DE102012025108A1 - Joint for connecting two laminated components for blind rivet in motor car, has rivet case formed with inner layer and outer layer that are made of high strength material and low strength material - Google Patents
Joint for connecting two laminated components for blind rivet in motor car, has rivet case formed with inner layer and outer layer that are made of high strength material and low strength material Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012025108A1 DE102012025108A1 DE201210025108 DE102012025108A DE102012025108A1 DE 102012025108 A1 DE102012025108 A1 DE 102012025108A1 DE 201210025108 DE201210025108 DE 201210025108 DE 102012025108 A DE102012025108 A DE 102012025108A DE 102012025108 A1 DE102012025108 A1 DE 102012025108A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rivet
- components
- joint connection
- outer layer
- sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 10
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000002650 laminated plastic Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
- F16B5/04—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of riveting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/02—Riveting procedures
- B21J15/04—Riveting hollow rivets mechanically
- B21J15/043—Riveting hollow rivets mechanically by pulling a mandrel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/10—Riveting machines
- B21J15/14—Riveting machines specially adapted for riveting specific articles, e.g. brake lining machines
- B21J15/147—Composite articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
- B29C65/562—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits using extra joining elements, i.e. which are not integral with the parts to be joined
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
- B29C65/60—Riveting or staking
- B29C65/601—Riveting or staking using extra riveting elements, i.e. the rivets being non-integral with the parts to be joined
- B29C65/602—Riveting or staking using extra riveting elements, i.e. the rivets being non-integral with the parts to be joined using hollow rivets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
- B29C66/112—Single lapped joints
- B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
- B29C66/21—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being formed by a single dot or dash or by several dots or dashes, i.e. spot joining or spot welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/721—Fibre-reinforced materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
- B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
- F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
- F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
- F16B19/10—Hollow rivets; Multi-part rivets fastened by expanding mechanically
- F16B19/1027—Multi-part rivets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/721—Fibre-reinforced materials
- B29C66/7212—Fibre-reinforced materials characterised by the composition of the fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
- B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
- B29C66/7428—Transition metals or their alloys
- B29C66/74283—Iron or alloys of iron, e.g. steel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3002—Superstructures characterized by combining metal and plastics, i.e. hybrid parts
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fügeverbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, von denen zumindest eines aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Blindniet für eine derartige Fügeverbindung.The invention relates to a joint connection between two components, in particular for a motor vehicle, of which at least one consists of a fiber-reinforced plastic. The invention further relates to a blind rivet for such a joint connection.
Aufgrund des angestrebten Leichtbaus, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich gehen die Bestrebungen dahin, im Kraftfahrzeug Faserverbundwerkstoffe einzusetzen, die bei geringem spezifischem Gewicht sehr gute mechanische Eigenschaften zeigen. Im Vergleich zu heute noch üblicherweise in der Großserie verwendeten Stahlblechen lassen sich derartige Faserverbundwerkstoffe, beispielsweise CFK-Bauteile, nur mit hohem Aufwand aneinander oder an weiteren Bauteilen befestigen. Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades in der Automobilindustrie muss ein Fügeverfahren einen hohen Prozesstakt erlauben und darüber hinaus auch fehlertolerant im Hinblick auf Justierungenauigkeiten der zu fügenden Bauteile sein.Due to the desired lightweight construction, especially in the automotive sector, efforts are being made to use fiber composite materials in the motor vehicle which exhibit very good mechanical properties with a low specific weight. In comparison to steel sheets still commonly used in mass production today, such fiber composite materials, for example CFRP components, can be fastened to one another or to other components only with great effort. Due to the high level of automation in the automotive industry, a joining process must allow a high process cycle and, moreover, be fault-tolerant with regard to alignment inaccuracies of the components to be joined.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fügeverbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere Bauteilen für den Kraftfahrzeugbereich zu ermöglichen, bei denen zumindest eines der Bauteile ein Faserverbundwerkstoff-Bauteil ist.Proceeding from this, the object of the invention is to enable a joint connection between two components, in particular components for the motor vehicle sector, in which at least one of the components is a fiber composite component.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Fügeverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie mit einer Niethülse mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und mit einem Blindniet für eine solche Fügeverbindung.The object is achieved according to the invention by a joint connection with the features of claim 1, as well as with a rivet sleeve with the features of claim 15 and with a blind rivet for such a joint connection.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Niethülse sowie einen Blindniet gemäß den weiteren unabhängigen Ansprüchen.Preferred developments are laid down in the subclaims. The object is further achieved by a rivet and a blind rivet according to the further independent claims.
