eines Befestigungselements im Bereich der Schweißstelle zerstört. Um zu vermeiden, dass hierdurch Korrosionsschäden verursacht werden können, ist es erforderlich, den die Schweißstelle umgebenden Bereich wieder mit einem geeigneten Korrosionsschutz zu versehen. Üblich sind hierfür elektrochemische Tauchlackierverfahren, wobei vormontierte Baugruppen, z.B. der Fahrzeugkarosserie, durch Eintauchen in ein Tauchlackbad eine gleichmäßige Beschichtung mit einem Korrosionsschutzlack erhalten. Bei Befestigungselementen, die gleichzeitig mit dem Anschweißen des Befestigungselements auch das zu befestigende Bauteil mit dem Trägerteil verbinden, ist das Wiederherstellen eines Korrosionsschutzes in der Umgebung der Schweißstelle ein Problem, weil das Befestigungselement mit seinem Flansch an dem die Befestigungsöffnung umgebenden Rand des befestigten Bauteils anliegt und dadurch das Heranführen eines Korrosionsschutzlacks an die Umgebung der Schweißstelle verhindert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement der angegebenen Art so zu gestalten, dass nach dem Anschweißen des Befestigungselements die Umgebung der Schweißstelle auf einfache Weise wirksam gegen Korrosion geschützt werden kann.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Anschweißelement mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Befestigungselements sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.
Nach der Erfindung umfasst das Anschweißelement aus Metall einen Schaft, der sich in Richtung einer Achse erstreckt und ein Anschweißende aufweist, und einen im Abstand von dem Anschweißende am Schaft angeordneten Flansch, der einen größeren Durchmesser hat als der Schaft und der auf der dem Anschweißende zugewandten Seite eine Mehrzahl von Vorsprüngen aufweist, die einen Abstand von dem Schaft und voneinander haben und mit ihren freien Enden Anlageflächen für ein Bauteil bilden. Die Anlageflächen liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen zur Achse radialen Ebene.
Bei dem Befestigungselement nach der Erfindung liegt der Flansch nicht mit einer Ringfläche, sondern nur mit den einzelnen Vorsprüngen an dem durch das Befestigungselement gehaltenen Bauteil an. Durch den Abstand zwischen den Vorsprüngen werden zwischen dem Flansch und dem Bauteil offene Durchgänge gebildet. Durch die Durchgänge sind der Raum unter dem Flansch und innerhalb des Lochs im Bauteil und damit die sich darin befindende Schweißstelle auf mehreren Wegen von außen zugänglich. Hierdurch kann ein Korrosionsschutzmittel, beispielsweise bei einem anschließenden Tauchlackieren der durch das Befestigungselement miteinander verbundenen Teile ein Lack, zwischen den Vorsprüngen hindurch in das unter dem Befestigungselement liegende Loch im Bauteil eindringen und die innerhalb des Lochs befindlichen Flächen der Bauteile und des Befestigungselements einschließlich Schweißstelle mit einer gleichmäßigen Schutzschicht überziehen. Auf diese Weise lässt sich ein durch das Anschweißen des Befestigungselements zerstörter Korrosionsschutz im Bereich der Schweißstelle wirksam wiederherstellen.
Die zahlreichen Durchgänge zwischen den Vorsprüngen sorgen außerdem beim Tauchlackieren dafür, dass die im Loch unter dem Befestigungselement vorhandene Luft leicht entweichen kann und keine Luftblasen zurückbleiben, durch welche die gleichmäßige Benetzung der Bauteile und des Befestigungselements mit Lack beeinträchtigt werden könnte.
Weiterhin sorgen die zahlreichen Durchgänge zwischen den Vorsprüngen dafür, dass überschüssiger Lack beim Verlassen des Tauchbads abfließen kann und eine nicht zu große Lackmenge in dem Loch zurückbleibt. Dies gewährleistet einen sparsamen Lackverbrauch und fördert die schnelle Trocknung der Teile nach dem Verlassen des Tauchbads.
