DE102014009410A1

DE102014009410A1 - Verfahren zum Verbinden eines Einpressbolzens mit einem ein Vorloch aufweisenden Blechteil und Abdeckelement zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102014009410A1
Application number: DE102014009410.3A
Authority: DE
Inventors: Jochen Rintelmann; Patrick Feldhan; Benjamin Hans; Norbert Hornbostel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: DE102014009410B4; CN105215215B; US20150377271A1; US9816548B2; US20180031024A1; US10094412B2; CN105215215A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Einpressbolzens (1) mit einem ein Vorloch (2.1) aufweisenden Blechteil (2) und umfasst die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines mit einem Kopfabschnitt (1.1) und einem eine Profilierung (1.20) aufweisenden Bolzenabschnitt (1.2) ausgebildeten Einpressbolzen (1), b) Bereitstellen eines eine Aufnahmeöffnung (11) aufweisenden Abdeckelementes (10) zum Aufdrücken auf den Bolzenabschnitt (1.2) mit auf einer innerer Umfangsfläche (11.1) der Aufnahmeöffnung (11) verteilten und in axialer Richtung (A) verlaufenden verformbaren Wandbereichen (11.2), welche einen Innenkreis (K1) mit einem kleineren Durchmesser (D) als der Außendurchmesser (d) des Bolzenabschnittes (1.2) des Einpressbolzens (1) bilden, c) Bereitstellen eines Fügewerkzeugs (100), bei welchem das Abdeckelement (10) als Matrize (101) verwendet wird, und d) Zuführen und Einpressen des Einpressbolzens (1) mittels des Fügewerkzeugs (100) in das Vorloch (2.1) bei gleichzeitiger Abstützung des Blechteils (2) auf der Matrize (101) bis der Kopfabschnitt (1.1) auf einer Seite (2.2 des Blechteils anliegt und auf der gegenüberliegenden Seite (2.3) des Blechteils (2) das auf den Bolzenabschnitt (1.2) gedrückte Abdeckelement (1) unter dessen radialer Verformung an dem Blechteil (2) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Einpressbolzens mit einem ein Vorloch aufweisenden Blechteil. Ferner betrifft die Erfindung ein Abdeckelement zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein solches Verfahren zum Einpressen eines Einpressbolzens in ein vorgelochtes Blechteil ist bspw. aus der DE 696 30 901 T2 bekannt, bei welchem der Einpressbolzen, dessen Schaftabschnitt eine umlaufende Nut aufweist, in die beim Einpressen in das Blechteil Material des Randes des Vorloches plastisch eingeformt wird. Solche in Blechteile gefügte und in der Regel als Gewindebolzen ausgeführte Einpressbolzen dienen bspw. bei der Herstellung von Fahrzeugkarosserien dazu, weitere Komponenten an dem Gewindebolzen zu befestigen. Bei der Herstellung von Fahrzeugkarosserien tritt das Problem auf, dass vor der Montage der weiteren Komponenten an einem solchen Gewindebolzen die Fahrzeugkarosserien einem Lackierprozess, insbesondere einem KTL(kathodische Tauchlackierung)-Prozess als Korrosionsschutz unterzogen werden und daher das Gewinde dieser Gewindebolzen geschützt werden muss, ansonsten dieses Gewinde ebenso mit Lack beschichtet würde und daher nicht mehr funktionsfähig wäre.
Aus der DE 297 20 454 U1 ist ein kappenförmiges Abdeckelement bekannt, welches dazu dient, den Gewindeschaft eines an einer Karosserie angeschweißten Schweißbolzens zu schützen, indem dieser auf den Gewindeschaft aufgedrückt wird.
