DE102015215827A1 - Two-part joining element and method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection, as well as hereby produced composite component - Google Patents

Two-part joining element and method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection, as well as hereby produced composite component Download PDF

Info

Publication number
DE102015215827A1
DE102015215827A1 DE102015215827.6A DE102015215827A DE102015215827A1 DE 102015215827 A1 DE102015215827 A1 DE 102015215827A1 DE 102015215827 A DE102015215827 A DE 102015215827A DE 102015215827 A1 DE102015215827 A1 DE 102015215827A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
joining element
head
positive
outer part
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015215827.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Erk Wiese
Julian Brodhun
Hendrik Harms
Robert Wilke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102015215827.6A priority Critical patent/DE102015215827A1/en
Publication of DE102015215827A1 publication Critical patent/DE102015215827A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/04Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of riveting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/14Bolts or the like for shooting into concrete constructions, metal walls or the like by means of detonation-operated nailing tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges Fügeelement (10) zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen (40, 50), mit: – einem nagelartigen Außenteil (20), das einen Schaft mit Kopf (22) und Spitze (23) aufweist, wobei der Schaft als Hohlschaft mit einer kopfseitigen Öffnung ausgebildet ist; und – einem stiftartigen Innenteil (30), das über die kopfseitige Öffnung in den Hohlschaft des Außenteils (20) eingetrieben werden kann und dabei das Schaftmaterial an der Spitze (23) nach außen verdrängt und plastisch verformt. Die Erfindung betrifft ferner zwei Verfahren zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen (40, 50) unter Verwendung eines Fügeelements (10) und einen hiermit hergestellten Bauteilverbund (100).The invention relates to a two-part joining element (10) for pre-punch-free production of a positive and non-positive joining connection between at least two components (40, 50), comprising: - a nail-like outer part (20) having a shaft with head (22) and tip (23 ), wherein the shaft is formed as a hollow shaft with a head-side opening; and - a pin-like inner part (30) which can be driven over the head-side opening in the hollow shaft of the outer part (20) and thereby displaced the shaft material at the top (23) to the outside and plastically deformed. The invention further relates to two methods for pre-punch-free production of a positive and non-positive joining connection between at least two components (40, 50) using a joining element (10) and a component composite (100) produced therewith.

Description

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges Fügeelement und zwei Verfahren zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen. Die Erfindung betrifft ferner einen hiermit hergestellten Bauteilverbund. The invention relates to a two-part joining element and two methods for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection between at least two components. The invention further relates to a composite component produced herewith.

Das vorlochfreie Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung unter Verwendung eines entsprechend ausgebildeten Fügeelements weist viele Vorteile auf. Insbesondere kann die Vorlochoperation an wenigstens einem der zu fügenden Bauteile und damit auch die Lochfindung beim Setzen des Fügeelements entfallen. The pre-hole-free production of a positive and non-positive joining connection using a suitably designed joining element has many advantages. In particular, the pre-hole operation can be omitted on at least one of the components to be joined and thus also the hole finding when setting the joining element.

In der WO 2007/082714 A1 sind ein nagelartiges Verbindungselement und ein Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen nicht vorgelochten Bauteilen beschrieben. In the WO 2007/082714 A1 a nail-like connecting element and a method for producing a joint connection between non-pre-punched components are described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fügeelement zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen anzugeben, mit dem bei unterschiedlichsten Bauteilmaterialien in einfacher Weise eine belastbare Fügeverbindung herstellbar ist. The invention has for its object to provide a joining element for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection between at least two components, with the most diverse component materials in a simple manner a resilient joint connection can be produced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Fügeelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit zwei nebengeordneten Patentansprüche erstreckt sich die Erfindung auch auf Verfahren zur mechanischen Herstellung einer Fügeverbindung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Fügeelements. Mit einem weiteren nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich der Erfindung auch auf einen unter Verwendung wenigstens eines erfindungsgemäßen Fügeelements und/oder unter Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Bauteilverbund, wobei es sich insbesondere um ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug handelt. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. This object is achieved by an inventive joining element with the features of claim 1. With two independent claims, the invention also extends to methods for the mechanical production of a joint connection using a joining element according to the invention. With a further independent patent claim, the invention also extends to a component composite produced using at least one joining element according to the invention and / or using a method according to the invention, which is in particular a body component for a motor vehicle. Preferred developments and embodiments of the invention will become apparent for all subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.

Das erfindungsgemäße Fügeelement ist zweiteilig ausgebildet und umfasst:

  • – ein nagelartiges Außenteil, das einen Schaft mit Kopf und Spitze aufweist, wobei der Schaft als Hohlschaft mit einer kopfseitigen Öffnung ausgebildet ist; und
  • – ein stiftartiges Innenteil, das über die kopfseitige Öffnung in den Hohlschaft des Außenteils eingetrieben werden kann bzw. eintreibbar ist und dabei das Schaftmaterial an der Spitze des Hohlschafts nach (radial) außen verdrängt und hierbei plastisch verformt.
The joining element according to the invention is designed in two parts and comprises:
  • A nail-like outer part, which has a shaft with head and tip, wherein the shaft is formed as a hollow shaft with a head-side opening; and
  • - A pin-like inner part, which can be driven via the head-side opening in the hollow shaft of the outer part or is driven and thereby displaced the shaft material at the top of the hollow shaft to (radially) outside and thereby plastically deformed.