Beim Schweißen können entstehende Gase durch die Durchgänge zwischen den Vorsprüngen entweichen und Schutzgas kann leicht an die Schweißstelle herangeführt werden. Durch den Abstand der Vorsprünge von dem Schaft des Befestigungselements wird zwischen den Vorsprüngen und dem Schaft ein ringförmiger Freiraum gebildet. Der Freiraum verhindert eine Ablenkung des Lichtbogens beim Schweißen und kann einen eventuell am Rand des Loches in dem zu befestigenden Bauteil vorhandenen Grat aufnehmen, um eine ungleichmäßige Abstützung des Flansches an dem zu haltenden Bauteil zu vermeiden.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist der Flansch auf der dem Anschweißende zugewandten Seite einen den Schaft in einem Abstand umgebenden, ringförmigen Kragen auf, an dem die Vorsprünge angeordnet sind. Der Kragen kann am äußeren Rand des Flansches angeordnet sein und der sich zwischen dem Kragen und dem Schaft erstreckende Bereich des Flansches kann in der Art einer Tellerfeder elastisch verformbar ausgebildet sein, um beim Anschweißen des Befestigungselements mit einer axial in Richtung des Schweißendes gerichteten Kraft eine Vorspannkraft zur gegenseitigen Klemmung der miteinander verbundenen Teile erzeugen zu können.
Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung kann der Flansch auf der dem Anschweißende zugewandten Seite einen den Schaft in einem Abstand umgebenden ringförmigen Kragen aufweisen, der durch Schlitze in mehrere Kragenabschnitte unterteilt ist, welche die Vorsprünge bilden. Zudem kann der Flansch durch mehrere Schlitze in mehrere Flanschabschnitte unterteilt sein. Letzteres kann dazu dienen, um die Elastizität des Flansches zu erhöhen und den Toleranzbereich für die Erzielung einer definierten axialen Vorspannung bei der Befestigung eines Bauteils zu vergrößern. Die den Flansch unterteilenden Schlitze können sich bis zu dem Schaft des Befestigungselements erstrecken.
Nach der Erfindung wird weiterhin ein Fügeverfahren zum Verbinden wenigstens eines Bauteils mit einem Trägerteil aus Metall unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Befestigungselements vorgeschlagen, bei welchem das Bauteil mit einem Loch versehen wird, das größer ist als der Querschnitt des Schafts und kleiner als der Flansch des Befestigungselements, das Bauteil an einer Seite des Trägerteils in Anlage gebracht und gehalten wird und das Befestigungselement mit dem Anschweißende des Schafts durch das Loch im Bauteil mittels eines elektrischen Lichtbogenschweißverfahrens an dem Trägerteil derart angeschweißt wird, dass die Vorsprünge des Flansches mit den Anlageflächen an eine das Loch umgebende Fläche des Bauteils anstoßen.
Das Fügeverfahren nach der Erfindung ist einfach und kostengünstig durchführbar und eignet sich für automatische Montageprozesse. Es ermöglicht die Anwendung von Schweißverfahren zur Verbindung von Bauteilen, die aus nicht miteinander verschweißbaren Werkstoffen bestehen. Hierbei ist von Vorteil, dass die Bauteile für den Befestigungsvorgang nur von einer Seite zugänglich sein müssen und dass das mit dem Befestigungselement zu verschweißende Trägerteil keine Befestigungsöffnung benötigt, die einer Abdichtung bedarf.
Bei dem Fügeverfahren nach der Erfindung wird der Schaft für das Anschweißen zentrisch in dem gegenüber dem Schaft größeren Loch des Bauteils angeordnet, so dass nach dem Anschweißen zwischen dem Rand des Lochs und dem Schaft ein ununterbrochener Freiraum vorhanden ist. Der Freiraum dient zur Aufnahme eines sich bildenden Schweißwulstes und sorgt für eine ausreichend große, die Schweißstelle umgebende Zone auf dem Trägerteil zur Bildung einer Überlappung zwischen dem vorhandenen und dem noch aufzubringenden Korrosionsschutz. Weiterhin sorgt der Freiraum für einen ausreichenden Abstand des Lochrands von der Schweißstelle, um eine Beschädigung des Bauteils durch den Schweißvorgang zu verhindern und eine Ablenkung des Lichtbogens beim Schweißen zu vermeiden. Bevorzug erfolgt das Anschweißen des Befestigungselements mittels eines Lichtbogenschweißverfahrens mit Hubzündung.
