DE102015209527B4 - Process for producing a component connection - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung mit folgenden Schritten:- Stanzen eines Lochs (4) in ein erstes Bauteil (1), insbesondere in ein erstes Blechbauteil, wobei ein Stanzbutzen (1a) an dem ersten Bauteil (1) verbleibt,- Eindrücken eines ersten Abschnitts (7a) eines Verbindungselements (7a, 7b) in das Loch (4), wobei der Stanzbutzen (1a) an dem ersten Abschnitt (7a) des Verbindungselements (7a, 7b) anliegt und ein zweiter Abschnitt (7b) des Verbindungselements (7a, 7b) zumindest ein Stück weit aus dem Loch (4) heraussteht und von dem ersten Bauteil (1) absteht dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (7a) des Verbindungselements (7a, 7b) einen ersten kugelförmigen Abschnitt aufweist oder durch einen kugelförmigen Abschnitt gebildet ist, wobei der kugelförmige Abschnitt in das Loch (4) eingedrückt wird.Method for producing a component connection with the following steps: - punching a hole (4) in a first component (1), in particular in a first sheet metal component, with a punched slug (1a) remaining on the first component (1), - pressing in a first section (7a) of a connecting element (7a, 7b) into the hole (4), the punched slug (1a) bearing against the first section (7a) of the connecting element (7a, 7b) and a second section (7b) of the connecting element (7a, 7b) protrudes at least a little way out of the hole (4) and protrudes from the first component (1), characterized in that the first section (7a) of the connecting element (7a, 7b) has a first spherical section or is formed by a spherical section with the spherical portion being pressed into the hole (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a method for producing a component connection according to the preamble of patent claim 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2004 030 223 A1 bekannt. Zum technischen Hintergrund der Erfindung zählt die DE 10 2004 020 676 A1 .Such a method is from DE 10 2004 030 223 A1 known. The technical background of the invention includes the DE 10 2004 020 676 A1 .

Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung anzugeben.The object of the invention is to specify an alternative method for producing a component connection.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This problem is solved by the features of patent claim 1. Advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung, wobei zunächst in ein erstes Bauteil, bei dem es sich insbesondere um ein Blechbauteil (z. B. Stahlblech- oder Aluminiumblechbauteil) handeln kann, ein Loch eingestanzt wird.The starting point of the invention is a method for producing a component connection, in which a hole is initially punched into a first component, which can in particular be a sheet metal component (e.g. sheet steel or sheet aluminum component).

Das Einstanzen des Lochs kann beispielsweise während eines Tiefziehvorgangs, d. h. in einem Tiefziehwerkzeug, oder in einem separaten Arbeitsschritt erfolgen. Das Stanzen erfolgt derart, dass ein Stanzbutzen an dem ersten Bauteil verbleibt. Der Stanzbutzen wird also nicht ausgestanzt oder abgetrennt, sondern lediglich „nach unten“ in Stanzrichtung zumindest ein Stück weit umgebogen.The hole can be punched, for example, during a deep-drawing process, i. H. in a deep-drawing tool, or in a separate work step. The punching takes place in such a way that a slug remains on the first component. The punched slug is therefore not punched out or cut off, but merely bent over at least a little “down” in the direction of punching.

Nach dem Stanzen des Lochs wird ein erster Abschnitt eines Verbindungselements in das Loch eingedrückt. Nach dem Eindrücken des ersten Abschnitts des Verbindungselement liegt der Stanzbutzen von außen her an dem ersten Abschnitt des Verbindungselements an. Ein zweiter Abschnitt des Verbindungselements steht zumindest ein Stück weit aus dem Loch heraus, d.h. der zweite Abschnitt des Verbindungselements steht zumindest ein Stück weit von dem ersten Bauteil ab.After the hole is punched, a first portion of a fastener is pushed into the hole. After the first section of the connecting element has been pressed in, the punched slug rests against the first section of the connecting element from the outside. A second section of the connecting element projects at least a little out of the hole, i.e. the second section of the connecting element projects at least a little from the first component.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der erste Abschnitt des Verbindungselements durch einen kugelförmigen Abschnitt bzw. durch eine Kugel gebildet oder weist einen kugelförmigen Abschnitt oder eine Kugel auf. Der kugelförmige Abschnitt ist ganz oder zumindest ein Stück weit in das Loch eingedrückt. Der an dem ersten Bauteil verbliebene Stanzbutzen liegt somit von außen her an dem kugelförmigen Abschnitt an.According to a development of the invention, the first section of the connecting element is formed by a spherical section or by a sphere or has a spherical section or a sphere. The spherical section is fully or at least partially pressed into the hole. The punched slug remaining on the first component thus rests against the spherical section from the outside.