Zum Setzen des erfindungsgemäßen Fügeelements ist an der Fügestelle eine einseitige Zugänglichkeit ausreichend. Das erfindungsgemäße Fügeelement wird bevorzugt derart gesetzt, dass der Schaft bzw. Hohlschaft des Außenteils die zu fügenden Bauteile durchdringt und die Spitze hervorsteht, wobei die überstehende Spitze aufgrund der mittels Innenteil herbeigeführten Verformung mit den zu fügenden Bauteilen einen Hinterschnitt bildet, so dass die Bauteile an der Fügestelle gewissermaßen zwischen dem Kopf und der verformten Spitze eingeklemmt sind. Bevorzugt werden die zu fügenden Bauteile an mehreren Fügestellen mit erfindungsgemäßen Fügeelementen gefügt. Ergänzend können die Bauteile auch miteinander verklebt oder in sonstiger Weise gefügt werden. To set the joining element according to the invention a one-sided accessibility is sufficient at the joint. The joining element according to the invention is preferably set such that the shaft or hollow shaft of the outer part penetrates the components to be joined and the tip protrudes, wherein the protruding tip forms an undercut due to the deformation caused by the inner part with the components to be joined, so that the components the joint is, as it were, wedged between the head and the deformed tip. Preferably, the components to be joined are joined at several joints with joining elements according to the invention. In addition, the components can also be glued together or joined in any other way.

Der Schaft bzw. Hohlschaft des Außenteils kann mit einer spitzen bzw. scharfen Nagelspitze ausgebildet sein. Das Außenteil kann somit durch Nageln oder Schießen (oder dergleichen) gesetzt werden, was Gegenstand des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens ist. The shaft or hollow shaft of the outer part may be formed with a pointed or sharp nail tip. The outer part can thus be set by nailing or shooting (or the like), which is the subject of the first method according to the invention.

Alternativ kann der Schaft bzw. Hohlschaft des Außenteils mit einer stumpfen bzw. verrundeten Reibspitze ausgebildet sein. Das Außenteil kann dann wie eine fließlochformende Schraube (Flow Drill Screw) gesetzt werden, was Gegenstand des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens ist.Alternatively, the shaft or hollow shaft of the outer part may be formed with a blunt or rounded friction tip. The outer part can then be set like a flow-screw screw, which is the subject matter of the second method according to the invention.

Der Kopf des Außenteils kann mit einem Profil zum Aufbringen einer Drehbewegung und/oder Drehkraft (Drehmoment) ausgebildet sein. Bevorzugt handelt es sich um ein Außenprofil zum Aufstecken eines Werkzeugs. The head of the outer part may be formed with a profile for applying a rotational movement and / or rotational force (torque). It is preferably an outer profile for attaching a tool.

Das stiftartige Innenteil kann an seinem aus dem Hohlschaft des Außenteils herausragenden freien Ende mit einem Kopf oder auch ohne Kopf (kopflos) ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Innenteil an diesem freien Ende mit einem Profil zum Aufbringen einer Drehbewegung und/oder Drehkraft ausgebildet. Bevorzugt handelt es sich um ein Innenprofil zum Einstecken eines Werkzeugs.The pin-like inner part may be formed at its protruding from the hollow shaft of the outer part free end with a head or headless (headless). Preferably, the inner part is formed at this free end with a profile for applying a rotational movement and / or rotational force. Preferably, it is an inner profile for insertion of a tool.

Bevorzugt ist der Hohlschaft des Außenteils mit einer glatten Innenfläche ausgebildet und das Innenteil ist mit einer glatten Außenfläche ausgebildet. Die sich berührenden und beim Eintreiben des Innenteils (durch Einschlagen oder Eindrehen, wie nachfolgend noch näher erläutert) aufeinander abgleitenden Oberflächen sind somit gewindefrei und ohne sonstige Oberflächenprofilierungen oder dergleichen ausgebildet. Preferably, the hollow shaft of the outer part is formed with a smooth inner surface and the inner part is formed with a smooth outer surface. The touching and during the driving of the inner part (by wrapping or screwing, as explained in more detail below) successive sliding surfaces are thus thread-free and formed without any other surface profiling or the like.

Die axiale Länge des stiftartigen Innenteils ist insbesondere so bemessen, dass das Innenteil vollständig in den Hohlschaft des Außenteils eintreibbar ist bzw. eingetrieben werden kann und somit nach dem Setzen des Fügeelements an der Kopfseite des Außenteils nicht übersteht, sondern bevorzugt bündig abschließt. The axial length of the pin-like inner part is particularly dimensioned so that the inner part is completely retractable into the hollow shaft of the outer part or can be driven and thus does not protrude after setting of the joining element on the head side of the outer part, but preferably ends flush.

