DE102015209531B4

DE102015209531B4 - Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung

Info

Publication number: DE102015209531B4
Application number: DE102015209531.2A
Authority: DE
Inventors: Franz Korber; Richard Weizenberger; Johann van NIEKERK; Christian Waldherr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2035-05-23
Also published as: DE102015209531A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung mit folgenden Schritten: – Stanzen eines ersten Lochs (4) in ein erstes Blech (1), – Eindrücken eines Verbindungselements in das erste Loch (4), wobei das Verbindungselement einen ersten Abschnitt (5a), einen zweiten Abschnitt (5b) und einen zwischen den beiden Abschnitten (5a, 5b) befindlichen verjüngten Abschnitt aufweist, – Drücken eines Randes des ersten Lochs (4), so dass Material des ersten Blechs (1) in den Bereich des verjüngten Abschnitts fließt, dadurch gekennzeichnet, dass • das Stanzen mittels eines sich von dem Verbindungselement unterscheidenden Stanzstempels (3) erfolgt und • ein Verbindungselement verwendet wird, bei dem der erste und der zweite Abschnitt (5a, 5b) jeweils durch eine Kugel gebildet ist, wobei die beiden Kugeln miteinander verschweißt wurden oder werden und wobei der verjüngte Abschnitt durch einen zwischen den Äquatorebenen der Kugeln befindlichen Hinterschnittbereich gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US 3 571 903 A bekannt. Aus der DE 10 2010 028 322 A1 ist eine Bauteilverbindung bekannt, bei der auf ein erstes Bauteil eine Kugel aufgeschweißt ist. Ein zweites, mit einem Durchgangsloch versehenes Bauteil, welches einen klemmkragenartigen Rand aufweist, wird auf die Kugel aufgesetzt. Der klemmkragenartige Rand des in dem zweiten Bauteil vorgesehenen Durchgangslochs liegt klemmend von außen her an der Kugel an.
Zum technischen Hintergrund der Erfindung zählen die US 5 156 032 A , DE 102 59 334 C1 sowie die DE 10 2011 087 286 A1 .
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer modifizierten Bauteilverbindung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung, wobei zunächst in erstes Blech ein Durchgangsloch gestanzt wird. Anschließend wird ein „Verbindungselement” in das erste Loch eingebracht bzw. eingedrückt.
Das Verbindungselement weist einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und einen sich zwischen den beiden Abschnitten befindlichen verjüngten Abschnitt auf. Unter dem Begriff „verjüngter Abschnitt” ist ein Abschnitt zu verstehen, der einen geringeren Durchmesser aufweist als der erste bzw. der zweite Abschnitt.
Um das Verbindungselement (unlösbar) mit dem ersten Blech zu verbinden wird ein Randbereich des ersten Lochs gedrückt und zwar so, dass Material des ersten Blechs in den Bereich des verjüngten Abschnitts fließt. Anders ausgedrückt fließt Material des ersten Blechs in einen durch den verjüngten Abschnitt gebildeten Hinterschnittbereich des Verbindungselements. Dadurch wird das Verbindungselement formschlüssig mit dem ersten Blech verbunden.
Gemäß der Erfindung kommt als Verbindungselement insbesondere eine sogenannte „Doppelkugel” in Betracht, d. h. ein durch zwei (z. B. unmittelbar) miteinander verbundene Kugeln gebildetes Verbindungselement. Der erste und der zweite Abschnitt des Verbindungselements sind bei einer Doppelkugel also jeweils durch eine Kugel gebildet. Der zwischen den beiden Abschnitten befindliche „verjüngte Abschnitt” ist durch denjenigen Bereich der Doppelkugel gebildet, der sich zwischen den beiden Äquatorebenen der miteinander verbundenen Kugeln befindet. Dieser Bereich bildet einen Hinterschnittbereich, in den beim Drücken des Randes des ersten Lochs Material des ersten Blechs fließt.
Die beiden Kugeln einer derartigen Doppelkugel können miteinander verschweißt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Stanzen des ersten Lochs ein Randabschnitt des ersten Lochs kragenartig umgebogen wird. Dabei kann vorgesehen sein, nach dem Eindrücken des Verbindungselements der kragenartig umgebogene Randabschnitt des ersten Lochs von außen her (z. B. klemmend) an dem ersten Abschnitt des Verbindungselements anliegt.
Das Drücken des Randes des ersten Lochs kann mittels eines Drückwerkzeugs erfolgen, wobei das erste Blech während des Drückvorgangs zwischen dem Drückwerkzeug und einem Gegenhalter eingespannt ist.
Zusätzlich zu der durch das Drücken des Randes des ersten Lochs erreichten formschlüssigen Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem ersten Blech kann das erste Blech mit dem Verbindungselement verschweißt werden, z. B. durch Laserschweißen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann über das Verbindungselement ein zweites Blech mit dem ersten Blech verbunden werden.
Hierzu wird zunächst in eines Blech ein zweites Loch gestanzt. Analog zu dem ersten Blech kann beim Stanzen des zweiten Lochs ein Randabschnitt des zweiten Lochs kragenartig umgebogen werden.
Anschließend kann das zweite Blech mit seinem zweiten Loch so auf den zweiten Abschnitt des Verbindungselements aufgesetzt bzw. aufgedrückt werden, dass der Randabschnitt des zweiten Lochs dem Randabschnitt des ersten Lochs abgewandt ist.
Nach dem Aufsetzen des zweiten Blechs kann dieses ebenfalls formschlüssig mit dem Verbindungselement und somit unlösbar fest dem ersten Blech verbunden werden. Hierzu kann ein Rand des zweiten Lochs so gedrückt werden, dass Material des zweiten Blechteils in den Bereich des verjüngten Abschnitts fließt.