Dieses aus der DE 297 20 424 U1 bekannte Abdeckelement ist hohlzylindrisch mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Gewindeschaftes des Gewindebolzens bzw. Schweißbolzens ausgebildet, wobei die gegenüberliegende Seite der Aufnahmeöffnung zur Bildung einer Kappenform verschlossen ist. Dieses Abdeckelement weist einen Abschnitt auf, der mit in axialer Richtung verlaufende verformbaren Wandabschnitten ausgebildet ist, so dass diese Wandabschnitte einen inneren Querschnitt der Aufnahmeöffnung bilden, der im verformten Zustand der Wandabschnitte größer ist als im unverformten Zustand. Die Verformung der Wandabschnitte kommt durch das Aufdrücken des Abdeckelementes auf den Gewindeschaft zustande, indem der die formbare Wandabschnitte aufweisende Abschnitt des Abdeckelementes radial nach außen verformt wird.
Ferner ist aus der DE 34 06 934 C1 ein mutternartiges Befestigungselement aus Kunststoff zum Aufdrücken auf einen auf eine Trägerplatte angeschweißten Gewindebolzen bekannt, welches aus einem plattenartigen Kopfteil und einem auf den Gewindebolzen aufdrückbaren und diesen koaxial umgebenden hohlzylinderförmigen Grundkörper besteht. Der Innenraum des Grundkörpers weist über den inneren Umfang gleichmäßig verteilte und in radialer Richtung verlaufende elastisch nachgiebige Rippen auf, welche nach dem Aufdrücken auf den Gewindebolzen diesen klemmend umfassen.
Nachteilig ist, dass das Anbringen eines Gewindebolzens an einem Blechteil sowie das anschließende Aufdrücken eines Abdeckelementes auf den Gewindebolzen in unterschiedlichen Prozessschritten durchgeführt wird und daher sehr aufwändig sind.
Ferner wird bei der Verwendung solcher bekannten Abdeckelemente zur Herstellung von Karosserien nicht immer eine ausreichende Dichtheit zwischen dem Abdeckelement und dem den Gewindebolzen tragenden Blechteil gegenüber einem Eindringen von Tauchlackierungsmittel während eines KTL-Prozesses sichergestellt. Dies hat unter anderem seine Ursache darin, dass beim Aufdrücken des Abdeckelementes auf den Gewindebolzen die Aufdrückkraft weitestgehend als Reibungskraft umgesetzt wird und daher nur ein geringer Anteil zum Anpressen des Abdeckelementes an das Trägerteil verbleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem sowohl das Verbinden eines einen Kopfabschnitt und einen profilierten Gewindeabschnitt aufweisenden Einpressbolzens mit einem Blechteil als auch die Montage eines Abdeckelementes an dem profilierten Bolzenabschnitt fertigungstechnisch rationell durchführbar ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Abdeckelement zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein solches Verfahren zum Verbinden eines Einpressbolzens mit einem ein Vorloch aufweisenden Blechteil umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen eines mit einem Kopfabschnitt und einem eine Profilierung aufweisenden Bolzenabschnitt ausgebildeten Einpressbolzens,
b) Bereitstellen eines eine Aufnahmeöffnung aufweisenden Abdeckelementes zum Aufdrücken auf den Bolzenabschnitt mit auf einer innerer Umfangsfläche der Aufnahmeöffnung verteilten und in axialer Richtung verlaufenden verformbaren Wandbereichen, welche einen Innenkreis mit einem kleineren Durchmesser als der Außendurchmesser des Bolzenabschnittes des Einpressbolzens bilden,
c) Bereitstellen eines Fügewerkzeugs, bei welchem das Abdeckelement als Matrize verwendet wird, und
d) Zuführen und Einpressen des Einpressbolzens mittels des Fügewerkzeugs in das Vorloch bei gleichzeitiger Abstützung des Blechteils auf der Matrize bis der Kopfabschnitt des Einpressbolzens auf einer Seite des Blechteils anliegt und auf der gegenüberliegenden Seite des Blechteils das auf den Bolzenabschnitt des Einspressbolzens gedrückte Abdeckelement unter dessen radialer Verformung an dem Blechteil anliegt.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird das für den profilierten Bolzenabschnitt vorgesehene Abdeckelement gleichzeitig als Matrize für den Einpressvorgang des Einpressbolzens in das Blechteil verwendet. Somit entfällt ein separater Montagevorgang zum Aufdrücken des Abdeckelementes auf den profilierten Bolzenabschnitt. Die Profilierung des Bolzenabschnittes kann bspw. als Gewinde ausgebildet werden.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird zur Durchführung des Verfahrensschrittes d das Abdeckelement öffnungsseitig mit einem radialen Flansch ausgebildet, wobei mittels eines auf dem radialen Flansch anliegenden ersten Press- und Fügestempels des Fügewerkzeugs das Abdeckelement auf den Bolzenabschnitt des Einpresselementes gedrückt wird. Damit wird ein prozesssicheres, d. h. mit hoher und konstanter Kraft ausgeführtes Aufdrücken des Abdeckelementes auf den Bolzenabschnitt sichergestellt.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird am öffnungsabgewandten Ende des Abdeckelementes eine Schiebehülse trennbar angeformt, welche einen dem Außendurchmesser des unverformten Abdeckelementes entsprechenden Innendurchmesser aufweist und im Anschluss an Verfahrensschritt d über das Abdeckelement unter dessen Pressung an den Bolzenabschnitt geschoben wird.
