DE102014203276A1

DE102014203276A1 - Mit fließlochformender Schraube gefügter Bauteilverbund und Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung, sowie fließlochformende Schraube mit Hülse

Info

Publication number: DE102014203276A1
Application number: DE102014203276.8A
Authority: DE
Inventors: Norbert Kulzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bauteilverbund (100) mit wenigstens einem oberen Bauteil (110) und wenigstens einem unteren Bauteil (120), die an wenigstens einer Fügestelle mit einer fließlochformenden Schraube (200) gefügt sind, wobei der Schraubenschaft (220) der fließlochformenden Schraube (200) das obere Bauteil (110) durch ein Vorloch (115) durchragt und in das untere Bauteil (120) eingeschraubt ist. Der das Vorloch (115) im oberen Bauteil (110) durchragende Schaftabschnitt der fließlochformenden Schraube (200) ist von einer im Vorloch (115) angeordneten Hülse (300) umgeben, wobei mit Hilfe dieser Hülse (300) innerhalb des Vorlochs (115) eine Lochleibungspressung erzielbar ist, die ein Verrutschen der Bauteile (110, 120) an der Fügestelle verhindert.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Fügeverbindung und eine fließlochformende Schraube (200) mit einer daran gehaltenen Hülse (300).

Description

Die Erfindung betrifft einen Bauteilverbund mit wenigstens einem oberen Bauteil und wenigstens einem unteren Bauteil, die an wenigstens einer Fügestelle mit einer fließlochformenden Schraube gefügt sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung mittels fließlochformender Schraube, sowie auch eine fließlochformende Schraube.
Das Herstellen einer Fügeverbindung zwischen Bauteilen mittels fließlochformender Schraube ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Der Vorgang des spanlosen Fließloch- und Gewindeformens sowie eine geeignete loch- und gewindeformende Schraube sind anschaulich in der DE 39 09 725 C1 dargestellt. Eine zum spanlosen Fließloch- und Gewindeformen geeignete Schraube (im Rahmen der Erfindung als fließlochformenden Schraube bezeichnet) weist einen Schraubenschaft mit einem von der Schaft- bzw. Schraubenspitze ausgehenden Lochformungsabschnitt und einem sich in Richtung des Schraubenkopfs anschließenden selbstformenden Gewindeabschnitt auf.
Das obere Bauteil kann, insbesondere wenn dieses aus einem zum Fließlochformen ungeeigneten Material gebildet ist, eine Vorlochung aufweisen, wie in der DE 10 2012 210 791 A1 gezeigt. Nach dem Einschraubvorgang wird das obere, dem Schraubenkopf zugewandte Bauteil durch formschlüssige Klemmung zwischen dem Schraubenkopf und dem unteren, vom Schraubenkopf abgewandten Bauteil fixiert. Im Vorloch des oberen Bauteils wird beim Einschrauben bzw. Setzen der fließlochformenden Schraube typischerweise keine Lochleibungspressung (bzw. Lochleibungsdruck) erzielt. Die gefügten bzw. verschraubten Bauteile können somit, bspw. beim Transport, verrutschen, insbesondere solange ein zwischen den Bauteilen aufgetragener Klebstoff noch nicht ausgehärtet ist. Die fehlende Lochleibungspressung kann nicht durch ein höheres Einschraubmoment kompensiert werden, da dies zur Beschädigung des oberen Bauteils führen würde.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Möglichkeiten aufzuzeigen, wie ein solches Verrutschen verhindert werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen erfindungsgemäßen Bauteilverbund mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung und durch eine erfindungsgemäße loch- und gewindeformende bzw. fließlochformende Schraube gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Ansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
Ein erfindungsgemäßer Bauteilverbund umfasst wenigstens ein oberes (vorgelochtes) Bauteil und wenigstens ein unteres Bauteil, wobei diese Bauteile an wenigstens einer Fügestelle mit einer fließlochformenden Schraube gefügt sind, derart, dass der Schraubenschaft der fließlochformenden Schraube das obere Bauteil durch ein Vorloch durchragt und mit dem unteren Bauteil, in einem darin ausgeformten Fließloch, verschraubt bzw. darin eingeschraubt ist. Es ist vorgesehen, dass der das Vorloch im oberen Bauteil durchragende Schaftabschnitt der fließlochformenden Schraube zumindest teilweise und insbesondere über diesen gesamten Schaftabschnitt von einer im Vorloch angeordneten Hülse umgeben ist, wobei mit Hilfe dieser Hülse innerhalb des Vorlochs im oberen Bauteil im Lastfall eine Lochleibungspressung erzielbar ist, die, insbesondere dauerhaft, ein Verrutschen der Bauteile an der Fügestelle verhindert.
