DE102014218970A1

DE102014218970A1 - Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung sowie Bauteilverbindung

Info

Publication number: DE102014218970A1
Application number: DE102014218970.5A
Authority: DE
Inventors: Franz Korber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-03-24

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Bauteils, das einen zumindest zu einer Seite hin offenen, durch eine Wandung begrenzten Innenraum aufweist, wobei die Wandung einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweist, – Bereitstellen eines zweiten Bauteils, das mindestens einen konvexen Abschnitt aufweist, der ein Übermaß in Bezug auf einen Innenumfang der Wandung aufweist, – Eindrücken des konvexen Abschnitts in den Innenraum von der offenen Seite her, wobei der konvexe Abschnitt die Wandung an mindestens einer Berührstelle elastisch radial ausbeult, wodurch sich eine formschlüssige und reibschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil ergibt, die sich einem Herausziehen des konvexen Abschnitts aus dem Innenraum widersetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie eine Bauteilverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 10.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einen „konvexen Abschnitt” bzw. eine Kugel bzw. einen kugelförmigen Abschnitt aufweisendes Bauteil in einfacher Weise mit einem anderen Bauteil zu verbinden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung, wobei zunächst ein erstes Bauteil bereitgestellt wird, das einen zumindest zu einer Seite hin offenen, durch eine Wandung begrenzten Innenraum bzw. Hohlraum aufweist, wobei die Wandung einen „nicht-kreisförmigen Querschnitt” aufweist. Bei dem ersten Bauteil kann es sich bspw. um ein Metallbauteil, insbesondere um ein Stahlbauteil, ein Aluminiumbauteil o. ä. handeln. Prinzipiell kann es sich bei dem ersten Bauteil aber auch um ein Kunststoffbauteil handeln. Wichtig ist, dass die Wandung des ersten Bauteils eine gewisse Elastizität bzw. Verformbarkeit aufweist.
Ferner wird ein zweites Bauteil bereitgestellt, das mindestens einen „konvexen Abschnitt” aufweist. Der konvexe Abschnitt kann durch eine Kugel, ein Ellipsoid oder ein kugelähnliches Element oder auch durch einen Teil einer Kugel gebildet sein. Der konvexe Abschnitt weist ein Übermaß in Bezug auf einen Innenumfang der den Innenraum des ersten Bauteils begrenzenden Wandung auf.
Gemäß der Erfindung wird der konvexe Abschnitt von der offenen Seite des Innenraums her in den Innenraum eingedrückt bzw. eingepresst. Dadurch „zentriert” sich der konvexe Abschnitt „automatisch” in Bezug auf die Wandung des Innneraums bzw. Hohlraums.
Aufgrund des Übermaßes wird die Wandung an mindestens einer, vorzugsweise an mehreren Berührstellen des konvexen Abschnitts mit der Wandung elastisch radial aufgeweitet bzw. ausgebeult. Durch das lokale elastische radiale Aufweiten bzw. Ausbeulen der Wandung ergibt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil eine formschlüssige und reibschlüssige Verbindung, die sich einem Herausziehen des konvexen Abschnitts aus dem Innenraum widersetzt. Ähnlich wie bei einem Kugelgelenk kann der in den Innenraum des ersten Bauteils eingepresste konvexe Abschnitt zumindest in einem gewissen Winkelbereich verschwenkt werden.
Für eine derartige Bauteilverbindung gibt es eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Anwendungsmöglichkeiten, z. B. im Fahrzeugkarosseriebau, im Bereich weiße Ware, im Möbelbau etc.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Bauteil zwei oder mehrere miteinander verbundene konvexe Abschnitte auf, die durch Kugeln, Ellipsoide, Teile von Kugeln oder kugelähnliche Elemente gebildet sein können. Die einzelnen konvexen Abschnitte können bspw. durch Verschweißen miteinander verbunden werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass von dem konvexen Abschnitt oder – im Falle mehrerer konvexer Abschnitte – von einem der konvexen Abschnitte des zweiten Bauteils ein aus dem Innenraum herausragender „Verbindungsabschnitt” absteht. Bei dem „Verbindungsabschnitt” kann es sich bspw. um ein Funktionselement, wie z. B. einen Gewindebolzen, einen Mehrkant, eine Mutter oder ebenfalls um einen konvexen Abschnitt, wie z. B. eine Kugel oder einen Teil einer Kugel handeln.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Innenraum des ersten Bauteils eine „topfartige Form” hat. Dementsprechend ist der Innenraum dann nur zu einer Seite hin offen.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das erste Bauteil rohrförmig gestaltet ist oder einen den Innenraum bildenden rohrförmigen Abschnitt aufweist. Das Rohr bzw. der rohrförmige Abschnitt kann z. B. einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann das Rohr oder der rohrförmige Abschnitt einen Dreikant-, Vierkant-, Fünfkant- oder Sechskant-Querschnitt oder einen Querschnitt mit mehr als sechs Kanten aufweisen.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die 1–7 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Bauteil 1, das eine topfförmige Einbuchtung 1a aufweist, welche einen Innenraum 1b definiert.