Da sich das Abdeckelement nach dem Aufdrücken auf den Bolzenabschnitt radial aufgeweitet hat, wird die Umfangswand des Abdeckelementes beim Aufschieben der Schiebehülse radial an den profilierten Bolzenabschnitt gepresst, wodurch die verformbaren Wandbereiche noch mehr in die Profilierung des Bolzenabschnittes eingeformt werden und somit ein hoher Kraftschluss zwischen dem Abdeckelement und dem Bolzenabschnitt sichergestellt wird. Dieser hohe Kraftschluss bedeutet, dass der durch das Aufdrücken des Abdeckelementes auf den Bolzenabschnitt bewirkte Spannungszustand des Abdeckelementes „fixiert” wird und dadurch eine funktionssichere und ausreichende Dichtheit zwischen dem Abdeckelement und dem den Einpressbolzen tragenden Blechteil sichergestellt ist.
Die Schiebehülse ist vorzugsweise über einen Sollbruchsteg trennbar mit dem Abdeckelement verbunden, so dass mit dem Aufschieben auf das Abdeckelement eine Trennung über diesen Sollbruchsteg bewirkt wird.
Weiterbildungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Schiebehülse mittels eines zweiten Press- und Fügestempels des Fügewerkzeugs über das Abdeckelement geschoben wird. Gleichzeitig erfolgt die Trennung der Schiebehülse von dem Abdeckelement.
Während mittels des zweiten Press- und Fügestempels die Schiebehülse auf das Abdeckelement geschoben wird, hält der erste Press- und Fügestempel die Anpresskraft an dem Abdeckelement aufrecht, so dass die hohe Anpresskraft des Abdeckelementes mit dem Aufschieben der Schiebehülse in diesem Zustand des Abdeckelementes fixiert wird.
Um bspw. das Abdeckelement nach einem Lackierprozess leicht entfernen zu können, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Schiebehülse mit Eingriffsmerkmalen ausgebildet, so dass mittels eines in Eingriff mit den Eingriffsmerkmalen bringbaren Werkzeugs das Abdeckelement von dem Bolzenabschnitt entfernbar ist. Ist weiterbildungsgemäß die Profilierung des Bolzenabschnittes als Gewinde ausgebildet, kann das Abdeckelement in einfacher Weise von dem Bolzenabschnitt abgeschraubt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abdeckelement kappenförmig ausgebildet wird.
Die Dichtheit zwischen dem Abdeckelement unter dem Blechteil wird verbessert, wenn weiterbildungsgemäß das Abdeckelement öffnungsseitig mit einem elastisch federnden Dichtrand ausgebildet wird.
Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn das Vorloch des Blechteils mit einer Vorprägung ausgebildet wird. Dies kann dazu werden, um bspw. eine Schnappverbindung zwischen den Einpressbolzen und dem Blechteil zu realisieren.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Abdeckelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
Ein solches Abdeckelement zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass das Abdeckelement mit einer Aufnahmeöffnung zum Aufdrücken auf einen Bolzenabschnitt eines Einpressbolzens ausgebildet ist, wobei auf der inneren Umfangsfläche der Aufnahmeöffnung verteilte und in axialer Richtung verlaufende, verformbare Wandbereiche vorgesehen sind, welche einen Innenkreis mit einem kleineren Durchmesser als der Außendurchmesser des Bolzenabschnittes des Einpressbolzens bilden.
Wird ein solches Abdeckelement auf den profilierten Bolzenabschnitt aufgedrückt, werden die verformbaren Wandbereiche, die bspw. als Fließrippen ausgebildet werden in die Profilierung des Bolzenabschnittes, bspw. ein Gewinde eingeformt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn weiterbildungsgemäß das Abdeckelement öffnungsseitig mit einem radialen Flansch ausgebildet ist, welcher randseitig einen elastisch federnden Dichtrand aufweist. Durch diesen elastisch federnden Dichtrand wird die Dichtheit im auf den Bolzenabschnitt aufgedrückten Zustand des Abdeckelementes verbessert.
Ferner ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am öffnungsabgewandten Ende des Abdeckelementes eine Schiebehülse trennbar angeformt, welche einen dem Außendurchmesser des unverformten Abdeckelementes entsprechenden Innendurchmesser aufweist. Die Schiebehülse ist vorzugsweise über einen Sollbruchsteg trennbar mit dem Abdeckelement verbunden, so dass mit dem Aufschieben auf das Abdeckelement eine Trennung über den Sollbruchsteg verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Schiebehülse mit Eingriffsmerkmalen ausgebildet, welche mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar sind. So kann das Abdeckelement über diese Eingriffsmerkmale abgeschraubt werden, wenn die Profilierung des Bolzenabschnittes als Gewinde ausgebildet ist.
Besonders vorteilhaft ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn das Abdeckelement kappenförmig ausgebildet ist.
Schließlich sind weiterbildungsgemäß die verformbaren Wandbereiche als Fließrippen ausgebildet, die auf dem Umfang der Aufnahmeöffnung gleichmäßig verteilt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Anordnung aus einem Einpressbolzen, einem Blechteil sowie einem Abdeckelement in einem Fügewerkzeug zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine Schnittdarstellung in Richtung der Symmetrieachse des in 1 dargestellten Abdeckelementes,
3 eine Schnittdarstellung gemäß des Schnittes B-B nach 2
4 eine Darstellung der Anordnung nach 1 in einem bestimmten Prozesszustand des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
5 eine Darstellung der Anordnung nach 4 in einem weiteren Prozesszustand des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die 1 zeigt in stark schematisierter Weise eine Fügewerkzeug 100, mit dem die Verbindung eines Einpressbolzens 1 mit einem vorgelochten Blechteil 2 hergestellt wird.
Der Einpressbolzen 1 umfasst einen plattenförmigen Kopfabschnitt 1.1 sowie einen Bolzenabschnitt 1.2 mit einer als Gewinde ausgeführten Profilierung 1.20. Mittels eines in einem Setzkopf 104 geführten Press- und Fügestempels 105 des Fügewerkzeugs 100 wird der Einpressbolzen 1 in ein mit einer Vorprägung 2.4 ausgebildetes Vorloch 2.1 des Blechteils 2 über dessen Seite 2.2 eingeführt.
Das Fügewerkzeug 100 umfasst als Matrize 101 ein Abdeckelement 10, welches nicht nur als Matrize beim Fügen des Einpressbolzens 1 mit dem Blechteil 2 dient, sondern gleichzeitig mit der Herstellung dieser Verbindung auf den Bolzenabschnitt 1.2 des Einpressbolzens 1 aufgedrückt wird.