Die erzielte Lochleibungspressung wird von der Bauteildickentoleranz und Kipptoleranz der Schraubenachse nicht beeinflusst und ist unabhängig von der Einschraubtiefe und dem Anzugsmoment der fließlochformenden Schraube. Ferner wird insgesamt auch eine Erhöhung der Verbindungsfestigkeit erreicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Bauteilverbund handelt es sich insbesondere um ein Karosserieteil. Bevorzugt sind die miteinander gefügten Bauteile blechartig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das obere Bauteil aus einem faserverstärkten Kunststoff (FVK) und insbesondere aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) gebildet. Das untere Bauteil ist aus Metall, bspw. einem Aluminium- oder Stahlblech, gebildet. Es sind jedoch auch andere Materialkombinationen möglich, wie bspw. Stahl-Stahl, Stahl-Aluminium, Stahl-Aluminiumguss, Aluminium-Stahl, Aluminium-Aluminium, Aluminium-Aluminiumguss und dergleichen mehr.
Ein erfindungsgemäßer Bauteilverbund kann mehrere obere, vorgelochte Bauteile und/oder mehrere untere Bauteile umfassen. Die Hülse ist bevorzugt hohlzylindrisch (rohrartig) gestaltet und insbesondere einstückig ausgebildet. Bevorzugt handelt es sich um ein Spritzgussteil, insbesondere um ein Metall- oder Kunststoffspritzgussteil. Ebenso kann die Hülse auch aus einem Halbzeug oder in sonstiger geeigneter Weise hergestellt sein.
Aufgrund des beim Setzen der fließlochformenden Schraube sofort herbeigeführten Formschlusses (in radialer Richtung) zwischen dem Schraubenschaft der fließlochformenden Schraube und dem Vorloch im oberen Bauteil kann bei Verwendung eines Klebstoffs zwischen den Bauteilen im weiteren Verarbeitungsprozess eine Handlingsfestigkeit bis zum Aushärten des Klebstoffs erreicht werden. Mit der Hülse kann ferner auch eine verbesserte Abdichtung an der Fügestelle bzw. Schraubstelle erzielt werden. Zudem wird ein direkter Berührungskontakt zwischen dem Schaft der fließlochformenden Schraube und der Innenumfangsfläche des Vorlochs im oberen Bauteil verhindert, wodurch u. a. eine Kontaktkorrosion (bspw. durch freiliegende CFK-Fasern) vermieden wird. Ferner wird der bei Scherbelastung auf die Innenwandung des Vorlochs im oberen Bauteil ausgeübte Flächendruck herabgesetzt und/oder harmonisiert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hülse in axialer Richtung gestaucht ist, wozu die Hülse insbesondere aus einem plastisch verformbaren Material, wie bspw. Kunststoff (z. B. PA 4.6) oder Aluminium, gebildet ist. Im ursprünglichen bzw. unverformten Zustand ist die Hülse bezüglich der Dicke des oberen Bauteils mit axialer Überlänge ausgebildet und wird beim Einschrauben zwischen dem Schraubenkopf und dem unteren Bauteil in axialer Richtung verkürzt und hierdurch elastisch und insbesondere plastisch verformt, wodurch der Formschluss zwischen dem Schraubenschaft der fließlochformenden Schraube und dem Vorloch im oberen Bauteil herbeigeführt wird.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hülse steif und in axialer Richtung bezüglich der Dicke des oberen Bauteils mit Überlänge ausgebildet ist, wodurch ein definierter Spalt zwischen den Bauteilen eingestellt wird. Hierzu ist die Hülse bspw. aus einem Metall, insbesondere aus einem harten Aluminium, gebildet. Dieser definierte Spalt dient bspw. als Klebstoffspalt. Dadurch kann an der Füge- bzw. Schraubstelle ein Verdrängen von Klebstoff und/oder eine direkte Berührung der Bauteile verhindert werden.
Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass sich die bezüglich der Dicke des oberen Bauteils mit Überlänge ausgebildete Hülse an ihrem vom Schraubenkopf abgewandten Ende zwischen die Bauteile geformt hat und als Abstandshalter fungiert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Hülse an ihrem schraubenkopfseitigen Ende, d. h. an ihrem dem Schraubenkopf der fließlochformenden Schraube zugewandten axialen Ende, mit einem radial nach außen weisenden Kragen ausgebildet ist, der als Kopfunterlegscheibe (bzw. Unterkopfscheibe) dient. Bevorzugt ist die Hülse einstückig mit dem Kragen ausgebildet. Dadurch kann die Abdichtung an der Fügestelle verbessert und ein direkter Berührungskontakt des Schraubenkopfs mit dem oberen Bauteil verhindert werden. Ferner ergibt sich eine zuverlässigere Abdichtung bei schief gesetzter Schraube (innerhalb der Kipptoleranz). Die verringerte und/oder, insbesondere bei schief gesetzter Schraube, gleichmäßiger verteilte Flächenpressung zwischen Schraubenkopf und oberen Bauteil verhindert zudem eine Beschädigung der Bauteiloberfläche. Die verbesserte Abdichtung verhindert auch das Eindringen korrosiver Medien in das Vorloch, wodurch ein Ausgasen, bspw. im KTL-Prozess (mit der Gefahr einer Bläschen-Bildung) zuverlässig verhindert wird. Ein als Kopfunterlegscheibe dienender Kragen kann auch als Ausgleich für die Schraubengeometrietoleranz und/oder für die Bauteildickentoleranz dienen.
Eine erfindungsgemäße fließlochformende Schraube weist einen Schraubenkopf und einen daran angeformten Schraubenschaft, mit einem von der (stumpfen) Schaftspitze ausgehenden Lochformungsabschnitt und mit einem sich in Richtung des Schraubenkopfs anschließenden selbstformenden Gewindeabschnitt, auf, wobei vorgesehen ist, dass der Schraubenschaft in dem sich an den Schraubenkopf anschließenden bzw. zum Schraubenkopf benachbarten Schaftabschnitt von einer verliersicher gehaltenen Hülse umgeben ist. D. h. auf dem Schraubenschaft ist benachbart zum Schraubenkopf eine verliersicher gehaltene Hülse angeordnet. Die fließlochformende Schraube und die Hülse sind demnach einteilig ausgebildet. Die Hülse kann bspw. stirnseitig mit der Kopfunterseite verklebt sein. Ebenso kann die Hülse locker auf den Schraubenschaft aufgeschraubt sein. Ferner kann die Hülse aufgespritzt sein. Idealerweise ist die Befestigung der Hülse an der Schraube derart ausgeführt, dass, zumindest abschnittsweise, eine rotatorische und vor allem auch axiale Relativbewegung zwischen dem Schraubenschaft und der Hülse während des Einschraubvorgangs ermöglicht wird. Die Hülse muss idealerweise zumindest in ihrem vom Schraubenkopf abgewandten bzw. dem unteren Bauteil zugewandten Endbereich relativ zum Schraubenschaft axial gleiten können.
Bevorzugt weist die Hülse einen als Kopfunterlegscheibe fungierenden Kragen auf, wie obenstehend erläutert. Die Kragendicke beträgt bspw. 1 bis 3 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Hülse stauchbar ausgebildet, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Hülsenwandung strukturelle Schwächungsmerkmale aufweist, die ein gezieltes und/oder vereinfachtes Stauchen und damit ein verbessertes Fließens des Hülsenwerkstoffs ermöglichen. Solche Schwächungsmerkmale können bspw. Einprägungen oder Schlitze in der Hülsenwandung sein. Die Hülsenwandung weist bspw. eine radiale Dicke von 0,5 mm bis 1,5 mm auf. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Hülse steif und nicht stauchbar bzw. unstauchbar ausgebildet. In beiden Fällen ist bevorzugt eine Anpassung der Hülse an den Vorlochdurchmesser und die Dicke des oberen Bauteils vorgesehen, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Hülse bezüglich der Dicke des oberen Bauteils mit axialer Überlänge ausgebildet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen wenigstens einem oberen Bauteil und wenigstens einem unteren Bauteil unter Verwendung einer fließlochformenden Schraube, wobei es sich insbesondere um eine erfindungsgemäße fließlochformende Schraube handelt und wobei die Schraube an der Fügestelle das obere Bauteil durch ein Vorloch durchdringt und mit dem unteren Bauteil unter Ausbildung eines Fließlochs verschraubt wird, sieht vor, dass im Vorloch des oberen Bauteils eine Hülse platziert wird oder der Schraubenschaft der verwendeten fließlochformenden Schrauben von einer Hülse umgeben ist, wobei mit Hilfe dieser Hülse (innerhalb des Vorlochs) ein Formschluss zwischen dem Schraubenschaft der fließlochformenden Schraube und dem Vorloch bzw. dessen Innenwandung im oberen Bauteil erzielt wird, womit im Lastfall eine Lochleibungspressung erzielbar ist, die ein Verrutschen der Bauteile an der Fügestelle verhindert.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren automatisiert ausgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen und nicht maßstabsgetreuen Figuren beispielhaft näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein.