Danach ist vorgesehen, dass die Niethülse einen mehrlagigen, insbesondere zweilagigen Aufbau, zumindest im Bereich des Hülsenschafts zeigt, wobei die beiden Lagen aus Materialien mit unterschiedlicher Festigkeit ausgebildet sind und die äußere, an den zu verbindenden Bauteilen anliegende Lage aus einem Material mit geringerer Festigkeit besteht. Weitere Lagen sind vorzugsweise nicht vorgesehen, die Niethülse ist daher insgesamt zwei-lagig ausgebildet.Thereafter, it is provided that the rivet sleeve shows a multilayer, in particular two-layered structure, at least in the region of the sleeve shaft, wherein the two layers are formed of materials with different strength and the outer, applied to the components to be joined layer consists of a material with lower strength , Other layers are preferably not provided, the rivet sleeve is therefore formed a total of two-ply.
Die äußere Lage ist also im Vergleich zu der inneren Lage deutlich weicher ausgebildet, so dass beim Setzvorgang auf die Bauteile, insbesondere auf die Kanten am Lochrand, nur vergleichsweise geringe Kräfte ausgeübt werden. Dadurch ist beim Setzvorgang eine Beschädigung des faserverstärkten Bauteils insbesondere eine sogenannte Delamination, vermieden. Das zumindest eine faserverstärkte Bauteil ist insbesondere als ein Kohlenstoff-Faser-verstärktes Bauteil (CFK-Bauteil) ausgebildet. Bei diesem Kunststoff-Bauteil handelt es sich dabei insbesondere um ein Laminat-Bauteil, welches aufgebaut ist aus mehreren Laminat-Schichten.The outer layer is therefore significantly softer compared to the inner layer, so that only comparatively small forces are exerted during the setting process on the components, in particular on the edges of the hole edge. As a result, damage to the fiber-reinforced component, in particular so-called delamination, is avoided during the setting process. The at least one fiber-reinforced component is designed in particular as a carbon-fiber-reinforced component (CFRP component). This plastic component is in particular a laminate component, which is constructed from a plurality of laminate layers.
Die äußere Lage bildet daher gleichsam eine Schutzschicht für die Bauteile. Gleichzeitig wird durch die höherfeste innere Lage der Niethülse eine ausreichende Festigkeit der Gesamtniethülse erreicht. Durch die Aufteilung in zwei unterschiedliche Lagen können daher die Eigenschaften der Niethülse an unterschiedliche, teilweise gegenläufige Anforderungen optimal angepasst werden.The outer layer thus forms as it were a protective layer for the components. At the same time sufficient strength of the Gesamtriethülse is achieved by the higher-strength inner layer of the rivet. Due to the division into two different layers, therefore, the properties of the rivet can be optimally adapted to different, partially opposing requirements.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Niethülse sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Preferred embodiments of the rivet sleeve can be found in the subclaims.
Danach ist insbesondere vorgesehen, dass die innere Lage aus einem vorzugsweise korrosionsfesten Metall, insbesondere aus Edelstahl besteht. Die Festigkeit der Niethülse lässt sich – insbesondere auch bei gleicher Wandstärke – durch Wärmebehandlung (Aushärtung) in gewünschten Bereichen einstellen, so dass eine Niethülse mit gleichen Dimensionen, jedoch verschiedenen Festigkeiten für unterschiedliche Einsatzgebiete (Festigkeitsanforderungen) herangezogen werden kann.Thereafter, it is provided in particular that the inner layer consists of a preferably corrosion-resistant metal, in particular stainless steel. The strength of the rivet sleeve can be adjusted - especially with the same wall thickness - by heat treatment (curing) in desired areas, so that a rivet sleeve with the same dimensions, but different strengths for different applications (strength requirements) can be used.
Die äußere Lage besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, insbesondere einem unverstärkten Kunststoff wie bspw. Polyamid oder dergleichen.The outer layer is preferably made of a plastic, in particular an unreinforced plastic such as polyamide or the like.
Die innere Lage weist vorzugsweise eine deutlich höhere Festigkeit als die äußere Lage auf, die Festigkeiten unterscheiden sich hierbei insbesondere um ein Vielfaches, zumindest um das 2 bis 5 fache.The inner layer preferably has a significantly higher strength than the outer layer, the strengths differ in this case in particular by a multiple, at least by 2 to 5 times.