Dieses als Kunststoffelement aus verformbaren Kunststoff hergestellte Abdeckelement 10 besteht gemäß 2 aus zwei Abschnitten I und II, wobei der Abschnitt I das eigentliche Abdeckelement darstellt, an dem eine hohlzylinderförmige Schiebehülse 13 als weiterer Abschnitt II über einen Sollbruchsteg 14 trennbar angeformt ist.
Der Abschnitt I des Abdeckelementes 1 ist kappenförmig mit einer Aufnahmeöffnung 11 ausgebildet, mit welcher dieser Abschnitt I über den Bolzenabschnitt 1.2 des Einpressbolzens 1 gestülpt wird. Öffnungsseitig ist an diesem kappenförmigen Abschnitt I des Abdeckelementes 1 ein radial umlaufender Flansch 12 angeformt, welcher randseitig mit einem elastisch federnden Dichtrand 12.1 versehen ist.
Gemäß der Schnittdarstellung B-B nach 3 ist die Umfangsfläche 11.1 der Aufnahmeöffnung 11 profiliert, weist nämlich in Längsrichtung A verlaufende mehrere Wandbereiche 11.2 auf, die als Fließrippen ausgebildet und gleichmäßig auf der Umfangsfläche 11.1 verteilt sind (vgl. 2). Die Scheitel dieser Fließrippen 11.2 bilden einen Innenkreis K1 der einen Durchmesser D aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser d des Bolzenabschnittes 1.2 des Einpressbolzens 1. Diese Bolzenabschnitt 1.2 bildet gemäß 3 einen Außenkreis K2 mit dem Außendurchmesser d.
Als Matrize 101 des Fügewerkzeugs 100 liegt das Abdeckelement 10 in einem Matrizentisch 106 des Fügewerkzeugs 100. Zur Durchführung des Verfahrens zum Verbinden des Einpressbolzens 1 mit dem Blechteil 2 werden der Einpressbolzen 1 und das Abdeckelement 10 gleichzeitig in das Fügewerkzeug 100 eingelegt, wobei das Blechteil 2 auf den Matrizentisch 106 und damit kann dem Flansch 12 des Abdeckelementes 10 anliegt.
Mittels des Setzkopfes 104 sowie des Press- und Fügestempels 105 wird der Einpressbolzen 1 in das Blechteil 2 über dessen Vorloch 2.1 bis zur Anlage des Kopfabschnittes 1.1 des Einpressbolzens 1 auf der Seite 2.2 des Blechteils 2 verpresst und gleichzeitig wird mittels eines ersten Press- und Fügestempels 102 über den Flansch 12 mit hoher Prozesskraft F1 das Abdeckelement 10 als Matrize 101 über den Bolzenabschnitt 1.2 gedrückt, bis der Dichtrand 12.1 gemäß 4 an der anderen Seite 2.3 des Blechteils anliegt. Der erste Press- und Fügestempel 102 verbleibt in dieser Endlage, weshalb mit dieser Prozesskraft F1 das Abdeckelement 10 unter Spannung über den Dichtrand 12.1 an dem Blechteil 2 anliegt.
Die Verbindung des Einpressbolzens 1 mit dem Blechteil 2 erfolgt mittels der Vorprägung 2.4 Bereich des Vorloches 2.1, in dem mit dem Einpressen des Einpressbolzens ein in dieses Vorloch 2.1 der vorgeprägte Rand des Vorloches 2.1 in eine umlaufende Nut des Bolzenabschnittes 1.2 einschnappt und damit eine so genannte „Schnappverbindung” realisiert.
Dadurch dass die Scheitel der Fließrippen 12.2 auf dem Innenkreis K1 mit kleinerem Durchmesser D als der Außendurchmesser d des Schaftabschnittes 1.2 des Einpresselementes 1 liegen, wird der Abschnitt I des Abdeckelementes 10 durch Verformung in radialer Richtung aufgeweitet, wie dies mit den gestrichelten Linien L gemäß 4 angedeutet ist, wobei gleichzeitig die Fließrippen 11.2 in das Gewinde 1.20 des Bolzenabschnittes 1.2 geringfügig eingedrückt werden.