Nach dem Fügeverfahren ist weiterhin vorgesehen, dass das Befestigungselement unter Einwirkung einer axialen Kraft derart an das Trägerteil angeschweißt wird, dass nach Beendigung des Schweißvorgangs und Erkalten der Schweißstelle das wenigstens eine Bauteil mit einer axialen Klemmkraft zwischen den Vorsprüngen des Flansches und dem Trägerteil festgeklemmt ist. Hierdurch wird neben dem Formschluss auch eine kraft- und reibschlüssige Verbindung zwischen Bauteil und Trägerteil hergestellt, die einer Relativbewegung des Bauteils gegenüber dem Trägerteil quer zur Achse des Befestigungselements entgegenwirkt. Besteht das Bauteil aus einem ausreichend weichen und fließfähigem Material, so können die Vorsprünge an dem Flansch in das Material eindringen und dadurch einen zusätzlichen Formschluss hervorrufen, der ein Verschieben oder Verdrehen des Bauteils gegenüber dem Trägerteil verhindert.
Zur Herstellung des erforderlichen Korrosionsschutzes wird die zwischen dem Trägerteil und dem wenigstens einen Bauteil hergestellte Verbindung vorzugsweise in einem Tauchbeschichtungsverfahren mit einem flüssigen Korrosionsschutzmittel beschichtet.
Eine vorteilhafte, nach der Erfindung hergestellte Fügeverbindung umfasst ein Trägerteil aus Metall, wenigstens ein an einer Seite des Trägerteils anliegendes Bauteil mit einem Loch und ein erfindungsgemäßes Befestigungselement, das mit dem Anschweißende des Schafts durch das Loch im Bauteil, das größer ist als der Querschnitt des Schafts und kleiner ist als der Flansch des Befestigungselements, mittels eines elektrischen Lichtbogenschweißverfahrens an dem Trägerteil angeschweißt ist, wobei die Vorsprünge des Flansches mit den Anlageflächen an einer das Loch umgebende Fläche des Bauteils anliegen. Die einfach herstellbare Fügeverbindung eignet sich zur Verbindung von nicht miteinander verschweißbaren Teilen, beispielsweise zur Befestigung von Bauteilen aus Leichtmetall oder Kunststoff an einem Trägerteil aus Stahl.
Die Fügeverbindung kann erfindungsgemäß so ausgeführt sein, dass das wenigstens eine Bauteil mit einer axialen Klemmkraft zwischen den Vorsprüngen des Flansches und dem Trägerteil festgeklemmt ist. Zur Erzielung eines wirksamen Korrosionsschutzes kann die Fügeverbindung einschließlich der Schweißstelle innerhalb des Loches mit einem Korrosionsschutzmittel beschichtet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Befestigungselements,
2 einen Querschnitt des Befestigungselements gemäß 1,
3 eine Fügeverbindung mit einem Befestigungselement nach der Erfindung,
4 eine Ansicht der Rückseite einer zweiten Ausführungsform eines Befestigungselements,
5 eine Ansicht der Befestigungsseite des Befestigungselements gemäß 4 und
6 eine Ansicht einer Ausführungsform eines Befestigungselements mit Befestigungsbolzen.
Das in den 1 und 2 dargestellte Befestigungselement 1 weist einen sich längs einer Mittelachse A erstreckenden Schaft 2 von im Wesentlichen zylindrischer Form auf. Eine Ende des Schafts 2 ist als Anschweißende 3 ausgebildet und mit einer flach kegelstumpfförmigen Stirnfläche 4 oder einer anderen geeigneten Gestalt, beispielsweise einer Ringfläche, versehen. An das andere Ende des Schafts 2 ist ein kreisscheibenförmiger Flansch 5 angeformt, dessen Durchmesser etwa doppelt so groß ist wie der Durchmesser des Schaftes 2. Der Durchmesser des Flansches 5 kann auch größer oder kleiner sein; der Flansch muss auf jeden Fall größer sein als das Loch im zu befestigenden Bauteil. Die dem Schaft 2 abgekehrte Seite des Flansches 5 hat eine ebene, zur Mittelachse A rechtwinklige Kreisfläche, die zur axialen Abstützung des Befestigungselements 1 in einer Schweißvorrichtung dienen kann. Der Flansch 5 weist an seinem äußeren Rand einen ringförmigen, zylindrischen Kragen 6 auf, der sich von dem Flansch 5 axial in Richtung des Schweißendes 3 erstreckt. Der Flansch 5 und der Kragen 6 bilden gemeinsam eine zylindrische Außenfläche 7, an der das Befestigungselement 1 von außen mit einer Schweißzange gegriffen werden kann und die auch als Kontaktfläche für die Übertragung des elektrischen Schweißstroms dienen kann.