Zweckdienlicher Weise sind weiterhin auch unterschiedliche Wandstärken für die unterschiedlichen Lagen vorgesehen, wobei insbesondere die innere Lage eine deutlich geringere Wandstärke aufweist. Die Wandstärke der inneren Lage beträgt dabei vorzugsweise weniger als 0,5 mm und liegt insbesondere unterhalb 0,2 mm oder 0,1 mm.Expediently, different wall thicknesses are furthermore provided for the different layers, wherein in particular the inner layer has a significantly smaller wall thickness. The wall thickness of the inner layer is preferably less than 0.5 mm and is in particular below 0.2 mm or 0.1 mm.
Die äußere Lage weist demgegenüber zweckdienlicher Weise eine Wandstärke > 0,5 mm, insbesondere > 0,75 mm oder auch > 1 mm auf. Durch die vergleichsweise dicke Wandstärke ist ein zuverlässiger Schutz der Bauteile gewährleistet.The outer layer, by contrast, expediently has a wall thickness> 0.5 mm, in particular> 0.75 mm or even> 1 mm. The comparatively thick wall thickness ensures reliable protection of the components.
Die äußere Lage ist dabei insbesondere nach Art eines umspritzten Mantels ausgebildet, d. h., die äußere Lage wird zweckdienlicher Weise in einem Kunstsoff-Spritzprozess aufgebracht. Die äußere Lage ist dabei insbesondere an der Niethülse ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sie sich über die gesamte Hülse, ist also auch auf der Unterseite des Setzkopfes der Niethülse ausgebildet und liegt mit der äußeren Lage damit auf dem oberen Bauteil der Fügeverbindung plan auf.The outer layer is formed in particular in the manner of an overmolded shell, ie, the outer layer is expediently applied in a Kunstsoff injection molding process. The outer layer is in particular at the rivet sleeve educated. Preferably, it extends over the entire sleeve, so it is also formed on the underside of the setting head of the rivet and lies with the outer layer so that on the upper part of the joint flat on.
Weiterhin erfolgt über die im Vergleich zu den Bauteilen weichere äußere Lage der Hülse vorzugsweise eine Abdichtung über die Niethülse, so dass die Nietverbindung insgesamt die Bauteile dichtend verbindet. Die Abdichtwirkung wird durch die weichere Hülse erzielt, die sich dadurch beim Setzvorgang an die härteren Bauteile insbesondere durch elastische oder plastische Verformung anschmiegt.Furthermore, a seal over the rivet sleeve preferably takes place via the outer layer of the sleeve, which is softer than that of the components, so that the riveted joint as a whole sealingly connects the components. The sealing effect is achieved by the softer sleeve, which thus clings to the harder components during the setting process in particular by elastic or plastic deformation.
Der Blindniet ist dabei vorzugsweise korrosionsbeständig und weiterhin ist zumindest die äußere Lage der Niethülse elektrisch isolierend. Insbesondere bei einer bevorzugten Mischverbindung von Bauteilen unterschiedlicher Materialien, also insbesondere bei einer Verbindung eines Metall-Bauteils, beispielsweise ein Aluminium- oder Stahlblech, mit dem CFK-Bauteil ist eine elektrische Isolation der beiden Bauteile voneinander wesentlich, um eine Korrosion des metallischen Bauteils zu verhindern.The blind rivet is preferably corrosion-resistant and furthermore, at least the outer layer of the rivet sleeve is electrically insulating. In particular, in a preferred mixed connection of components of different materials, ie in particular in a compound of a metal component, such as an aluminum or steel sheet, with the CFRP component electrical insulation of the two components from each other is essential to prevent corrosion of the metallic component ,
In zweckdienlicher Weiterbildung ist die innere Lage am Ende des Hülsenschaftes aufgeweitet oder aufgebogen, so dass eine in etwa trichterförmige Hülsenöffnung ausgebildet ist. Dies ist von besonderer Bedeutung für den Setzvorgang, da über diese trichterförmige Öffnung ein Nietdorn zuverlässig geführt wird. Insbesondere wird dadurch gewährleistet, dass die über den Nietdorn auf die Niethülse übertragenen Setzkräfte zuverlässig eingebracht werden.In an expedient development, the inner layer at the end of the sleeve shaft is widened or bent, so that an approximately funnel-shaped sleeve opening is formed. This is of particular importance for the setting process, since a rivet mandrel is reliably guided over this funnel-shaped opening. In particular, this ensures that the setting forces transmitted via the rivet mandrel to the rivet sleeve are reliably introduced.