In einem weiteren Prozessschritt wird mittels eines zweiten Press- und Fügestempels 103 eine Prozesskraft F2 auf die Schiebehülse 13 ausgeübt, um diese auf den Abschnitt I des Abdeckelementes 10 aufzuschieben. Um dies zu ermöglichen, weist diese Schiebehülse 13 einen inneren Durchmesser d1 auf, der dem äußeren Durchmesser D1 des Abdeckelementes 10 im Bereich von dessen Abschnitt I in unverformten Zustand entspricht, also wenn das Abdeckelement 10 noch nicht auf den Bolzenabschnitt 1.2 gedrückt wurde (vgl. 2). Unter dem Druck der Prozesskraft F2 bricht zunächst der Sollbruchsteg 14 bevor die Schiebehülse 13 auf den in radialer Richtung aufgeweiteten Abschnitt I des Abdeckelementes 10 geschoben wird. Dies hat zur Folge, dass die Umfangswand des Abdeckelementes 10 wieder radial zurück gegen das Gewinde 1.20 gepresst wird, wodurch die Fließrippen 11.2 in dieses Gewinde 1.20 einformen, so dass der Zustand des Abdeckelementes 10 unter der hohen Anpresskraft F1 fixiert, also in dieser Position „verriegelt” wird. Dies sichert eine hohe Dichtigkeit zwischen dem Abdeckelement 10, insbesondere dessen Dichtrand 12.1 und dem Blechteil 2.
Nach einem KTL-Lackierprozess mit anschließendem Ofendurchlauf des Blechteils 2 wird das Abdeckelement 10 von dem Bolzenabschnitt 1.2 abgeschraubt. Hierzu weist die Schiebehülse 13 auf ihrer äußeren Umfangsfläche Eingriffsmerkmale 13.1 auf, die gemäß 1 als Sechskant ausgebildet sein können. Auch ein Kreuzschlitz wäre geeignet.
Das Abdeckelement 10 kann als einteiliges Kunststoffspritzgussteil hergestellt werden, wobei die Schiebehülse 13 als Abschnitt II über einen dünnen Sollbruchsteg 14 mit dem kappenförmigen Abschnitt I des Abdeckelementes 10 verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Einpressbolzen
1.1: Kopfabschnitt des Einpressbolzens 1
1.2: Bolzenabschnitt des Einpressbolzens 1
1.20: Profilierung des Bolzenabschnittes 1.2
2: Blechteil
2.1: Vorloch des Blechteils 2
2.2: eine Seite des Blechteils 2
2.3: andere Seite des Blechteils 2
2.4: Vorprägung
10: Abdeckelement
11: Aufnahmeöffnung des Abdeckelementes 10
11.1: Umfangsfläche der Aufnahmeöffnung 11
11.2: Wandbereich, Fließrippe der Umfangsfläche
12: Flansch des Abdeckelementes 10
12.1: Dichtrand des Flansches 12
13: Schiebehülse
13.1: Eingriffsmerkmal der Schiebehülse 13
14: Sollbruchsteg
100: Fügewerkzeug
101: Matrize des Fügewerkzeugs
102: erster Press- und Fügestempel
103: zweiter Press- und Fügestempel
104: Setzkopf
105: Press- und Fügestempel
106: Matrizentisch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69630901 T2 [0002]
DE 29720454 U1 [0003]
DE 29720424 U1 [0004]
DE 3406934 C1 [0005]

Claims

Verfahren zum Verbinden eines Einpressbolzens (1) mit einem ein Vorloch (2.1) aufweisenden Blechteil (2), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines mit einem Kopfabschnitt (1.1) und einem eine Profilierung (1.20) aufweisenden Bolzenabschnitt (1.2) ausgebildeten Einpressbolzens (1), b) Bereitstellen eines eine Aufnahmeöffnung (11) aufweisenden Abdeckelementes (10) zum Aufdrücken auf den Bolzenabschnitt (1.2) mit auf einer innerer Umfangsfläche (11.1) der Aufnahmeöffnung (11) verteilten und in axialer Richtung (A) verlaufenden verformbaren Wandbereichen (11.2), welche einen Innenkreis (K1) mit einem kleineren Durchmesser (D) als der Außendurchmesser (d) des Bolzenabschnittes (1.2) des Einpressbolzens (1) bilden, c) Bereitstellen eines Fügewerkzeugs (100), bei welchem das Abdeckelement (10) als Matrize (101) verwendet wird, und