Zwischen dem Kragen 6 und dem Schaft 2 ist ein ringförmiger Freiraum 8 in der Art einer Ringnut vorhanden. Durch den Freiraum 8 erhält der Flansch 5 und der Kragen 6 einen vorteilhaft großen Abstand von dem Anschweißende 3, wodurch die Gefahr der Lichtbogenablenkung während des Schweißprozesses verringert wird. Der Schweißprozess wird dadurch stabiler und die Qualität der Schweißungen können verbessert werden. Der Freiraum 8 kann außerdem einen durch das Lochstanzen hervorgerufenen Grat an dem zu befestigenden Bauteil aufnehmen, so dass eine gute Abstützung des Befestigungselements an dem zu befestigenden Bauteil erzielt werden kann.
Der freie Rand des Kragens 6 ist mit einer Mehrzahl von sich radial erstreckenden Aussparungen 9 versehen, die in regelmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind. Die zwischen den Aussparungen 9 liegenden Randabschnitte des Kragens 6 bilden im Abstand voneinander angeordnete Vorsprünge 10, mit denen sich das Befestigungselement 1 an einem Bauteil abstützen kann. Die Stirnfläche der Vorsprünge 10 liegen in einer gemeinsamen, zur Mittelachse A radialen Ebene, die einen Abstand von der vordersten Kegelstumpffläche des Anschweißendes 3 hat, der um einen für das Anschweißen erforderlichen Überstand größer ist als die Dicke des mit dem Befestigungselement 1 zu befestigenden Bauteils oder als die Gesamtdicke mehrerer zu befestigender Bauteile.
Der für das Anschweißen erforderliche Überstand des Anschweißendes ist von dem jeweiligen Schweißprozess abhängig und beträgt in der Regel mehrere Zehntel Millimeter. Ein zu großer Überstand führt zu einer unzureichenden Klemmung des zu befestigenden Bauteils, ein zu kleiner Überstand führt zu einer unvollständigen Verschweißung des Anschweißendes und damit zu einer unzureichenden Befestigung des Befestigungselements.
3 zeigt eine mit Hilfe eines Befestigungselements 1 hergestellte Fügeverbindung zwischen einem Trägerteil 12 und einem an diesem anliegenden Bauteil 14. Für die Herstellung der Fügeverbindung ist das Bauteil 14 mit einem Loch 15 versehen. Die Größe des Loches 15 richtet sich nach der Größe des Befestigungselements 1 und ist so zu wählen, dass das Loch 15 größer ist als der Durchmesser des Schaftes 2 und kleiner als der Durchmesser des Flansches 5. Vorzugsweise wird der Durchmesser des Loches 15 möglichst groß gewählt, insbesondere, wenn das Bauteil 14 aus einem Material besteht, das durch die hohe Temperatur in der Schweißzone beschädigt werden kann. Der Durchmesser des Loches 15 sollte aber möglichst kleiner sein als der Innendurchmesser des Kragens 6, damit eine gute Anlage der Vorsprünge 10 an dem Bauteil 14 gewährleistet ist und bei der Positionierung des Befestigungselements 1 Mittenabweichungen zwischen dem Befestigungselement 1 und dem Loch 15 zugelassen werden können.
Für die Durchführung des Schweißvorgangs wird das Bauteil 14 in der vorgesehenen Lage auf das Trägerteil 12 aufgelegt und in dieser Lage gehalten.
Anschließend wird das Befestigungselement 1 mittels einer bekannten Bolzenschweißvorrichtung mit dem Anschweißende 3 voran durch das Loch 15 an das Trägerteil 12 herangeführt und durch Erzeugung eines Lichtbogens nach dem bekannten Hubzündungsschweißverfahren an das Trägerteil 12 angeschweißt. Die Bolzenschweißvorrichtung wird jeweils so gesteuert, dass die Bewegung des Befestigungselements 1 beim Eintauchen des Anschweißendes 3 in die erzeugte Schmelze durch das Anstoßen der Vorsprünge 10 an das Bauteil 14 begrenzt wird. Durch die anschließende Schrumpfung beim Erkalten von Befestigungselement 1, Schweißfuge 17 und Trägerteil 12 verringert sich der Abstand zwischen dem Flansch 5 und dem Trägerteil 12, so dass das Bauteil 14 zwischen beiden festgeklemmt wird.