Das zweite Blech kann ebenfalls mit dem Verbindungselement verschweißt werden, z. B. durch Laserschweißen. Alternativ oder ergänzend dazu können die beiden Bleche auch an einer von dem Verbindungselement beabstandeten Stelle miteinander verschweißt oder in anderer Weise dauerhaft fest miteinander verbunden werden.
Gegenstand der Erfindung ist nicht nur das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung, sondern auch eine nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Bauteilverbindung.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1–3 einzelne Schritte der Herstellung einer Bauteilverbindung gemäß der Erfindung.
In 1 ist ein erstes Blech 1 auf eine Stanzmatrize 2 aufgelegt. Mittels eines Stanzstempels 3 wird ein erstes Loch 4 in das erste Blech 1 gestanzt. Dabei wird ein Randabschnitt 4a des ersten Lochs 4 kragenartig nach unten umgebogen.
In einem nächsten Schritt (vgl. 2) wird ein durch zwei Kugeln gebildetes Verbindungselement (Doppelkugel) in das Loch 4 eingedrückt. Genauer gesagt wird die Kugel 5a in das Loch 4 eingedrückt und zwar derart, dass der kragenartige Randabschnitt 4a von außen her an der Kugel anliegt.
Nach dem Eindrücken der durch die beiden Kugeln gebildeten Doppelkugel wird mittels eines Drückwerkzeugs ein Rand 4b des ersten Lochs 4 so gedrückt, dass Material des ersten Blechs 1 in den zwischen den beiden Kugeln befindlichen „Hinterschnittbereich” der Doppelkugel fließt. Durch das Hineinfließen von Material des ersten Blechs in den zwischen den beiden Äquatorebenen der Kugeln befindlichen Hinterschnittbereich wird das erste Blech 1 formschlüssig mit dem durch die beiden Kugeln gebildeten Verbindungselement verbunden.
Anschließend wird ein zweites Blech 6 bereitgestellt. In das zweite Blech 6 wird analog wie bei dem in 1 gezeigten Schritt ein Loch 7 mit einem umgebogenen klemmkragenartigen 7a gestanzt.
Wie in 3 dargestellt, wird das zweite Blech 6 mit seinem zweiten Loch 7 so auf die Kugel aufgesetzt bzw. aufgedrückt, dass der umgebogene Randabschnitt 7a des zweiten Lochs 7 dem Randabschnitt 4a des ersten Lochs 4 abgewandt ist.
Anschließend wird mit einem Drückwerkzeug ein Rand des zweiten Lochs 7 so gedrückt, dass Material des zweiten Blechs 6 in den zwischen den beiden Kugeln befindlichen Hinterschnittbereich fließt. Dadurch sind die beiden Blech 1, 6 jeweils formschlüssig mit dem durch die beiden Kugeln gebildeten Verbindungselement und somit auch formschlüssig miteinander verbunden.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung mit folgenden Schritten: – Stanzen eines ersten Lochs (4) in ein erstes Blech (1), – Eindrücken eines Verbindungselements in das erste Loch (4), wobei das Verbindungselement einen ersten Abschnitt (5a), einen zweiten Abschnitt (5b) und einen zwischen den beiden Abschnitten (5a, 5b) befindlichen verjüngten Abschnitt aufweist, – Drücken eines Randes des ersten Lochs (4), so dass Material des ersten Blechs (1) in den Bereich des verjüngten Abschnitts fließt, dadurch gekennzeichnet, dass • das Stanzen mittels eines sich von dem Verbindungselement unterscheidenden Stanzstempels (3) erfolgt und • ein Verbindungselement verwendet wird, bei dem der erste und der zweite Abschnitt (5a, 5b) jeweils durch eine Kugel gebildet ist, wobei die beiden Kugeln miteinander verschweißt wurden oder werden und wobei der verjüngte Abschnitt durch einen zwischen den Äquatorebenen der Kugeln befindlichen Hinterschnittbereich gebildet ist.
Verfahren nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Stanzen des ersten Lochs (4) ein Randabschnitt (4a) des ersten Lochs (4) kragenartig umgebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Eindrücken des Verbindungselements der kragenartig umgebogene Randabschnitt (4a) des ersten Lochs (4) von außen her an dem ersten Abschnitt (5a) des Verbindungselements anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drücken des Randes des ersten Lochs (4) mittels eines Drückwerkzeugs erfolgt, wobei das erste Blech (1) zwischen dem Drückwerkzeug und einem Gegenhalter eingespannt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Blech (1) mit dem Verbindungselement verschweißt wird, insbesondere durch Laserschweißen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Blech (6) bereitgestellt wird, wobei in das zweite Blech (6) ein zweites Loch (7) gestanzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Stanzen des zweiten Lochs (7) ein Randabschnitt (7a) des zweiten Lochs (7) kragenartig umgebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Blech (6) mit seinem zweiten Loch (7) so auf den zweiten Abschnitt (5b) des Verbindungselements aufgesetzt wird, dass der Randabschnitt (7a) des zweiten Lochs (7) dem Randabschnitt (4a) des ersten Lochs (4) abgewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufsetzen des zweiten Blechs (6) ein Rand des zweiten Lochs (7) so gedrückt wird, dass Material des zweiten Blechs (6) in den Bereich des verjüngten Abschnitts fließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Blech (6) mit dem Verbindungselement verschweißt wird, insbesondere durch Laserschweißen.
Bauteilverbindung hergestellt nach einem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 10.