Vorzugsweise ist bzw. wird der Stanzbutzen konkav bzw. löffelartig umgeformt, so dass er sich von außen her enganliegend bzw. flächig an den ersten Abschnitt des Verbindungselements, d. h. an einen der kugelförmigen Abschnitte des Verbindungselements, anschmiegt.Preferably, the punched slug is or will be concavely or spoon-shaped, so that it fits tightly or flatly from the outside to the first section of the connecting element, d. H. to one of the spherical sections of the connecting element, clings.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Stanzbutzen mittels eines Presswerkzeugs, welches einen Stempel und eine Matrize aufweist, in eine konkave oder löffelartige Form umgeformt. Erfindungsgemäß wird eine Matritze verwendet, welche eine konkave Ausnehmung aufweist, in die der Stanzbutzen mittels des Stempels hinein verformt wird. Der Stempel kann entsprechend komplementär, d. h. konvex gestaltet sein.According to a development of the invention, the punched slug is formed into a concave or spoon-like shape by means of a pressing tool which has a punch and a die. According to the invention, a die is used which has a concave recess into which the punched slug is deformed by means of the punch. The stamp can be correspondingly complementary, i. H. be convex.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verbindungselement verwendet, bei dem der zweite Abschnitt kugelförmig ist. Die beiden Abschnitte des Verbindungselements (z. B. zwei Kugeln) können miteinander verschweißt sein. Die beiden Abschnitte des Verbindungselements bzw. das gesamte Verbindungselement kann aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium bestehen. Nach dem Eindrücken des ersten Abschnitts des Verbindungselements in das Loch kann der erste Abschnitt des Verbindungselements mit dem ersten Bauteil und/oder mit dem an dem ersten Bauteil verbliebenen Stanzbutzen verschweißt werden.According to a development of the invention, a connecting element is used in which the second section is spherical. The two sections of the connecting element (e.g. two balls) can be welded together. The two sections of the connecting element or the entire connecting element can be made of metal, in particular steel or aluminum. After the first section of the connecting element has been pressed into the hole, the first section of the connecting element can be welded to the first component and/or to the punched slug remaining on the first component.

Auf den aus dem Loch herausstehenden zweiten Abschnitt des Verbindungselements kann ein zweites Bauteil aufgeklemmt oder aufgeclipst werden bzw. an den zweiten Abschnitt des Verbindungselements kann ein zweites Bauteil festgeklemmt oder aufgeclipst werden. Bei dem zweiten Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Blechbauteil handeln, in dem ebenfalls ein Loch vorgesehen ist, wobei der zweite Abschnitt des Verbindungselements ein gewisses Übermaß in Bezug auf das Loch aufweist, so dass eine Klemmverbindung entsteht. Alternativ dazu kann es sich bei dem zweiten Bauteil auch um Clipelement, insbesondere um ein Clipelement aus Kunststoff, handeln, welches auf den zweiten Abschnitt des Verbindungselements aufgeclipst wird.A second component can be clamped or clipped onto the second section of the connecting element protruding from the hole, or a second component can be clamped or clipped onto the second section of the connecting element. The second component can be, for example, a sheet metal component in which a hole is also provided, with the second section of the connecting element having a certain oversize in relation to the hole, so that a clamped connection is created. As an alternative to this, the second component can also be a clip element, in particular a clip element made of plastic, which is clipped onto the second section of the connecting element.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 - 3 die einzelnen Schritte zum Herstellen einer Bauteilverbindung gemäß der Erfindung;
The invention is explained in more detail below in connection with the drawing. Show it:
  • 1 - 3 the individual steps for producing a component connection according to the invention;

1 zeigt ein durch ein Blech 1 gebildetes erstes Bauteil 1. Mittels eines Stanzwerkzeugs, welches einen Stanzstempel 2 und eine damit zusammenwirkende Stanzmatrize 3 aufweist, wird in das erste Bauteil 1 ein Loch 4 gestanzt. Ein Stanzbutzen 1a wird nicht durchgestanzt, sondern verbleibt an dem ersten Bauteil 1. 1 1 shows a first component 1 formed by a metal sheet 1. A hole 4 is punched in the first component 1 by means of a punching tool which has a punch 2 and a punching die 3 interacting therewith. A slug 1a is not punched through but remains on the first component 1.

Mittels eines Presswerkzeugs, welches einen Stempel 5 und eine Matrize 6 aufweist, wird der Stanzbutzen 1a in eine konkave bzw. löffelartige Form umgeformt. Der konvex gestaltete Stempel 5 drückt den Stanzbutzen 1a in eine konkave Ausnehmung 6a der Matrize 6.The punched slug 1a is formed into a concave or spoon-like shape by means of a pressing tool, which has a punch 5 and a die 6 . The convex-shaped punch 5 presses the slug 1a into a concave recess 6a of the die 6.