1 zeigt in einer Schnittansicht eine erste Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
2 zeigt in einer Schnittansicht eine zweite Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
3 zeigt in einer Schnittansicht eine dritte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
1 zeigt ausschnittsweise einen Bauteilverbund 100, der ein oberes Bauteil 110 und ein unteres Bauteil 120 aufweist, zwischen denen optional eine Klebstoffschicht 130 vorgesehen sein kann. Die Bauteile 110 und 120 sind an der gezeigten Fügestelle mit Hilfe einer fließlochformenden Schraube 200 gefügt. Die fließlochformende Schraube 200 weist einen Schraubenkopf 210 und einen daran angeformten, sich in axialer Richtung L (Schraubenachse) erstreckenden Schraubenschaft 220 auf. Der Schraubenschaft 220 ist mit einem von der stumpfen bzw. verrundeten Schaft- bzw. Schraubenspitze 221 ausgehenden Lochformungsabschnitt 222 und mit einem sich in Richtung des Schraubenkopfs 210 anschließenden selbstformenden Gewindeabschnitt 223 ausgebildet. Der selbstformende Gewindeabschnitt 223 kann sich, wie gezeigt, bis zum Schraubenkopf 210 erstrecken. Ebenso kann der kopfnahe bzw. an den Schraubenkopf 210 angrenzende Schaftabschnitt ohne Gewinde bzw. gewindelos ausgebildet sein. Die fließlochformende Schraube 200 ist als solche aus dem Stand der Technik bekannt.
Der Schraubenschaft 220 der fließlochformenden Schraube 200 durchragt das obere Bauteil 110 durch ein darin ausgebildetes Vorloch 115 und ist mit dem unteren Bauteil 120 verschraubt. Der das Vorloch 115 im oberen Bauteil 110 durchragende Schaftabschnitt der fließlochformenden Schraube 200 ist von einer im Vorloch 115 angeordneten Hülse 300 umgeben, die einen radialen Formschluss zwischen dem Schraubenschaft 220 und dem oberen Bauteil 110 herstellt, wodurch bei auftretender Scherbelastung zwischen den Bauteilen 110 und 120 eine Lochleibungspressung erzielt und ein Verrutschen bzw. Verschieben der Bauteile 110 und 120 an der Fügestelle verhindert wird. Ferner wird die Krafteinleitung in das obere Bauteil 110 harmonisiert, wodurch die Gefahr von Beschädigungen im Bereich des Vorlochs 115 verringert wird. In dem gezeigten Beispiel ist die Hülse 300 einstückig mit einem radial vorstehenden Kragen 310 ausgebildet, der als Kopfunterlegscheibe fungiert. Der Kragen 310 kann in radialer Richtung über den Schraubenkopf 210 vorstehen oder auch zurückstehen.
Das, insbesondere automatisiert durchgeführte, Einschrauben der fließlochformenden Schraube 200 erfolgt (ohne Vorlochen des unteren Bauteils 120) in einer an und für sich aus dem Stand der Technik bekannten Weise. Vor dem Einschrauben der fließlochformenden Schraube 200 kann die hohlzylindrische bzw. rohrförmige Hülse 300 in das Vorloch 115 des oberen Bauteils 110 eingesetzt bzw. eingesteckt oder alternativ auf den Schraubenschaft 220 der verwendeten fließlochformenden Schrauben 200 aufgesetzt bzw. aufgesteckt werden. Bevorzugt ist jedoch eine einteilige Ausbildung, derart, dass die Hülse 300 verliersicher am Schraubenschaft 220 der Schraube 200 gehalten ist.