Die Bestandteile des erfindungsgemäßen Fügeelements können einzeln bereit gestellt werden. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass das Fügeelement in einem vormontierten Zustand bereit gestellt wird, wobei das (noch nicht eingetriebene) Innenteil bspw. durch Presssitz oder durch Verkleben (mit einem lösbaren Klebstoff) verliersicher im Außenteil festgehalten wird. The components of the joining element according to the invention can be provided individually. Preferably, however, it is provided that the joining element is provided in a preassembled state, wherein the (not yet driven) inner part, for example. By press fit or by gluing (with a releasable adhesive) captive in the outer part is held.

Das erste erfindungsgemäße Verfahren zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen unter Verwendung eines mit Nagelspitze ausgebildeten Fügeelements umfasst zumindest die folgenden Schritte:

  • – Setzen des Fügeelements in die zueinander ausgerichteten Bauteile, wobei das Außenteil des Fügeelements an der Fügestelle durch Nageln, Schießen oder dergleichen (bspw. mithilfe eines entsprechend ausgebildeten Setzgeräts) in axialer Richtung drehungsfrei in die Bauteile eingetrieben wird, bis der Kopf am kopfseitigen Bauteil anschlägt und die Spitze am kopfabgewandten Bauteil austritt;
  • – Eintreiben des Innenteils, wodurch das Schaftmaterial an der überstehenden Spitze nach außen gedrängt bzw. verdrängt und plastisch verformt wird, so dass sich zwischen der Spitze und dem kopfabgewandten Bauteil ein hinterschnittiger Formschluss (Hinterschnitt) ausbildet.
The first method according to the invention for pre-punch-free production of a positive and non-positive joining connection between at least two components using a joining element formed with a nail tip comprises at least the following steps:
  • - Setting the joining element in the mutually aligned components, wherein the outer part of the joining element at the joint by nailing, shooting or the like (eg., Using a suitably designed setting device) is driven in the axial direction without rotation in the components until the head abuts the head-side component and the tip exits at the head facing away component;
  • - Driving the inner part, whereby the shaft material is urged or displaced on the protruding tip to the outside and plastically deformed, so that forms an undercut positive engagement (undercut) between the tip and the head facing away from the head.

Das zweite erfindungsgemäße Verfahren zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen unter Verwendung eines mit Reibspitze ausgebildeten Fügeelements umfasst zumindest die folgenden Schritte:

  • – Setzen des Fügeelements in die zueinander ausgerichteten Bauteile, wobei dessen Außenteil an der Fügestelle durch Eindrehen (bspw. mithilfe eines entsprechend ausgebildeten Setzgeräts) unter Ausbildung eines Fließlochs in die Bauteile eingetrieben wird, bis der Kopf am kopfseitigen Bauteil anschlägt und die Spitze am kopfabgewandten Bauteil austritt – gegebenenfalls kann hierbei auch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Schaft des Außenteils und wenigstens einem der zu fügenden Bauteile, insbesondere dem unteren bzw. kopfabgewandten Bauteil, erzeugt werden;
  • – Eintreiben des Innenteils, wodurch das Schaftmaterial an der überstehenden Spitze nach außen gedrängt und plastisch verformt wird, so dass sich ein hinterschnittiger Formschluss ausbildet.
The second method according to the invention for pre-punch-free production of a positive and non-positive joining connection between at least two components using a joining element formed with a friction tip comprises at least the following steps:
  • - Setting the joining element in the aligned components, wherein the outer part is driven at the joint by screwing (eg., Using a suitably trained setting device) to form a flow hole in the components until the head strikes the head-side component and the tip on the head facing away component outlet - if appropriate, in this case also a material connection between the shaft of the outer part and at least one of the components to be joined, in particular the lower or head facing away component, are generated;
  • - Driving the inner part, whereby the shaft material is urged on the protruding tip to the outside and plastically deformed, so that forms an undercut positive engagement.

Bei beiden Verfahren kann das Eintreiben des Innenteils in das bereits gesetzte Außenteil durch drehungsfreies Eindrücken bzw. Einschlagen oder durch Eindrehen, d. h. durch Überlagern einer axialen Bewegung und einer Drehbewegung bzw. Rotation, erfolgen. In both methods, the driving of the inner part in the already set outer part by rotation-free impressions or wrapping or by screwing, d. H. by superimposing an axial movement and a rotational movement or rotation, take place.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die schematischen Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, die Erfindung weiterbilden. The invention is explained in more detail below by way of example and not by way of limitation with reference to the schematic figures. The features shown in the figures and / or explained below, even independently of specific combinations of features, further develop the invention.

1 zeigt in Seitenansichten das Außenteil und Innenteil eines erfindungsgemäßen Fügeelements. 1 shows in side views the outer part and inner part of a joining element according to the invention.

2 zeigt in einer Schnittdarstellung einen Setzvorgang. 2 shows in a sectional view a setting process.

3 zeigt in einer Schnittdarstellung die fertig hergestellte Fügeverbindung. 3 shows in a sectional view of the finished joint connection.