Bei der auf die beschriebene Weise hergestellten Fügeverbindung ist ein zuvor vorhandener Korrosionsschutz, wenn das Trägerteil 12 und das Befestigungselement 1 wie üblich damit versehen waren, in der Umgebung der Schweißfuge durch den Schweißvorgang verletzt. Der erforderliche Korrosionsschutz kann jedoch auf einfache Weise wieder hergestellt werden, da der die Schweißzone umgebende Raum 16 durch die Aussparungen 9 zwischen den Vorsprüngen 10 an vielen Stellen zugänglich ist. Hierdurch kann z.B. in einem Tauchbeschichtungsverfahren, wie kathodischem Tauchlackieren, Beschichtungsmaterial in den Raum 16 unter dem Befestigungselement 1 eindringen und die gesamte Innenfläche des Raums 16 mit einem schützenden Überzug versehen. Die Größe und Anzahl der Aussparungen 9 gewährleisten außerdem, dass überschüssiges Material, das in den Raum 16 unter dem Befestigungselement 1 eingedrungen ist, beim Verlassen des Tauchbads wieder aus dem Raum 16 abfließen kann. Auf diese Weise gewährleistet das Befestigungselement 1 die Wiederherstellung von Korrosionsschutz auch in dem von dem Befestigungselement 1 abgedeckten Bereich der Fügeverbindung.
In den 4 und 5 ist ein Befestigungselement 101 gezeigt, das einen zylindrischen Schaft 102 mit einem Anschweißende 103 und einen kreisscheibenförmigen Flansch 105 am entgegengesetzten Ende des Schafts 102 aufweist. Der äußere Rand des Flansches 105 ist auf der dem Anschweißende 103 zugekehrten Seite mit einem Kragen 106 versehen, der eine zylindrische Außenfläche 107 hat. Zwischen dem Kragen 106 und dem Flansch 105 befindet sich ein ringförmiger Freiraum 108. Der Flansch 105 und der Kragen 106 sind durch mehrere, in regelmäßigem Abstand voneinander angeordnete, radiale Schlitze 111 in einzelne Segmente unterteilt. Die Schlitze 111 enden an der Mantelfläche des Schaftes 102. Durch diese Unterteilung bilden die Segmente des Kragens 106 einzelne Vorsprünge 110, mit denen sich das Befestigungselement 101 an einem Bauteil abstützen kann. Wird mit dem Befestigungselement 101 eine Fügeverbindung der in 3 gezeigten Art hergestellt, so bleibt der Raum 16 unter dem Flansch 105 durch die Schlitze 111 zugänglich und kann mit einem Korrosionsschutzmittel beschichtet werden. Die Schlitze 111 vergrößern außerdem die Elastizität des Flansches 105, so dass eine genauer definierte Anpressung des oder der gehaltenen Bauteile erzielt werden kann.