Beim Einschrauben der Schraube 200 kann die Hülse 300 als Zentrierhilfe innerhalb des Vorlochs 115 im oberen Bauteil 110 dienen, wobei auch die Innenwandung des Vorlochs 115 vor Beschädigungen durch den rotierenden Schraubenschaft 220 bzw. dem daran ausgebildeten Gewinde 223 geschützt ist. Nach dem Einschrauben der Schraube 200 befindet sich die Hülse 300 in einem gestauchten Zustand. Hierzu weist die Hülse 300 im unverformten bzw. ursprünglichen Zustand bezüglich der Dicke des oberen Bauteils 110 eine axiale Überlänge auf. Während des Einschraubvorgangs wird die Hülse 300 zwischen dem Schraubenkopf 210 und dem unteren Bauteil 120 in axialer Richtung verkürzt (wozu sich die Hülse 300 an ihrem vom Schraubenkopf 210 wegweisenden axialen Ende um die Einschraubstelle im unteren Bauteil 120 herum abstützt) und hierdurch elastisch und insbesondere plastisch (d. h. durch plastisches Fließen in axialer und radialer Richtung) verformt, wodurch der Formschluss zwischen dem Schraubenschaft 220 und dem Vorloch 115 im oberen Bauteil 110 herbeigeführt wird.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Schraubenschaft 220 der fließlochformenden Schraube 200 einen Nenndurchmesser von 5,0 mm aufweisen. Das Vorloch 115 im oberen Bauteil 110 kann einen Durchmesser von 7,0 mm bis 8,0 mm aufweisen. Die Hülse 300 kann einen Außendurchmesser von 6,0 mm bis 7,9 mm aufweisen, so dass ein pressfreies Einstecken bzw. Einführen in das Vorloch 115 möglich ist, woraus sich für die Hülsenwandung eine bevorzugte gleichmäßige Wanddicke von ca. 0,5 mm bis ca. 1,5 mm ergibt.
2 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit. Die Hülse 300' ist als starre bzw. steife und mit einer bezüglich der Dicke des oberen Bauteils 110 axialen Überlänge ausgebildet, wodurch sich beim Einschrauben der Schraube 200 ein definierter Spalt 140 zwischen den Bauteilen 110 und 120 einstellt und die Bauteile 110 und 120 zueinander beabstandet werden (Verhinderung eines Berührungskontakts). Im Spalt 140 befindet sich bevorzugt ein Klebstoff 130. Die nicht stauchbare Hülse 300' verhindert das Wegpressen des Klebstoffs 130 an der Fügestelle. Abweichend zu der in 1 gezeigten Ausführungsmöglichkeit ist die Hülse 300' ohne Kragen ausgebildet. Die Hülse 300' kann jedoch auch einen Kragen, wie in 1 gezeigt, aufweisen.
3 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit, bei der die Hülse 300'' an ihrem vom Schraubenkopf 210 abgewandten Ende eine durch plastische Verformung herbeigeführte Fließwulst 320 aufweist, die die Bauteile 110 und 120 an der Einschraubstelle auseinander gedrückt hat, wodurch sich, analog zu der in 2 gezeigten Ausführungsmöglichkeit, ein Spalt 140 zwischen den Bauteilen 110 und 120 ausgebildet hat, der bevorzugt mit Klebstoff 130 gefüllt ist.
Beim Einschrauben der Schraube 200 wird das untere Bauteil 120 nach unten gedrückt bzw. vom oberen Bauteil 110 weg gedrückt, so dass sich der Spalt 140 zwischen den Bauteilen 110 und 120 ausbildet, in den das Hülsenmaterial der mit Überlänge (bzgl. der Dicke des oberen Bauteils 110) ausgebildeten Hülse 300'' hineinfließen kann, was die Beabstandung der Bauteile 110 und 120 begünstigt, wobei die sich ausbildende Fließwulst 320 im Weiteren auch als Abstandshalter fungiert. Die Schraubenhülse 300'' kann hierzu an ihrem vom Schraubenkopf 210 abgewandten bzw. dem unteren Bauteil 120 zugewandten Ende mit speziellen Ausgestaltungsmerkmalen (bspw. weicheres Material, geringere Hülsenwandungsdicke, Einprägungen oder Schlitze in der Hülsenwandung und/oder dergleichen) ausgebildet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Hülse 300'' im Wesentlichen steif, d. h. unverformbar, ausgebildet ist und nur an ihrem vom Schraubenkopf 210 abgewandten Ende verformbar ist.
Die in 3 gezeigte Hülse 300'' kann analog zu der in 1 gezeigten Hülse an ihrem dem Schraubenkopf 210 zugewandten Ende einen radial vorstehenden und als Kopfunterlegscheibe dienenden Kragen aufweisen.
In 3 sind ferner zwei bevorzugte Ausgestaltungen des Schraubenkopfs 210 dargestellt, nämlich mit Unterkopfnut 215 (rechte Schraubenkopfseite), für die Aufnahme von Hülsenmaterial zur Vermeidung eines Unterkopfspalts, und ohne Unterkopfnut (linke Schraubenkopfseite).