Wie aus 2 ersichtlich ist, wird beim Umformen des Stanzbutzens ein dem Stanzbutzen 1a gegenüberliegender Randbereich 1b des ersten Bauteils 1 ein Stück weit nach unten gebogen. Der Stanzbutzen 1a und der Randbereich 1b bilden somit eine Art „Klammer“.How out 2 As can be seen, during the forming of the punched slug, an edge region 1b of the first component 1 lying opposite the punched slug 1a is bent downwards a little. The punched slug 1a and the edge area 1b thus form a kind of "clamp".

In einem weiteren, in 3 gezeigten Arbeitsschritt wird ein Verbindungselement in das Loch 4 (vgl. 1), welches durch das Stanzen entstanden ist, eingedrückt.In another, in 3 A connecting element is inserted into hole 4 (cf. 1 ), which was created by punching, is pressed in.

Das Verbindungselement ist hier durch eine „Doppelkugel gebildet, d.h. durch zwei miteinander verbundene Kugeln 7a, 7b. Bei den beiden Kugeln 7a, 7b kann es sich beispielsweise um Stahl- oder Aluminiumkugeln handeln, die miteinander verschweißt sind. Die untere Kugel, d. h. die Kugel 7a, bildet einen ersten Abschnitt des Verbindungselements. Die obere Kugel, d. h. die Kugel 7b, bildet einen zweiten Abschnitt des Verbindungselements.The connecting element is formed here by a "double sphere", i.e. by two interconnected spheres 7a, 7b. The two balls 7a, 7b can be steel or aluminum balls, for example, which are welded to one another. The lower sphere, i. H. the ball 7a, forms a first portion of the connecting element. The upper sphere, i. H. the ball 7b, forms a second portion of the connecting element.

Wie aus 3 ersichtlich ist, wird die Kugel 7a in das ausgestanzte Loch des ersten Bauteils 1 mittels eines Drückstempels 8 eingedrückt. Es kann vorgesehen sein, dass die Kugel 7a ein gewisses Übermaß in Bezug auf die lichte Weite des in dem ersten Bauteil 1 vorgesehenen Lochs aufweist. Dadurch ergibt sich ein Reibschluss zwischen der Kugel 7a und dem Loch.How out 3 As can be seen, the ball 7a is pressed into the punched-out hole in the first component 1 by means of a punch 8 . It can be provided that the ball 7a has a certain oversize in relation to the clear width of the hole provided in the first component 1 . This results in a frictional connection between the ball 7a and the hole.

Aufgrund der konkaven Form des Stanzbutzens (nach dem Umformen des Stanzbutzens) liegt der Stanzbutzen 1a von außen her flächig an der Kugel 7a an. Der Stanzbutzen 1a umgreift bzw. untergreift einen Teil der Oberfläche der Kugel 7a.Due to the concave shape of the punched slug (after the shaping of the punched slug), the punched slug 1a rests flat against the ball 7a from the outside. The punched slug 1a surrounds or engages under part of the surface of the ball 7a.

In einem weiteren Schritt kann das Verbindungselement, z. B. die Kugel 7a und/oder die Kugel 7b des Verbindungselements mit dem ersten Bauteil 1 und/oder mit dem Stanzbutzen 1a des ersten Bauteils 1 verschweißt werden.In a further step, the connecting element, e.g. B. the ball 7a and / or the ball 7b of the connecting element with the first component 1 and / or with the punched slug 1a of the first component 1 are welded.

Die aus dem Loch des ersten Bauteils 1 herausstehende bzw. von dem ersten Bauteil 1 abstehende zweite Kugel 7b kann zur Verbindung mit einem zweiten Bauteil (nicht dargestellt) verwendet werden. Beispielsweise kann auf die Kugel 7b ein zweites Bauteil, welches ein Loch aufweist, aufgeclipst bzw. aufgeklemmt werden, sofern die Kugel 7b ein gewisses Übermaß in Bezug auf das in dem zweiten Bauteil vorgesehene Loch aufweist. Alternativ dazu kann auf die Kugel 7b auch ein Clipelement (z. B. ein Kunststoffclipelement) aufgeclipst werden.The second ball 7b protruding from the hole in the first component 1 or protruding from the first component 1 can be used for connection to a second component (not shown). For example, a second component, which has a hole, can be clipped or clamped onto the ball 7b if the ball 7b has a certain oversize in relation to the hole provided in the second component. As an alternative to this, a clip element (eg a plastic clip element) can also be clipped onto the ball 7b.