Trotz der konischen Aufweitung der inneren Lage bleibt der Außendurchmesser des Hülsenschaftes der Niethülse vorzugsweise konstant, d. h. die Niethülse als solche weitet sich am schaftseitigen Ende nicht auf. Der Hülsenschaft weist daher einen konstanten Außendurchmesser über seine gesamte Länge auf.Despite the conical expansion of the inner layer, the outer diameter of the sleeve shank of the rivet sheath preferably remains constant, d. H. the rivet sleeve as such does not expand at the shaft end. The sleeve shaft therefore has a constant outer diameter over its entire length.
Die innere Lage wird vorzugsweise im aufgeweiteten Endbereich bis zu dem äußeren Maximaldurchmesser der Niethülse geführt, bildet daher am stirnseitigen Ende des Hülsenschaftes den äußeren Stirnrand der Niethülse aus.The inner layer is preferably guided in the widened end region up to the outer maximum diameter of the rivet sleeve, thus forming the outer end edge of the rivet sleeve at the front end of the sleeve shaft.
Der Öffnungswinkel des aufgeweiteten Bereichs, also der Winkel unter dem der aufgeweitete Bereich bzgl. einer Mittenlängsachse des Hülsenschaftes orientiert ist, liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 30° und 60° und insbesondere in einem Bereich von 45°.The opening angle of the widened region, ie the angle at which the widened region is oriented with respect to a central longitudinal axis of the sleeve shaft, is preferably in a range between 30 ° and 60 ° and in particular in a range of 45 °.
Bei der Herstellung von Kraftfahrzeug-Bauteilen wird heutzutage üblicherweise derart vorgegangen, dass die gesamte Karosserie in ein Bad zur Aufbringung eines Schutzlackes eingetaucht wird, nämlich in ein sogenanntes KTL-Bad (kathodische Tauch-Lackierung). In diesem Bad herrscht eine Temperatur im Bereich von etwa 180 bis 190°C. Die Karosserie wird darin etwa für eine halbe Stunde eingetaucht. Der Blindniet muss entsprechend Temperaturbeständig sein, um dieser Belastung stand zu halten.Nowadays, in the production of motor vehicle components, the procedure is usually such that the entire body is immersed in a bath for applying a protective lacquer, namely in a so-called cathodic dip bath (cathodic dip coating). In this bath, a temperature in the range of about 180 to 190 ° C prevails. The body is immersed in it for about half an hour. The blind rivet must be temperature resistant in order to withstand this load.
Die beiden Bauteile werden bevorzugt mit Hilfe eines Klebers vollflächig miteinander verklebt. Bei dem Kleber handelt es sich hierbei um einen wärmeaushärtenden Kleber. Die Aushärtung erfolgt vorzugsweise im KTL-Bad.The two components are preferably glued together with the help of an adhesive over the entire surface. The adhesive is a thermosetting adhesive. Curing is preferably carried out in the cathodic dip bath.
Die Blindniete, über die die beiden Bauteile miteinander verbunden sind, dienen daher zur Fixierung der beiden Bauteile aneinander, bis der Kleber ausgehärtet ist.The blind rivets, via which the two components are connected to each other, therefore serve to fix the two components together until the adhesive has cured.
Ergänzend tragen die Blindniete drüber hinaus bei fertiggestellter Fügeverbindung zur Festigkeit der Fügeverbindung bei. Insbesondere gilt dies für in Axialrichtung, also senkrecht zu den Bauteiloberflächen auftretende Kräfte. Die Kräfte parallel zu der Verbindungsebene zwischen den beiden Bauteilen werden üblicherweise bereits sehr gut über die Klebeverbindung aufgenommen. Zumal da die CFK-Bauteile als typischerweise laminierte Bauteile ein mit Kunststoffharz getränktes Gewebe aufweisen, welches vorzugsweise in alle Raumrichtungen in gleicher Weise belastbar ist.In addition, the blind rivets also contribute to the strength of the joint connection when the joint connection is completed. This applies in particular to forces occurring in the axial direction, ie perpendicular to the component surfaces. The forces parallel to the connecting plane between the two components are usually already very well received via the adhesive bond. Especially since the CFRP components typically have laminated components impregnated with plastic resin tissue, which is preferably in all directions in the same way resilient.