Die Merkmale der vorausgehend erläuterten und in den Figuren gezeigten Ausführungsmöglichkeiten sind im Rahmen der Erfindung zu weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten kombinierbar.
Bezugszeichenliste

100: Bauteilverbund
110: oberes Bauteil
115: Vorloch
120: unteres Bauteil
125: Fließloch
130: Klebstoff, Klebstoffschicht
140: Spalt
200: fließlochformende Schraube
210: Schraubenkopf
215: Unterkopfnut
220: Schraubenschaft
221: Schraubenspitze
222: Lochformungsabschnitt
223: Gewindeabschnitt
300: Hülse
310: Kragen
320: Fließwulst
L: Längsachse, Schraubenachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3909725 C1 [0003]
DE 102012210791 A1 [0004]

Claims

Bauteilverbund (100) mit wenigstens einem oberen Bauteil (110) und wenigstens einem unteren Bauteil (120), die an wenigstens einer Fügestelle mit einer fließlochformenden Schraube (200) gefügt sind, wobei der Schraubenschaft (220) der fließlochformenden Schraube (200) das obere Bauteil (110) durch ein Vorloch (115) durchragt und in das untere Bauteil (120) eingeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der das Vorloch (115) im oberen Bauteil (110) durchragende Schaftabschnitt der fließlochformenden Schraube (200) von einer im Vorloch (115) angeordneten Hülse (300) umgeben ist, wobei mit Hilfe dieser Hülse (300) innerhalb des Vorlochs (115) eine Lochleibungspressung erzielbar ist, die ein Verrutschen der Bauteile (110, 120) an der Fügestelle verhindert.
Bauteilverbund (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (300) einstückig ausgebildet ist.
Bauteilverbund (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (300) in axialer Richtung (L) gestaucht ist, wozu die Hülse (300) insbesondere aus einem plastisch verformbaren Material gebildet ist.
Bauteilverbund (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (300') steif und in axialer Richtung (L) bezüglich der Dicke des oberen Bauteils (110) mit Überlänge ausgebildet ist, wodurch ein definierter Spalt (140) zwischen den Bauteilen (110, 120) hergestellt ist.
Bauteilverbund (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hülse (300'') an ihrem vom Schraubenkopf (210) abgewandten Ende zwischen die Bauteile (110, 120) geformt hat und als Abstandshalter fungiert.
Bauteilverbund (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (300) an ihrem schraubenkopfseitigen Ende mit einem radial nach außen weisenden Kragen (310) ausgebildet ist, der als Kopfunterlegscheibe dient.
Fließlochformende Schraube (200) mit einem Schraubenkopf (210) und einem daran angeformten Schraubenschaft (220), der einen von der Schaftspitze (221) ausgehenden Lochformungsabschnitt (222) und einen sich in Richtung des Schraubenkopfs (210) anschließenden selbstformenden Gewindeabschnitt (223) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft (220) in dem sich an den Schraubenkopf (210) anschließenden Schaftabschnitt von einer verliersicher gehaltenen Hülse (300) umgeben ist.
Fließlochformende Schraube (200) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (300) einen als Kopfunterlegscheibe fungierenden Kragen (310) aufweist.
Fließlochformende Schraube (200) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (300') steif und unstauchbar ausgebildet ist oder dass die Hülse (300) stauchbar ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Hülsenwandung Schwächungsmerkmale aufweist, die ein gezieltes und/oder vereinfachtes Stauchen ermöglichen.
Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen wenigstens einem oberen Bauteil (110) und wenigstens einem unteren Bauteil (120) unter Verwendung einer fließlochformenden Schraube (200), wobei die Schraube (200) an der Fügestelle das obere Bauteil (110) durch ein Vorloch (115) durchdringt und mit dem unteren Bauteil (120) unter Ausbildung eines Fließlochs (125) verschraubt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorloch (115) des oberen Bauteils (110) eine Hülse (300) platziert wird oder der Schraubenschaft (220) der verwendeten fließlochformenden Schraube (200) von einer Hülse (300) umgeben ist, wobei mit Hilfe dieser Hülse (300) ein Formschluss zwischen dem Schraubenschaft (220) der fließlochformenden Schraube (200) und dem Vorloch (115) im oberen Bauteil (110) erzielt wird, der ein Verrutschen der Bauteile (110, 120) an der Fügestelle verhindert.