1 zeigt das Außenteil 20 und das Innenteil 30 eines erfindungsgemäßen Fügeelements 10. Das Außenteil 20 und das Innenteil 30 sind jeweils einstückig und rotationssymmetrisch ausgebildet. Das nagelartige Außenteil 20 weist einen Schaft 21 mit einem Kopf 22 und einer Spitze 23 auf. Der Schaft 21 ist beispielhaft mit einer konische Form ausgebildet. Der Kopf 22 überragt in radialer Richtung den Schaft 21. Die Spitze 23 ist als verrundete Reibspitze ausgebildet und geht in einen kegelförmigen oder auch paraboloidförmigen Schaftabschnitt 24 über. Der Schaft 21 ist als Hohlschaft mit einer Sacklochbohrung 25 und einer kopfseitigen Öffnung 26 ausgebildet. Das stiftartige Innenteil 30 weist einen massiven zylindrischen Schaft 31 mit einer Spitze 33 auf. Am anderen (oberen) axialen Ende ist das Innenteil 30 kopflos mit einem Innenprofil 37 (oder dergleichen) zum Einstecken oder Aufstecken eines Werkzeugs ausgebildet. 1 shows the outer part 20 and the inner part 30 a joining element according to the invention 10 , The outer part 20 and the inner part 30 are each formed in one piece and rotationally symmetrical. The nail-like outer part 20 has a shaft 21 with a head 22 and a tip 23 on. The shaft 21 is exemplified with a conical shape. The head 22 projects beyond the shaft in the radial direction 21 , The summit 23 is designed as a rounded friction tip and goes into a conical or paraboloid-shaped shaft portion 24 above. The shaft 21 is as a hollow shaft with a blind hole 25 and a head-side opening 26 educated. The pen-like inner part 30 has a massive cylindrical shaft 31 with a tip 33 on. At the other (upper) axial end is the inner part 30 headless with an inner profile 37 (or the like) formed for insertion or plugging a tool.

Der Schaft 21 des Außenteils 20 ist mit einer glatten Außenfläche ausgebildet. Prinzipiell kann der Schaft 21 auch mit einem Gewindeabschnitt, insbesondere einem selbstformenden Gewindeabschnitt, oder mit Oberflächenprofilierungen (wie bspw. in der WO 2007/082714 A1 beschrieben) ausgebildet sein. Der hülsenartige Hohlschaft 21 bzw. die Bohrung 25 ist mit einer glatten Innenfläche ausgebildet. Korrespondierend hierzu ist auch das Innenteil 30 mit einer glatten Außenflächen ausgebildet. Der Kopf 22 des Außenteils 20 kann mit einer Unterkopfnut bzw. Ringnut oder Hohlkehle ausgebildet sein (wie bspw. in der WO 2007/082714 A1 beschrieben). The shaft 21 of the outer part 20 is formed with a smooth outer surface. In principle, the shaft 21 Also with a threaded portion, in particular a self-tapping threaded portion, or with surface profiling (such as in the WO 2007/082714 A1 described) may be formed. The sleeve-like hollow shaft 21 or the hole 25 is formed with a smooth inner surface. Corresponding to this is also the inner part 30 formed with a smooth outer surfaces. The head 22 of the outer part 20 can with a Unterkopfnut or Ring groove or groove be formed (such as in the WO 2007/082714 A1 described).

Sowohl das Außenteil 20 als auch das Innenteil 30 sind bevorzugt aus Metall und insbesondere aus Aluminium oder Stahl gebildet. Bspw. handelt es sich um Dreh- und/oder Umformteile. Bevorzugt weist der Schaft 21 des Außenteils 20 einen Durchmesser (Nenndurchmesser) von wenigstens 3 mm auf. Bevorzugt weist der Schaft 31 des Innenteils 30 einen Durchmesser von wenigstens 2 mm auf. Both the outer part 20 as well as the inner part 30 are preferably formed of metal and in particular of aluminum or steel. For example. these are turned and / or formed parts. Preferably, the shaft 21 of the outer part 20 a diameter (nominal diameter) of at least 3 mm. Preferably, the shaft 31 of the inner part 30 a diameter of at least 2 mm.

Das Außenteil 20 und das Innenteil 30 bilden ein zweiteiliges Fügeelement 10 zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen. Dabei sind grundsätzlich zwei verschiedene Verfahrensweisen möglich. Die eine Verfahrensweise sieht vor, dass zunächst nur das Außenteil 20 durch Eindrehen oder gegebenenfalls auch durch axiales Eindrücken (sofern die Spitze 23 als Nagelspitze ausgebildet ist) gesetzt wird. Anschließend kann das Innenteil 30 in den Hohlschaft 21 des gesetzten Außenteils 20 eingetrieben werden, was durch Eindrehen oder gegebenenfalls auch durch axiales Eindrücken erfolgen kann. Die andere Verfahrensweise sieht vor, dass das Außenteil 20 und das Innenteil 30 vormontiert sind und gemeinsam gesetzt werden, wobei das Innenteil 30 in den Hohlschaft 21 eingetrieben wird, sobald sich das Außenteil 20 in seiner Fügeendposition befindet. Anhand der 2 und 3 wird nachfolgend eine besonders bevorzugte Verfahrensweise zum Setzen des Fügeelements 10 erläutert. The outer part 20 and the inner part 30 form a two-part joining element 10 for producing a joint connection between at least two components. In principle, two different procedures are possible. The one procedure provides that initially only the outer part 20 by screwing or possibly also by axial impressions (provided the tip 23 is designed as a nail tip) is set. Subsequently, the inner part 30 in the hollow shaft 21 of the set outer part 20 be driven, which can be done by screwing or possibly also by axial impressions. The other procedure provides that the outer part 20 and the inner part 30 are pre-assembled and put together, the inner part 30 in the hollow shaft 21 is driven as soon as the outer part 20 is in its joining end position. Based on 2 and 3 Below is a particularly preferred procedure for setting the joining element 10 explained.