6 zeigt ein Befestigungselement 201, das sich von dem Befestigungselement 1 dadurch unterscheidet, dass auf der dem Anschweißende 203 abgekehrten Seite des Flansches 205 in Verlängerung des Schafts 202 ein Bolzen 213 ausgebildet ist, der mit einem Außengewinde versehen ist. An dem Bolzen 213 können nach dem Befestigen eines Bauteils durch Anschweißen des Befestigungselements 201 an ein Trägerteil mit Hilfe mechanischer Befestigungsmittel, wie Muttern, Klammen oder dergleichen, weitere Bauteile befestigt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 3774009 [0003]
GB 1075969 A [0004]

Claims

Befestigungselement (1, 101, 201) aus Metall mit einem Schaft (2, 102, 202), der sich in Richtung einer Achse erstreckt und ein Anschweißende (3, 103, 203) aufweist, und mit einem in einem Abstand von dem Anschweißende (3, 103, 203) am Schaft angeordneten Flansch (5, 105, 205), der einen größeren Durchmesser hat als der Schaft (2, 102, 202), dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5, 105, 205) auf der dem Anschweißende (3, 103, 203) zugewandten Seite eine Mehrzahl von Vorsprüngen (10, 110) aufweist, die in einem Abstand von dem Schaft (2, 102, 202) und voneinander angeordnet sind und die mit ihren freien Enden Anlageflächen für ein Bauteil bilden.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5, 105) auf der dem Anschweißende zugewandten Seite einen den Schaft (2, 102) in einem Abstand umgebenden ringförmigen Kragen (6, 106) aufweist, an dem die Vorsprünge (10, 110) angeordnet sind.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (105) auf der dem Anschweißende zugewandten Seite einen den Schaft (102) in einem Abstand umgebenden ringförmigen Kragen (106) aufweist, der durch Schlitze (111) in mehrere Kragenabschnitte unterteilt ist, welche die Vorsprünge (110) bilden.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (105) durch mehrere Schlitze (111) in mehrere Flanschabschnitte unterteilt ist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Anschweißende (203) abgekehrten Seite des Flansches (205) in Verlängerung des Schafts (202) ein Bolzen (213) zur Befestigung eines weiteren Bauteils angeordnet ist
Fügeverfahren zum Verbinden wenigstens eines Bauteils (14) mit einem Trägerteil (12) aus Metall unter Verwendung eines Befestigungselements (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Bauteil (14) mit einem Loch (15) versehen wird, das größer ist als der Querschnitt des Schafts (2) und kleiner als der Flansch (5) des Befestigungselements (1), das Bauteil (14) an einer Seite des Trägerteils (12) in Anlage gebracht und gehalten wird und das Befestigungselement (1) mit dem Anschweißende (3) des Schafts (2) durch das Loch (15) im Bauteil (14) mittels eines elektrischen Lichtbogenschweißverfahrens an dem Trägerteil (12) derart angeschweißt wird, dass die Vorsprünge (10) des Flansches (5) mit den Anlageflächen an eine das Loch (15) umgebende Fläche des Bauteils (14) anstoßen.
Fügeverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (2) für das Anschweißen zentrisch in dem Loch (15) angeordnet wird, so dass zwischen dem Rand des Lochs (15) und dem Schaft (2) ein ununterbrochener Freiraum vorhanden ist.
Fügeverfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (1) unter Einwirkung einer axialen Kraft derart an das Trägerteil (12) angeschweißt wird, dass nach Beendigung des Schweißvorgangs und Erkalten der Schweißstelle das wenigstens eine Bauteil (14) mit einer axialen Klemmkraft zwischen den Vorsprüngen (10) des Flansches (5) und dem Trägerteil (15) festgeklemmt ist.
Fügeverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschweißen des Befestigungselements (1) mittels eines Lichtbogen-Schweißverfahrens mit Hubzündung erfolgt.
Fügeverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (15) mittels eines Schneidwerkzeugs in der Weise geschnitten wird, dass es nur auf der dem Trägerteil (12) abgewandten Seite des Bauteils (14) zur Bildung eines Grates kommen kann.
Fügeverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Trägerteil (12) und dem wenigstens einen Bauteil (14) hergestellte Verbindung in einem Tauchbeschichtungsverfahren mit einem flüssigen Korrosionsschutzmittel beschichtet wird.
Fügeverbindung umfassend ein Trägerteil (12) aus Metall, wenigstens ein an einer Seite des Trägerteils (12) anliegendes Bauteil (14) mit einem Loch (15) und ein Befestigungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Befestigungselement (1) mit dem Anschweißende (3) des Schafts (2) durch das Loch (15) im Bauteil (14), das größer ist als der Querschnitt des Schafts (2) und kleiner als der Flansch (5), mittels eines elektrischen Lichtbogenschweißverfahrens an dem Trägerteil (12) angeschweißt ist und die Vorsprünge (10) des Flansches (5) mit den Anlageflächen an einer das Loch (15) umgebende Fläche des Bauteils (14) anliegen.
Fügeverbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bauteil (14) mit einer axialen Klemmkraft zwischen den Vorsprüngen (10) des Flansches (5) und dem Trägerteil (12) festgeklemmt ist.
Fügeverbindung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einschließlich der Schweißstelle innerhalb des Loches (15) mit einem Korrosionsschutzmittel beschichtet ist.
Fügeverbindung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bauteil (14) aus Leichtmetall oder Kunststoff besteht.