Wenn das Verbindungselement nicht mit dem ersten Bauteil verschweißt wird, sondern ausschließlich reibschlüssig bzw. formschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden ist, weist es in begrenztem Umfang eine Beweglichkeit in Bezug auf das erste Bauteil auf, d. h. das durch die beiden Kugeln 7a, 7b gebildete Verbindungselement kann in begrenztem Umfang relativ zu dem ersten Bauteil verschwenkt werden, was insbesondere in der Großserienfertigung von Bauteilverbindungen (z. B. Karosseriebau) von Vorteil ist, da beim Fügen zweier Bauteile Lagetoleranzen unvermeidlich sind.If the connecting element is not welded to the first component, but is only connected to the first component in a frictionally or form-fitting manner, it has limited mobility in relation to the first component, i. H. the connecting element formed by the two balls 7a, 7b can be pivoted to a limited extent relative to the first component, which is particularly advantageous in the large-scale production of component connections (e.g. body construction), since positional tolerances are unavoidable when two components are joined.

Dementsprechend kann es sich bei dem ersten Bauteil und/oder dem oben erwähnten zweiten Bauteil um Karosseriebauteile einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie handeln.Accordingly, the first component and/or the above-mentioned second component can be body components of a vehicle body to be produced.

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung mit folgenden Schritten: - Stanzen eines Lochs (4) in ein erstes Bauteil (1), insbesondere in ein erstes Blechbauteil, wobei ein Stanzbutzen (1a) an dem ersten Bauteil (1) verbleibt, - Eindrücken eines ersten Abschnitts (7a) eines Verbindungselements (7a, 7b) in das Loch (4), wobei der Stanzbutzen (1a) an dem ersten Abschnitt (7a) des Verbindungselements (7a, 7b) anliegt und ein zweiter Abschnitt (7b) des Verbindungselements (7a, 7b) zumindest ein Stück weit aus dem Loch (4) heraussteht und von dem ersten Bauteil (1) absteht dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (7a) des Verbindungselements (7a, 7b) einen ersten kugelförmigen Abschnitt aufweist oder durch einen kugelförmigen Abschnitt gebildet ist, wobei der kugelförmige Abschnitt in das Loch (4) eingedrückt wird.Method for producing a component connection with the following steps: - punching a hole (4) in a first component (1), in particular in a first sheet metal component, with a punched slug (1a) remaining on the first component (1), - pressing in a first section (7a) of a connecting element (7a, 7b) into the hole (4), the punched slug (1a) bearing against the first section (7a) of the connecting element (7a, 7b) and a second section (7b) of the connecting element (7a, 7b) protrudes at least a little way out of the hole (4) and from the first component (1) , characterized in that the first section (7a) of the connecting element (7a, 7b) has a first spherical section or is formed by a spherical section with the spherical portion being pressed into the hole (4). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Standbutzen während oder nach dem Stanzen gebogen und/oder umgeformt wird, so dass er nach dem Eindrücken des Verbindungselements (7a, 7b) von außen her konkav oder löffelartig an dem ersten Abschnitt (7a) des Verbindungselements (7a, 7b) anliegt.procedure after claim 1 , characterized in that the slug is bent and/or formed during or after the stamping, so that after the connecting element (7a, 7b) has been pressed in, it is concave or spoon-like from the outside on the first section (7a) of the connecting element (7a, 7b) is present. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzbutzen (1a) mittels eines Presswerkzeugs (5, 6), welches einen Stempel (5) und eine Matrize (6) aufweist, in eine konkave oder löffelartige Form umgeformt wird.Procedure according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the punched slug (1a) is formed into a concave or spoon-like shape by means of a pressing tool (5, 6) which has a punch (5) and a die (6). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (6) eine konkave Ausnehmung (6a) aufweist, in die der Stanzbutzen (1a) mittels des Stempels (5) hinein verformt wird.procedure after claim 3 , characterized in that the die (6) has a concave Recess (6a) into which the punched slug (1a) is deformed by means of the punch (5). Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel eine konvexe Form aufweist.procedure after claim 3 or 4 , characterized in that the stamp has a convex shape. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (7b) des Verbindungselements (7a, 7b) kugelförmig ist.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the second portion (7b) of the connecting element (7a, 7b) is spherical. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnitte (7a, 7b) miteinander verschweißt werden oder verschweißt wurden.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the two sections (7a, 7b) are welded together or have been welded. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (7a, 7b) oder der erste Abschnitt (7a) des Verbindungelements (7a, 7b) mit dem ersten Bauteil (1) und/oder mit dem Stanzbutzen (1a) des ersten Bauteils (1) verschweißt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the connecting element (7a, 7b) or the first section (7a) of the connecting element (7a, 7b) is welded to the first component (1) and/or to the punched slug (1a) of the first component (1). . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Bauteil an dem zweiten Abschnitt (7b) des Verbindungselements (7a, 7b) festgeklemmt oder festgeclipst wird oder auf den zweiten Abschnitt (7b) aufgeclipst ist.Procedure according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that a second component is clamped or clipped to the second section (7b) of the connecting element (7a, 7b) or is clipped onto the second section (7b).
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