Der Nietdorn weist vorzugsweise im Vergleich zu der Niethülse eine erhöhte Festigkeit auf. Insbesondere besteht er aus Edelstahl. Grundsätzlich kann auch ein Nietdorn aus Stahl eingesetzt wird. Allerdings besteht hierbei unter Umständen das Problem der Korrosion, insbesondere der Bruchstelle des Restdorns nach dem Setzvorgang.The rivet mandrel preferably has increased strength compared to the rivet sleeve. In particular, it is made of stainless steel. Basically, a rivet pin made of steel is used. However, under certain circumstances there is the problem of corrosion, in particular the breaking point of the residual mandrel after the setting process.
Generell ist der Blindniet vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine möglichst große Auflagefläche sowohl auf Seiten des Setzkopfes als auch auf Seiten des Schließkopfes ausgebildet werden, um die Flächenpresskraft pro Flächeneinheit gering zu halten, um eine Beschädigung des CFK-Bauteils möglichst zu vermeiden.In general, the blind rivet is preferably designed such that as large a contact surface as possible is formed both on the sides of the setting head and on the sides of the closing head in order to keep the surface pressure per unit area small, in order to avoid damage to the CFRP component as far as possible.
In zweckdienlicher Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass die Wandung der über den Dornkopf zu verformenden Niethülse vergleichsweise groß ist. Es wird also eine vergleichsweise dickwandige Niethülse eingesetzt um einen möglichst breiten Schließkopf zu erreichen. Der Vergleich bezieht sich hierbei auf herkömmliche Stahlnieten. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Wandstärke der Niethülse im Vergleich zu dem Durchmesser des Nietdorns sehr groß ist und beispielsweise zumindest 70% des Durchmessers des Restdorns und darüber hinausgehend beispielsweise größer als der Durchmesser des Restdorns ist.In an expedient embodiment, it is provided for this purpose that the wall of the rivet sleeve to be deformed via the mandrel head is comparatively large. Thus, a comparatively thick-walled rivet sleeve is used in order to achieve the widest possible closing head. The comparison refers here to conventional steel rivets. In particular, it is provided that the wall thickness of the rivet sleeve compared to the diameter of the rivet mandrel is very large and, for example, at least 70% of the diameter of the residual mandrel and beyond, for example, greater than the diameter of the residual mandrel.
Um ein fehlertolerantes, automatisiertes Fügen mit hoher Taktgeschwindigkeit zu ermöglichen ist insbesondere vorgesehen, dass das obere, dem Setzkopf zugewandte Bauteil einen größeren Lochdurchmesser aufweist als das darunter liegende (CFK-)Bauteil. Dadurch können Lageungenauigkeiten der beiden zueinander orientierten Bauteile problemlos ausgeglichen werden, ohne dass Scherkräfte auf den Blindniet einwirken.In order to enable a fault-tolerant, automated joining with high cycle speed is provided in particular that the upper, the setting head facing component has a larger hole diameter than the underlying (CFK) component. As a result, positional inaccuracies of the two mutually oriented components can be easily compensated, without shearing forces acting on the blind rivet.
Zweckdienlicher Weise ist weiterhin vorgesehen, dass der verbleibende Freiraum zwischen der Niethülse und der Lochwandung des oberen Bauteils mit einem Kleber verfüllt ist, wie dies beispielsweise in der
Bei den Bauteilen handelt es sich üblicherweise um vorgelochte Bauteile, bei denen die Löcher möglichst fluchtend übereinander positioniert werden.The components are usually pre-punched components in which the holes are positioned as close together as possible.