2 zeigt beispielhaft zwei Bauteile 40 und 50, die an der gezeigten Fügestelle mit dem Fügeelement 10 kraft- und formschlüssig gefügt werden sollen. Die Bauteile 40 und 50, zumindest jedoch das untere Bauteil 50, sind an der Fügestelle nicht vorgelocht. Das Fügeelement 10 ist vormontiert, wozu das Innenteil 30 in den Hohlschaft 21 des Außenteils 20 eingesetzt ist und bezüglich der Bohrung 25 radiales Übermaß aufweist (das Übermaß ist in 2 überzeichnet dargestellt). Mithilfe eines in das Innensteckprofil 37 eingesteckten Werkzeugs (nicht dargestellt) wird auf das Innenteil 30 eine gegen die zu fügenden Bauteile 40 und 50 wirkende axiale Druckkraft F und eine Drehbewegung (Rotation) U aufgebracht. Aufgrund des zwischen Innenteil 30 und Außenteil 20 bestehenden Form- und Reibschlusses (bzw. einer radial wirkenden Klemmung an den Berührungs- bzw. Kontaktflächen) werden sowohl die Druckkraft F als auch die Drehbewegung U auf das Außenteil 20 übertragen, das hierdurch unter Ausbildung eines Fließlochs und ohne Abfallbildung (abfallfrei) in die Bauteile 40 und 50 eingetrieben wird, wie in 2 gezeigt (die Ausbildung des Fließlochs ist im Detail nicht dargestellt). Das Eintreiben erfolgt ohne nennenswerte Lärmentwicklung. 2 shows an example of two components 40 and 50 at the joint shown with the joining element 10 be positively and positively joined. The components 40 and 50 but at least the lower part 50 , are not pre-punched at the joint. The joining element 10 is pre-assembled, including the inner part 30 in the hollow shaft 21 of the outer part 20 is inserted and with respect to the bore 25 radial excess (the oversize is in 2 oversubscribed). Using one in the inner pole 37 inserted tool (not shown) is on the inner part 30 one against the components to be joined 40 and 50 acting axial pressure force F and a rotational movement (rotation) U applied. Due to the between inner part 30 and outer part 20 existing form and frictional engagement (or a radially acting clamping on the contact or contact surfaces) are both the compressive force F and the rotational movement U on the outer part 20 thereby transferring them to the formation of a flow hole and without waste formation (waste-free) into the components 40 and 50 is driven, as in 2 shown (the formation of the flow hole is not shown in detail). The driving takes place without appreciable noise.

Das Außenteil 20 befindet sich in seiner Fügeendposition, wenn der Kopf 22 am oberen kopfseitigen Bauteil 40 anschlägt und die Spitze 23 am unteren kopfabgewandten Bauteil 50 austritt. Sobald die Kopfunterseite des Kopfs 22 am kopfseitigen Bauteil 40 anliegt, wird die Drehbewegung des Außenteils 20 durch Anstieg des Reibwiderstands gestoppt, wohingegen auf das Innenteil 30 weiterhin eine Druckkraft F und eine den Reibschluss bzw. die radiale Klemmung überwindende Drehbewegung U aufgebracht wird (die Parameter für den axialen Vorschub, die Drehgeschwindigkeit und/oder die Drehkraft werden gegebenenfalls geändert). Dadurch wird nun das Innenteil 30 in den Hohlschaft 21 des stehenden Außenteils 20 eingetrieben. Hierbei wird die Spitze 33 des Innenteils 30 keilartig von innen durch die massive Spitze 23 des Außenteils 20 getrieben, wodurch die aus dem unteren Bauteil 50 herausragende Spitze 23 des Außenteils 20 dübelartig aufgespreizt wird, so dass das Schaftmaterial an der Hohlschaftspitze 23 nach radial außen verdrängt und hierbei plastisch so verformt wird, dass sich ein Hinterschnitt H bildet. The outer part 20 is in its joint end position when the head 22 on the upper head-end component 40 strikes and the top 23 at the lower head facing away component 50 exit. Once the head bottom of the head 22 on the head-end component 40 is applied, the rotational movement of the outer part 20 stopped by increase in frictional resistance, whereas on the inner part 30 furthermore, a compressive force F and a rotational movement U overcoming the frictional connection or the radial clamping is applied (the parameters for the axial feed, the rotational speed and / or the rotational force are optionally changed). This will now be the inner part 30 in the hollow shaft 21 of the standing outer part 20 driven. This is the top 33 of the inner part 30 wedge-like from the inside through the massive tip 23 of the outer part 20 driven, whereby the from the lower component 50 outstanding tip 23 of the outer part 20 dowel-like spread, so that the shaft material on the hollow shaft tip 23 displaced radially outward and this is plastically deformed so that forms an undercut H.