Wie aus der in 2 gezeigten Draufsicht ersichtlich ist, weist die topfförmige Ausnehmung 1a einen Vierkant-Querschnitt auf. Bei dem ersten Bauteil 1 kann es sich bspw. um ein Tiefziehbauteil handeln. Dementsprechend kann die topfförmige Ausnehmung 1a durch Tiefziehen aus einem ebenen Blech hergestellt worden sein. Alternativ dazu kann es sich bei dem ersten Bauteil 1 auch um ein durch z. B. Spritzgießen hergestelltes Kunststoffbauteil handeln.
Gemäß der Erfindung wird ein zweites Bauteil 2 bereitgestellt, das hier durch zwei miteinander verbundene, z. B. miteinander verschweißte Kugeln 2a, 2b (Doppelkugel) gebildet ist. Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die Kugel 2b ein Übermaß in Bezug auf den Innenumfang einer Wandung 1c der topfförmigen Einbuchtung 1a auf.
Durch Einpressen der Kugel 2b von der offenen Seite der topfförmigen Ausbuchtung 1a her wird die Wandung 1c in den Berührbereichen der Kugel 2b elastisch radial aufgeweitet. Dadurch ergibt sich zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 bzw. der Kugel 2b des zweiten Bauteils 2 eine formschlüssige und gleichzeitig eine reibschlüssige Verbindung. Ähnlich wie bei einem Kugelgelenk kann das zweite Bauteil 2 in gewissem Umfang in Bezug auf das erste Bauteil 1 verschwenkt werden.
Die 3, 4 zeigen in einer anderen Darstellung ein durch eine Doppelkugel 2a, 2b gebildetes zweites Bauteil 2, das in ein würfelartiges erstes Bauteil 1, welches z. B. an seiner Oberseite 1d offen ist, eingepresst ist. Wie aus 4 ersichtlich ist, werden die Seitenflächen des würfelartigen ersten Bauteils 1 aufgrund des Übermaßes der Kugel 2b in Bezug auf die Wandung des ersten Bauteils 1 elastisch radial nach außen ausgebeult. Wie aus 4 ersichtlich ist, steht die mit der zweiten Kugel 2b verbundene erste Kugel aus dem Innenraum des ersten Bauteils 1 heraus.
Beim Ausführungsbeispiel der 5 wird ein erstes Bauteil 1 verwendet, das einen Innenraum aufweist, der durch die Seiten eines gleichseitigen Dreiecks berandet ist. Bei dem ersten Bauteil 1 kann es sich bspw. um ein Dreikantrohr handeln.
Beim Ausführungsbeispiel der 5 ist das zweite Bauteil 2 in ein Sechskantrohr eingepresst, was im Zusammenhang mit einem durch eine Doppelkugel gebildeten zweiten Bauteil 2 auch in 7 dargestellt ist.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Bauteils (1), das einen zumindest zu einer Seite hin offenen, durch eine Wandung (1c) begrenzten Innenraum (1b) aufweist, wobei die Wandung (1c) einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweist, – Bereitstellen eines zweiten Bauteils (2), das mindestens einen konvexen Abschnitt (2b) aufweist, der ein Übermaß in Bezug auf einen Innenumfang der Wandung (1c) aufweist, – Eindrücken des konvexen Abschnitts (2b) in den Innenraum (1b) von der offenen Seite her, wobei der konvexe Abschnitt (2b) die Wandung (1c) an mindestens einer Berührstelle elastisch radial ausbeult, wodurch sich eine formschlüssige und reibschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil (1, 2) ergibt, die sich einem Herausziehen des konvexen Abschnitts (2b) aus dem Innenraum (1b) widersetzt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Abschnitt (2b) die Form einer Kugel hat oder durch eine Kugel oder einen Teil einer Kugel gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil mehrere miteinander verbundene konvexe Abschnitte (2a, 2b) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) mehrere miteinander verbundene Kugeln (2a, 2b) aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem konvexen Abschnitt (2b) oder von den konvexen Abschnitten (2a, 2b) des zweiten Bauteils (2) ein aus dem Innenraum (1b) herausstehender Verbindungsabschnitt (2a) heraus ragt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (1b) eine topfartige Form hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (1) rohrförmig gestaltet ist, wobei der Innenraum (1b) durch einen Rohrinnenraum gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (1c) einen polygonalen Querschnitt aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (1c) einen Dreikant-, Vierkant-, Fünfkant- ode5r Sechskant-Querschnitt oder einen Querschnitt mit mehr als sechs Kanten aufweist.
Bauteilverbindung hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.