Zur Ausbildung der Fügeverbindung wird daher allgemein derart vorgegangen, dass der aushärtbare Klebstoff auf zumindest eines der Bauteile auf dessen Oberfläche vollflächig über dessen gesamte Oberfläche aufgebracht wird, dass anschließend das zweite Bauteil möglichst Lagegenau zum ersten Bauteil angesetzt/positioniert wird, so dass die Löcher für die Blindniete möglichst miteinander fluchten. Anschließend werden die Blindniete in die jeweiligen Durchgangslöcher eingesteckt und mit dem üblichen Blindniet-Setzvorgang gesetzt. Hierzu wird mit Hilfe eines Setzwerkzeuges am Nietdorn in Axialrichtung gezogen, so dass der Dornkopf in die Niethülse hineingezogen wird und diese dabei zur Ausbildung des Schließkopfes umgeformt wird. Der Nietdorn reist bei Erreichen einer vorgegebenen Setzkraft an einer Sollbruchstelle ab, die üblicherweise im inneren der Niethülse angeordnet ist, so dass ein Restdorn in der Niethülse verbleibt. Anschließend werden die zusammengefügten Bauteile, die insbesondere auch Gegenstand eines komplexen Bauteils, beispielsweise einer gesamten Karosserie sein können, in ein heißes KTL-Bad eingetaucht und dort einer Lackierung unterzogen. Bei dieser Behandlung härtet der wärmehärtbare Kleber zwischen den zu verbindenden Bauteilen fertig aus.To form the joint connection is therefore generally proceeded such that the curable adhesive is applied to at least one of the components on the surface over its entire surface over the entire surface, then that the second component is as accurate as possible attached to the first component / positioned, so that the holes for the blind rivets are aligned as possible. Subsequently, the blind rivets are inserted into the respective through holes and set with the usual Blindniet-setting process. For this purpose, it is pulled by means of a setting tool on the rivet mandrel in the axial direction, so that the mandrel head is pulled into the rivet and this is thereby formed to form the closing head. The rivet mandrel travels on reaching a predetermined setting force at a predetermined breaking point, which is usually arranged in the interior of the rivet, so that a residual mandrel remains in the rivet sleeve. Subsequently, the assembled components, which may in particular also be the subject of a complex component, for example an entire body, immersed in a hot cathodic dip bath and subjected there to a paint job. In this treatment, the thermosetting adhesive cures completely between the components to be joined.
Der Setzvorgang erfolgt automatisiert, insbesondere vollautomatisch, beispielsweise innerhalb einer Fertigungsstraße und mit einem Blindnietroboter (wie er beispielsweise in
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. These show:
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, like-acting parts are provided with the same reference numerals.
Bei der in
Die beiden Bauteile
Im Ausführungsbeispiel weisen die beiden Bauteile
Der Blindniet
Die Niethülse
Durch diese spezielle zwei-lagige Ausgestaltung mit einer höherfesteren Innenhülse
Ein weiterer Vorteil der weichen äußeren Lage
Der Aufbau der Niethülse
An dem Setzkopf
Beim Setzvorgang kommt der Nietdorn
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- FügeverbindungRetaining compound
- 44
- Stahlbauteilsteel component
- 66
- CFK-BauteilCFRP component
- 88th
- BlindnietRivet
- 1010
- Klebeschichtadhesive layer
- 1212
- Niethülserivet sleeve
- 12A12A
- innere Lageinner situation
- 12B12B
- äußere Lageouter location
- 1414
- Setzkopfsetting head
- 1616
- Schließkopfclosing head
- 1818
- NietdornMandrel
- 2020
- Dornkopfmandrel head
- 2222
- Hülsenschaftsleeve shank
- 2424
- trichterförmige Schaftöffnungfunnel-shaped shaft opening
- αα
- Winkelangle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008026356 A1 [0030] DE 102008026356 A1 [0030]
- WO 2006/056255 A1 [0033] WO 2006/056255 A1 [0033]
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210025108 DE102012025108A1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Joint for connecting two laminated components for blind rivet in motor car, has rivet case formed with inner layer and outer layer that are made of high strength material and low strength material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210025108 DE102012025108A1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Joint for connecting two laminated components for blind rivet in motor car, has rivet case formed with inner layer and outer layer that are made of high strength material and low strength material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012025108A1 true DE102012025108A1 (en) | 2014-06-26 |
Family
ID=50878308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210025108 Ceased DE102012025108A1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Joint for connecting two laminated components for blind rivet in motor car, has rivet case formed with inner layer and outer layer that are made of high strength material and low strength material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012025108A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016004722A1 (en) | 2016-04-19 | 2017-06-29 | Daimler Ag | Force introduction element for a component formed from a fiber-reinforced plastic, and method for introducing such a force introduction element |
DE102017125204A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Airbus Operations Gmbh | Connecting element for connecting at least two superposed planar components |
RU2717285C1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-03-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Soldered rivet |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4405256A (en) * | 1981-04-14 | 1983-09-20 | King John O Jun | Cushioned fastener joint |