3 zeigt die fertig hergestellte Fügeverbindung. Das eingetriebene Innenteil 30 schließt bündig mit dem Kopf 22 des Außenteils 20 ab. Bei dem hergestellten Bauteilverbund 100 handelt es sich insbesondere um ein Karosseriebauteil oder einen Karosseriebestandteil eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung eignet sich aber nicht nur für den Karosseriebau, sondern kann im Fahrzeugbau bspw. auch für den Innenbereich (Interieur) verwendet werden. 3 shows the finished joint connection. The driven inner part 30 closes flush with the head 22 of the outer part 20 from. In the manufactured composite component 100 it is in particular a body component or a body part of a motor vehicle. However, the invention is not only suitable for bodywork, but can be used in vehicle construction, for example, for the interior (interior).

Mit der vorausgehend erläuterten Verfahrensweise kann in einem einstufigen Setzvorgang bzw. Prozess mit einseitiger Zugänglichkeit zur Fügestelle ohne Vorlochen der Bauteile 40 und 50 eine feste und aufgrund der Hinterschnittbildung auch haltbare und stark belastbare Fügeverbindung hergestellt werden. Der Prozess kann als EFoV-Prozess(= Einseitiges Fügen ohne Vorloch) bezeichnet werden. Der Prozess bzw. Setzvorgang kann vollautomatisiert ausgeführt werden und ist unempfindlich gegen Prozessschwankungen, so dass eine robuste Prozessführung möglich ist. Die zu fügenden Bauteile 40 und 50 können aus unterschiedlichsten Materialien gebildet sein und bspw. aus Stahl, Aluminium, Magnesium oder Kunststoff mit und ohne Faseranteil bestehen. Das erfindungsgemäße Fügeelement 10 ist somit universell einsetzbar und eignet sich insbesondere auch für den Leichtbau. With the procedure described above can in a single-stage setting process or process with one-sided accessibility to the joint without pre-punching of the components 40 and 50 a solid and due to the undercut also durable and strong resilient joint connection can be made. The process can be referred to as EFoV process (= one-sided joining without pre-hole). The process or setting process can be performed fully automated and is insensitive to process fluctuations, so that a robust process control is possible. The components to be joined 40 and 50 can be formed from a variety of materials and, for example, consist of steel, aluminum, magnesium or plastic with and without fiber content. The joining element according to the invention 10 is thus universally applicable and is particularly suitable for lightweight construction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Fügeelement joining element
2020
Außenteil  outer part
2121
Hohlschaft hollow shaft
2222
Kopf head
2323
Spitze top
2424
Schaftabschnitt shank portion
25 25
Bohrung drilling
2626
Öffnung opening
3030
Innenteil inner part
3131
Schaft shaft
3333
Spitze top
3737
Innenprofil internal profile
4040
Bauteil component
5050
Bauteil component
100100
Bauteilverbund component composite
FF
Axialkraft axial force
HH
Hinterschnitt undercut
UU
Drehbewegung rotary motion

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2007/082714 A1 [0003, 0023, 0023] WO 2007/082714 A1 [0003, 0023, 0023]

Claims (10)