d) Zuführen und Einpressen des Einpressbolzens (1) mittels des Fügewerkzeugs (100) in das Vorloch (2.1) bei gleichzeitiger Abstützung des Blechteils (2) auf der Matrize (101) bis der Kopfabschnitt (1.1) des Einpressbolzens (1) auf einer Seite (2.2 des Blechteils anliegt und auf der gegenüberliegenden Seite (2.3) des Blechteils (2) das auf den Bolzenabschnitt (1.2) des Einpressbolzens (1) gedrückte Abdeckelement (1) unter dessen radialer Verformung an dem Blechteil (2) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrensschrittes d das Abdeckelement (1) öffnungsseitig mit einem radialen Flansch (12) ausgebildet wird, wobei mittels eines auf dem radialen Flansch (12) anliegenden ersten Press- und Fügestempels (102) des Fügewerkzeugs (100) das Abdeckelement (1) auf den Bolzenabschnitt (1.2) des Einpresselementes (1) gedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am öffnungsabgewandten Ende des Abdeckelementes (1) eine Schiebehülse (13) trennbar angeformt wird, welche einen dem Außendurchmesser (D1) des unverformten Abdeckelementes (1) entsprechenden Innendurchmesser (d1) aufweist, und im Anschluss an Verfahrensschritt d über das Abdeckelement (1) unter dessen Pressung an den Bolzenabschnitt (1.2) geschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (13) mittels eines zweiten Press- und Fügestempels (103) des Fügewerkzeugs (100) über das Abdeckelement (1) geschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (13) mit Eingriffsmerkmalen (13.1) ausgebildet wird, und mittels eines in Eingriff mit den Eingriffsmerkmalen (13.1) bringbaren Werkzeugs das Abdeckelement (1) von dem Bolzenabschnitt (1.2) entfernbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung des Bolzenabschnittes (1.2) als Gewinde (1.20) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (1) kappenförmig ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (1) öffnungsseitig mit einem elastisch federnden Dichtrand (12.1) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorloch (2.1) des Blechteils (2) mit einer Vorprägung (2.4) ausgebildet wird.
Abdeckelement (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (10) mit einer Aufnahmeöffnung (11) zum Aufdrücken auf einen Bolzenabschnitt (1.2) eines Einpressbolzens (1) ausgebildet ist, wobei auf der inneren Umfangsfläche (11.1) der Aufnahmeöffnung (11) verteilte und in axialer Richtung verlaufende, verformbare Wandbereiche (11.2) vorgesehen sind, welche einen Innenkreis (K1) mit einem kleineren Durchmesser (D) als der Außendurchmesser (d) des Bolzenabschnittes (1.2) des Einpressbolzens (1) bilden.
Abdeckelement (1) nach Anspruch 10, gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (1) öffnungsseitig mit einem radialen Flansch (12) ausgebildet ist, welcher randseitig einen elastisch federnden Dichtrand (12.1) aufweist.
Abdeckelement (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (1) an seinem öffnungsabgewandten Ende eine Schiebehülse (13) trennbar angeformt ist, welche einen dem Außendurchmesser (D1) des unverformten Abdeckelementes (1) entsprechenden Innendurchmesser (d1) aufweist.
Abdeckelement (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse mit Eingriffsmerkmalen ausgebildet ist, welche mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar sind.
Abdeckelement (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (1) kappenförmig ausgebildet ist.
Abdeckelement (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbaren Wandbereiche als Fließrippen (11.2) ausgebildet sind.