WO2006056255A2 (en) | 2004-11-19 | 2006-06-01 | Richard Bergner Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg | Robot hand comprising a hydraulic unit having a storage space with a variable compensating volume |
DE102008026356A1 (en) | 2008-05-31 | 2009-12-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for blind riveting of components e.g. metal sheets, of vehicle body, involves fixing blind rivet, and filling space with adhesive, so that component is not shifted relative to another component after hardening of adhesive |
-
2012
- 2012-12-21 DE DE201210025108 patent/DE102012025108A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4405256A (en) * | 1981-04-14 | 1983-09-20 | King John O Jun | Cushioned fastener joint |
WO2006056255A2 (en) | 2004-11-19 | 2006-06-01 | Richard Bergner Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg | Robot hand comprising a hydraulic unit having a storage space with a variable compensating volume |
DE102008026356A1 (en) | 2008-05-31 | 2009-12-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for blind riveting of components e.g. metal sheets, of vehicle body, involves fixing blind rivet, and filling space with adhesive, so that component is not shifted relative to another component after hardening of adhesive |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016004722A1 (en) | 2016-04-19 | 2017-06-29 | Daimler Ag | Force introduction element for a component formed from a fiber-reinforced plastic, and method for introducing such a force introduction element |
DE102017125204A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Airbus Operations Gmbh | Connecting element for connecting at least two superposed planar components |
RU2717285C1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-03-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Soldered rivet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2509772B1 (en) | Method for connecting a fiber composite component to a structural component of an air and spacecraft, and corresponding arrangement | |
EP2242682B1 (en) | Method of connecting two fuselage sections with the formation of a transverse joint, and transverse joint connection | |
EP2802487B1 (en) | Energy-absorbing support structure and method for producing same | |
EP3174777B1 (en) | Connection arrangement between a fibre-plastic composite profiled part and a vehicle body frame part and method for producing same | |
WO2009112327A1 (en) | Transverse butt connection between two fuselage sections | |
DE102010013089B4 (en) | hybrid component | |
DE102012102286A1 (en) | A method of bonding a composite sheet to a metallic substrate | |
EP2860407B1 (en) | Structured component | |
DE102012015183A1 (en) | Permanent and reliable joint formed between fiber-reinforced plastic components of motor vehicle, has rivet sleeve formed of fiber-reinforced plastic, and interlayer insulating layer bonded between components | |
DE102008026356A1 (en) | Method for blind riveting of components e.g. metal sheets, of vehicle body, involves fixing blind rivet, and filling space with adhesive, so that component is not shifted relative to another component after hardening of adhesive | |
DE102013205745A1 (en) | Method for producing an assembly and assembly | |
EP2484924A1 (en) | Joint connection and method for forming a joint connection | |
EP2360036A1 (en) | Motor vehicle component and method for its production | |
DE102012025108A1 (en) | Joint for connecting two laminated components for blind rivet in motor car, has rivet case formed with inner layer and outer layer that are made of high strength material and low strength material | |
DE202012009279U1 (en) | Joint connection between two components, rivet sleeve and blind rivet for such a joint connection | |
EP1667833A1 (en) | Method for producing a composite structure and the thus obtained structure | |
DE102017005123A1 (en) | Assembly of at least two workpieces and method for joining at least two workpieces to an assembly | |
DE102014107911A1 (en) | Joining connection for forming a hybrid component and a method for producing a hybrid component | |
DE102009009808A1 (en) | Metal sheets connecting method for e.g. door, of motor vehicle, involves bending end section of outer metal-sheet, placing inner metal sheet on bent end section of outer sheet, and positively connecting end sections with one another | |
DE102013011421A1 (en) | Method for joining end portion of pultrusion component with component, involves pushing end portion of pultrusion component into receiving area of component, where receiving area is provided with predetermined quantity of adhesive | |
DE10330148B3 (en) | Connection process for two sheets and sheet structure part involves arranging to sheet parts one above other and forming concave outer wall | |
WO2015144478A1 (en) | Sleeve insert | |
DE102007000244A1 (en) | Pressure gas tank i.e. air pressure tank, for e.g. brake force system of lorry, has two tank parts with respective conical section, where each conical section projects radially over inner or outer periphery of hollow cylinder section | |
DE102015100968A1 (en) | Method for producing a motor vehicle body in mixed construction | |
DE102013200287A1 (en) | Method for the production of a structural component of a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16B0019040000 Ipc: F16B0019100000 Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16B0019080000 Ipc: F16B0019100000 |
|
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20141202 |