Zweiteiliges Fügeelement (10) zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen (40, 50), mit: – einem nagelartigen Außenteil (20), das einen Schaft (21) mit Kopf (22) und Spitze (23) aufweist, wobei der Schaft (21) als Hohlschaft mit einer kopfseitigen Öffnung (26) ausgebildet ist; und – einem stiftartigen Innenteil (30), das über die kopfseitige Öffnung (26) in den Hohlschaft (21) des Außenteils (20) eingetrieben werden kann und dabei das Schaftmaterial an der Spitze (23) nach außen verdrängt und plastisch verformt. Two-piece joining element ( 10 ) for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection between at least two components ( 40 . 50 ), with: - a nail-like outer part ( 20 ), which has a shaft ( 21 ) with head ( 22 ) and tip ( 23 ), wherein the shaft ( 21 ) as a hollow shaft with a head-side opening ( 26 ) is trained; and - a pin-like inner part ( 30 ), via the head-side opening ( 26 ) in the hollow shaft ( 21 ) of the outer part ( 20 ) can be driven while the shaft material at the top ( 23 ) displaced to the outside and plastically deformed. Fügeelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (22) des Außenteils (20) mit einem Profil zum Aufbringen einer Drehbewegung und/oder Drehkraft ausgebildet ist. Joining element ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the head ( 22 ) of the outer part ( 20 ) is formed with a profile for applying a rotational movement and / or rotational force. Fügeelement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stiftartige Innenteil (30) an seinem freien Ende mit einem Profil (37) zum Aufbringen einer Drehbewegung (U) und/oder Drehkraft ausgebildet ist.Joining element ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pin-like inner part ( 30 ) at its free end with a profile ( 37 ) is designed for applying a rotational movement (U) and / or rotational force. Fügeelement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlschaft (21) des Außenteils (20) mit einer glatten Innenfläche und das Innenteil (30) mit einer glatten Außenfläche ausgebildet ist. Joining element ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow shaft ( 21 ) of the outer part ( 20 ) with a smooth inner surface and the inner part ( 30 ) is formed with a smooth outer surface. Fügeelement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des stiftartigen Innenteils (30) so bemessen ist, dass dieses vollständig in das Außenteil (20) eingetrieben werden kann. Joining element ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the axial length of the pin-like inner part ( 30 ) is dimensioned so that this completely in the outer part ( 20 ) can be driven. Fügeelement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (21) des Außenteils (20) mit einer Nagelspitze ausgebildet ist. Joining element ( 10 ) according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the shaft ( 21 ) of the outer part ( 20 ) is formed with a nail tip. Fügeelement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (21) des Außenteils (20) mit einer Reibspitze (23) ausgebildet ist.Joining element ( 10 ) according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the shaft ( 21 ) of the outer part ( 20 ) with a friction tip ( 23 ) is trained. Verfahren zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen (40, 50) unter Verwendung eines Fügeelements (10) gemäß Anspruch 6, mit den Schritten: – Setzen des Fügeelements (10) in die zueinander ausgerichteten Bauteile (40, 50), wobei dessen Außenteil (20) durch Nageln oder Schießen in axialer Richtung drehungsfrei eingetrieben wird, bis der Kopf (22) am kopfseitigen Bauteil (40) anschlägt und die Spitze (23) am kopfabgewandten Bauteil (50) austritt; – Eintreiben des Innenteils (30), wodurch das Schaftmaterial an der überstehenden Spitze (23) nach außen gedrängt und plastisch verformt wird, so dass sich ein hinterschnittiger Formschluss (H) ausbildet. Method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joining connection between at least two components ( 40 . 50 ) using a joining element ( 10 ) according to claim 6, comprising the steps of: - setting the joining element ( 10 ) in the aligned components ( 40 . 50 ), the outer part ( 20 ) is driven without rotation in the axial direction by nailing or shooting until the head ( 22 ) on the head-end component ( 40 ) and the tip ( 23 ) at the head facing away component ( 50 ) exit; - driving the inner part ( 30 ), whereby the shaft material at the protruding tip ( 23 ) is pushed outward and plastically deformed, so that forms an undercut positive fit (H). Verfahren zum vorlochfreien Herstellen einer form- und kraftschlüssigen Fügeverbindung zwischen wenigstens zwei Bauteilen (40, 50) unter Verwendung eines Fügeelements (10) gemäß Anspruch 7, mit den Schritten: – Setzen des Fügeelements (10) in die zueinander ausgerichteten Bauteile (40, 50), wobei dessen Außenteil (20) durch Eindrehen (F, U) unter Ausbildung eines Fließlochs eingetrieben wird, bis der Kopf (22) am kopfseitigen Bauteil (40) anschlägt und die Spitze (23) am kopfabgewandten Bauteil (50) austritt; – Eintreiben des Innenteils (30), wodurch das Schaftmaterial an der überstehenden Spitze (23) nach außen gedrängt und plastisch verformt wird, so dass sich ein hinterschnittiger Formschluss (H) ausbildet. Method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joining connection between at least two components ( 40 . 50 ) using a joining element ( 10 ) according to claim 7, comprising the steps of: - setting the joining element ( 10 ) in the aligned components ( 40 . 50 ), the outer part ( 20 ) is driven by screwing (F, U) to form a flow hole until the head ( 22 ) on the head-end component ( 40 ) and the tip ( 23 ) at the head facing away component ( 50 ) exit; - driving the inner part ( 30 ), whereby the shaft material at the protruding tip ( 23 ) is pushed outward and plastically deformed, so that forms an undercut positive fit (H). Bauteilverbund (100), insbesondere Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens zwei Bauteilen (40, 50), die an wenigstens einer Fügestelle mit einem Fügeelement (10) gefügt sind, das gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet und/oder mit einem Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9 gesetzt ist. Component composite ( 100 ), in particular a body component for a motor vehicle, having at least two components ( 40 . 50 ), which at at least one joint with a joining element ( 10 ) formed according to one of claims 1 to 7 and / or set by a method according to claim 8 or 9.
DE102015215827.6A 2015-08-19 2015-08-19 Two-part joining element and method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection, as well as hereby produced composite component Withdrawn DE102015215827A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015215827.6A DE102015215827A1 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Two-part joining element and method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection, as well as hereby produced composite component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015215827.6A DE102015215827A1 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Two-part joining element and method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection, as well as hereby produced composite component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015215827A1 true DE102015215827A1 (en) 2017-02-23

Family

ID=57961235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015215827.6A Withdrawn DE102015215827A1 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Two-part joining element and method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection, as well as hereby produced composite component

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015215827A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017125204A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Airbus Operations Gmbh Connecting element for connecting at least two superposed planar components

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060236739A1 (en) * 2003-07-24 2006-10-26 Newfry Llc Blind fastener and method of setting
WO2007082714A1 (en) 2006-01-17 2007-07-26 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Method of producing a nail connection, and nail for this purpose
DE102010025387A1 (en) * 2010-06-28 2011-12-29 Audi Ag Method for manufacturing nail connection between upper and lower unperforated mating parts, involves overlaying lower side of nail head on upper side of upper unperforated mating part, and providing nail shaft with surface profile
DE102011015789A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Ejot Gmbh & Co. Kg Connecting element for connecting at least two superimposed components
DE102012016492A1 (en) * 2012-08-21 2013-03-14 Daimler Ag Nail for producing connection between two components in automobile engineering field during high-speed process, has nail shaft comprising recess, where shaft is expanded in portions via recess during and/or after driving into components

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060236739A1 (en) * 2003-07-24 2006-10-26 Newfry Llc Blind fastener and method of setting
WO2007082714A1 (en) 2006-01-17 2007-07-26 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Method of producing a nail connection, and nail for this purpose
DE102010025387A1 (en) * 2010-06-28 2011-12-29 Audi Ag Method for manufacturing nail connection between upper and lower unperforated mating parts, involves overlaying lower side of nail head on upper side of upper unperforated mating part, and providing nail shaft with surface profile
DE102011015789A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Ejot Gmbh & Co. Kg Connecting element for connecting at least two superimposed components
DE102012016492A1 (en) * 2012-08-21 2013-03-14 Daimler Ag Nail for producing connection between two components in automobile engineering field during high-speed process, has nail shaft comprising recess, where shaft is expanded in portions via recess during and/or after driving into components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017125204A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Airbus Operations Gmbh Connecting element for connecting at least two superposed planar components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006002238B4 (en) Process for making a nail bond and nail therefor
EP2486288B2 (en) Connection between two components made of reinforced plastic and method for the production thereof
EP2857699B1 (en) Screw-in threaded bush
DE102011001522B4 (en) Connecting element for establishing a connection between at least two overlapping components and method for producing this compound
DE102010060686B4 (en) Method and component set for producing a tubular component, in particular a built-up camshaft
DE68902323T2 (en) BLIND RIVET.
DE102010006404A1 (en) Method for forming nail connection between two non-prepunched components in automobile industry, involves driving nail in two non-prepunched components in intermediate position, and completely pressing nail in components in end position
EP3111100B1 (en) Method for producing an adhesive screw connection using a flow drill screw, and flow drill screw usable therefor
DE102014203276A1 (en) Part assembly joined to a flow-hole-forming screw and method for producing a joint, as well as a flow-hole-forming screw with sleeve
DE102014100697A1 (en) Method for setting a blind rivet nut with tolerance compensation element
DE102009051540A1 (en) Self-locking adjusting device for stopping play between thrust piece and pinion of vehicle steering, has external threads with thread sections, where one of sections exhibits upward gradient corresponding to upward gradient of other section
DE102010025387A1 (en) Method for manufacturing nail connection between upper and lower unperforated mating parts, involves overlaying lower side of nail head on upper side of upper unperforated mating part, and providing nail shaft with surface profile
DE212017000096U1 (en) Closing element for closing and sealing pressure holes subjected to internal pressure
DE102015215827A1 (en) Two-part joining element and method for pre-punch-free production of a positive and non-positive joint connection, as well as hereby produced composite component
DE2421937A1 (en) SCREW-LIKE FASTENING ELEMENT AND METHOD FOR MUTUAL CONNECTION OF AT LEAST TWO COMPONENTS AND DEVICE FOR ATTACHING THE FASTENING ELEMENT OR. TO PERFORM THE PROCEDURE
WO2019233640A1 (en) Self-piercing rivet and method for riveting two components
DE102015008719A1 (en) Method for producing a component composite
DE102019109377B4 (en) Mounting arrangements for use with one or more workpieces
DE10325431A1 (en) Connecting arrangement of two components with a blind rivet and method for riveting two components
DE102013002631A1 (en) Component connection for attachment at carrier part i.e. fiber reinforced plastic part, at shell part of motor car, has adapter part adjusting sticking gap thickness of attachment towered above carrier part around defined projection
DE102009035725A1 (en) Punching blind rivet for drilling e.g. non metallic workpiece, has lower head groove provided at head of blind rivet, where suppressed material is discharged at lower head groove by rivet process
DE102007018438A1 (en) Hollow profile and a method for its production
DE102007062412A1 (en) Fastening arrangement for aircraft, has coupling unit assigned to drawing spindle and pressure pad such that pad is movable in track section slowly than spindle and with same speed as spindle in other track section during axial movement
DE102008033625A1 (en) Anchoring unit for use in anchoring device, for fastening of units of screw penetrable objects on flat holding unit, has spreading section for insertion in corresponding opening, which spread open during introducing screw
DE102015208671A1 (en) Component connector assembly

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee