DE102016207673B4 - Method for producing a component connection and component connection - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung mit folgenden Schritten:- Bereitstellen eines Bauteils (7), in dem ein Loch (6) vorgesehen ist, welches eine Mittellängsachse (8) aufweist,- Einbringen eines Elements (1) in das Loch (6), wobei das Element (1) durch das Einbringen verformt wird,- als Element (1) ein Element verwendet wird, welches einen Mittelbereich aufweist- und welches in einem Ausgangszustand einen größeren Durchmesser als das Loch aufweist (6),- das Element (1) vor dem Einbringen in das Loch (6) so platziert wird, dass der Mittelbereich konzentrisch in Bezug auf die Mittellängsachse (8) des Lochs (6) ist und- das Element (1) mittels eines Verbindungselements (5) in das Loch (6) eingedrückt wird, wobei das Element (1) durch das Eindrücken in das Loch (6) von seinem Ausgangszustand zu einem Halteelement (9) verformt oder gebogen wird, welches eine konkave oder blütenkelchartige Form aufweist und welcheso reibschlüssig und/oder formschlüssig mit einer Innenseite des Lochs (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass• das Eindrücken des Elements (1) in das Loch (6) mittels eines Verbindungselements (5) erfolgt und• das zu dem Halteelement (9) verformte oder gebogene Element (1) reibschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Verbindungselement (5) verbunden ist, so dass sich das Halteelement (9) einem Herausziehen des Verbindungselements (5) aus dem Halteelement (9) bzw. einem Herausziehen des Halteelements (9) aus dem Loch (6) widersetzt, wobei• ein Verbindungselement (5) verwendet wird, welches eine Kugel (5a) oder eine Kugelkalotte aufweist, wobei das Element (1) mit der Kugel (5a) oder Kugelkalotte in das Loch (6) eingedrückt wird und das Halteelement (9) reibschlüssig und/oder formschlüssig mit der Kugel (5a) oder der Kugelkalotte verbunden ist.Method for producing a component connection comprising the following steps: - providing a component (7) in which a hole (6) is provided which has a central longitudinal axis (8), - inserting an element (1) into the hole (6) the element (1) is deformed by the introduction, - is used as element (1) an element having a central region - and which in a starting state has a larger diameter than the hole (6), - the element (1) before the introduction into the hole (6) is placed so that the central region is concentric with respect to the central longitudinal axis (8) of the hole (6) and the element (1) by means of a connecting element (5) pressed into the hole (6) is, wherein the element (1) is deformed or bent by the depression in the hole (6) from its initial state to a holding element (9) having a concave or flower cup-like shape and which frictionally and / or positively with an inner egg te of the hole (6) is connected, characterized in that • the pressing of the element (1) in the hole (6) by means of a connecting element (5) takes place and • to the holding element (9) deformed or curved element (1) is frictionally and / or positively connected to the connecting element (5), so that the holding element (9) pulling out the connecting element (5) from the holding element (9) or pulling out of the holding element (9) from the hole (6) resisting, wherein • a connecting element (5) is used, which has a ball (5a) or a spherical cap, wherein the element (1) with the ball (5a) or spherical cap is pressed into the hole (6) and the holding element (9 ) is frictionally and / or positively connected to the ball (5a) or the spherical cap.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Bauteilverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 16.The present invention relates to a method for producing a component connection according to the preamble of
Ein derartiges Verfahren ist aus der
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren bzw. eine alternative Bauteilverbindung anzugeben, mit dem bzw. der ein Verbindungselement in einfacher Weise in einem Loch, welches in einem anderen Bauteil vorgesehen ist, fixiert werden kann.The object of the invention is to provide an alternative method or an alternative component connection with which a connecting element can be fixed in a simple manner in a hole which is provided in another component.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is solved by the features of
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung, wobei zunächst ein Bauteil, in dem ein Loch vorgesehen ist, welches eine Mittellängsachse aufweist, bereitgestellt wird. Bei diesem Bauteil kann es sich um ein beliebiges Bauteil, z.B. um ein Bauteil eines Fahrzeugs, handeln. Prinzipiell kann es sich bei diesem „Bauteil“ auch um einen Teil eines stationären Gebäudes, wie z. B. eine Wand, handeln. In das in dem Bauteil vorgesehene Loch wird ein „Element“ eingebracht, welches durch das Einbringen in das Loch verformt wird.The starting point of the invention is a method for producing a component connection, wherein initially a component in which a hole is provided which has a central longitudinal axis is provided. This component may be any component, e.g. to act as a component of a vehicle. In principle, this "component" can also be a part of a stationary building, such. As a wall act. In the hole provided in the component, an "element" is introduced, which is deformed by the introduction into the hole.
Insoweit kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einer herkömmlichen Schraubverbindung, bei der ein aus einem Kunststoffmaterial gespritzter Spreizdübel wird, verglichen werden.In that regard, the method according to the invention can be compared with a conventional screw connection in which an expansion anchor sprayed from a plastic material is obtained.
Gemäß der Erfindung wird als „Element“ ein Element verwendet, welches einen Mittelbereich aufweist und welches in einem Ausgangszustand einen größeren Durchmesser als das Loch aufweist. Das Element wird vor dem Einbringen in das Loch so platziert, dass der Mittelbereich annähernd oder im Wesentlichen oder exakt konzentrisch in Bezug auf die Mittellängsachse des Lochs ist.According to the invention, an element is used as "element" which has a central region and which in an initial state has a larger diameter than the hole. The element is placed prior to insertion into the hole such that the central region is approximately or substantially or exactly concentric with respect to the central longitudinal axis of the hole.
Nach dem Platzieren des Elements in Bezug auf das Loch wird das Element mittels eines Verbindungselements in das Loch eingedrückt. Durch das Eindrücken des Elements mittels des Verbindungselements in das Loch wird das Element von seinem ebenen Ausgangszustand zu einem „Halteelement“ verformt. Durch Verformen des Elements entsteht also das Halteelement.After placing the element with respect to the hole, the element is pressed into the hole by means of a connecting element. By pressing the element by means of the connecting element in the hole, the element is deformed from its flat initial state to a "holding element". By deforming the element thus creates the holding element.
Das Verformen des Elements kann überwiegend oder ausschließlich durch Biegen bzw. Verbiegen erfolgen. Das Element wird dabei so verformt, dass ein Halteelement entsteht, welches eine konkave oder blütenkelchartige Form aufweist. Das konkave oder blütenkelchartige Halteelement wird durch das Eindrücken des Elements mittels des Verbindungselements in das Loch so verformt, dass das dabei entstehende Halteelement reibschlüssig und/oder formschlüssig mit einer Innenseite des Lochs und zusätzlich reibschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Verbindungselement verbunden ist, so dass sich das Halteelement einem Herausziehen des Verbindungselements aus dem Halteelement und einem Herausziehen des Halteelements aus dem Loch widersetzt.The deformation of the element can be predominantly or exclusively by bending or bending. The element is thereby deformed so that a holding element is formed, which has a concave or flower cup-like shape. The concave or flower cup-like retaining element is deformed by the pressing of the element by means of the connecting element in the hole so that the resulting holding element is frictionally and / or positively connected to an inner side of the hole and in addition frictionally and / or positively connected to the connecting element, so that the holding element opposes a pulling out of the connecting element from the holding element and a pulling out of the holding element from the hole.
Ein wesentlicher Unterschied der Erfindung gegenüber herkömmlichen „Spreizdübel-Schraubverbindungen“ besteht darin, dass das Element mittels des Verbindungselements in das Loch eingedrückt wird und dass das Element durch das Eindrücken mittels des Verbindungselements in eine konkave oder blütenkelchartige Form gebracht wird, in der es dann erst die Funktion eines Halteelements übernehmen kann.An essential difference of the invention over conventional "expansion dowel screw" is that the element is pressed by means of the connecting element in the hole and that the element is brought by the impressions by means of the connecting element in a concave or flower cup-like shape, in which then only can take over the function of a holding element.
Dies hat den Vorteil, dass sich das Element bzw. das aus dem Element entstehende Halteelement „ganz automatisch“ optimal in die Innenkontur des Lochs und auch optimal an die Außenkontur des Verbindungselements anpasst. Erst durch das Umformen des Elements zu dem konkaven bzw. blütenkelchartigen Halteelement kann das entstehende Halteelement eine „dübelartige“ Funktion, d. h. eine Verbindungsfunktion zwischen dem Verbindungselement und dem Bauteil, in dessen Loch das Element eingedrückt wurde, übernehmen.This has the advantage that the element or the holding element formed from the element "optimally" optimally adapts to the inner contour of the hole and also optimally to the outer contour of the connecting element. Only by the forming of the element to the concave or flower cup-like holding element, the resulting holding element can a "dowel-like" function, d. H. a connection function between the connecting element and the component, in whose hole the element has been pressed, take over.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verbindungselement verwendet, welches eine Kugel oder eine Kugelkalotte aufweist, wobei das Element mittels der Kugel oder Kugelkalotte in das Loch eingedrückt wird und das sich aus dem Element ergebende Halteelement reibschlüssig und/oder formschlüssig mit der Kugel oder der Kugelkalotte verbunden ist.According to a development of the invention, a connecting element is used, which has a ball or a spherical cap, wherein the element is pressed by means of the ball or spherical cap in the hole and the holding element resulting from the element frictionally and / or positively with the ball or the spherical cap connected is.
Beim Eindrücken des Elements in das Loch verformt sich das Element entsprechend der Außenkontur der Kugel bzw. Kalotte und schmiegt sich eng anliegend von außen her an die Kugel oder Kugelkalotte an. Dadurch entsteht ein Reibschluss. Sofern das aus dem sich verformenden Element entstehende Halteelement so umgeformt wird, dass es die Kugel oder Kugelkalotte hintergreift, kann zusätzlich oder alternativ zu einem Reibschluss ein Formschluss zwischen dem Verbindungselement und dem Halteelement erreicht werden.When pressing the element into the hole, the element deforms according to the outer contour of the ball or dome and nestles closely fitting from the outside to the ball or spherical cap. This creates a frictional connection. If the holding element formed from the deforming element is reshaped in such a way that it engages behind the ball or spherical cap, a form fit between the connecting element and the holding element can be achieved additionally or alternatively to a frictional engagement.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verbindungselement verwendet, welches zwei unmittelbar miteinander verbundene Kugeln oder Kugelkalotten aufweist, wobei eine der beiden Kugeln oder Kugelkalotten in das Loch eingedrückt wird und diese Kugel oder Kugelkalotte von dem aus dem Element entstehenden Halteelement reibschlüssig und/oder formschlüssig umgriffen wird.According to a development of the invention, a connecting element is used, which has two directly interconnected balls or spherical caps, wherein one of the two balls or spherical caps is pressed into the hole and this ball or spherical cap frictionally and / or positively embraced by the resulting element from the holding element becomes.
Die andere der beiden Kugeln oder Kugelkalotten kann zumindest ein Stück aus dem Loch herausstehen. Über die zumindest ein Stück weit herausstehende Kugel oder Kugelkalotte kann das Verbindungselement mit einem anderen Bauteil verbunden werden oder sein, z.B. durch eine Clipverbindung.The other of the two balls or spherical caps can protrude at least a bit out of the hole. About the at least one piece projecting ball or spherical cap, the connecting element can be connected to another component or be, for. through a clip connection.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird als Element ein Blechteil verwendet, welches in seinem Ausgangszustand eben ist, wobei das ebene Element vor dem Einbringen in das Loch so platziert wird, dass sein Mittelbereich annähernd oder im Wesentlichen oder exakt konzentrisch in Bezug auf die Mittellängsachse des Lochs ist.According to a development of the invention, a sheet metal part is used as the element, which is flat in its initial state, wherein the planar element is placed before being introduced into the hole so that its central region approximately or substantially or exactly concentric with respect to the central longitudinal axis of the hole is.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Element verwendet wird, welches in seinem Mittelbereich eine muldenartige Vertiefung oder ein Durchgangsloch aufweist. Dadurch wird erreicht, dass das Verbindungselement beim Eindrücken des Elements in das Loch durch die muldenartige Vertiefung oder das Durchgangsloch automatisch relativ zu dem Element zentriert wird. Sofern das verwendete Element ein Durchgangslochs aufweist, wird beim Eindrücken des Elements mittels des Verbindungselements eine Stirnseite des Verbindungselements gegen die muldenartige Vertiefung oder gegen eine Rand des Durchgangsloch gedrückt, was zu dem oben bereits erwähnten „automatischen Zentrieren“ führt.According to a development of the invention can be provided that an element is used which has a trough-like depression or a through hole in its central region. It is thereby achieved that the connecting element is automatically centered relative to the element when the element is pressed into the hole through the trough-like depression or through-hole. If the element used has a through hole, when the element is pressed in by means of the connecting element, an end face of the connecting element is pressed against the trough-like recess or against an edge of the through hole, which leads to the "automatic centering" already mentioned above.
Sofern ein Verbindungselement verwendet wird, welches eine Kugel oder eine Kugelkalotte aufweist, kann die Stirnseite, welche gegen das Verbindungselement gedrückt wird, durch die Kugel oder die Kugelkalotte gebildet sein.If a connecting element is used which has a ball or a spherical cap, the end face, which is pressed against the connecting element, may be formed by the ball or the spherical cap.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Element verwendet, welches geschwächte Bereiche oder Abschnitte aufweist, an denen bzw. entlang derer das Element beim Eindrücken in das Loch gebogen wird. Bei den geschwächten Abschnitten kann es sich beispielweise um linienartige geschwächte Abschnitte handeln. Die geschwächten Abschnitte können durch Durchbrechungen oder Perforierungen oder einfach durch eine geringere Materialstärke in den betreffenden Abschnitten gebildet sein.According to a development of the invention, an element is used, which has weakened areas or sections, along which or along which the element is bent when pressed into the hole. The weakened sections may, for example, be line-like weakened sections. The weakened portions may be formed by perforations or perforations or simply by a smaller material thickness in the respective sections.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann ein Element verwendet werden, welches, wenn es relativ zu dem Loch platziert worden ist, spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene ist, die parallel zur Mittellängsachse des Lochs ist.According to a development of the invention, an element may be used which, when placed relative to the hole, is mirror-symmetrical with respect to a plane of symmetry parallel to the central longitudinal axis of the hole.
Alternativ oder ergänzend dazu kann ein Element verwendet werden, welches punktsymmetrisch bezüglich eines Mittelpunkts des Lochs bezüglich eines Mittelpunkts des Mittelbereichs des Elements ist.Alternatively or in addition, a member which is point symmetrical with respect to a center of the hole with respect to a center of the central portion of the member may be used.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Elements, welches drehsymmetrisch bezüglich eines Mittelpunkts des Lochs bzw. bezüglich eines Mittelpunkts seines Mittelbereichs ist. Unter „drehsymmetrisch“ versteht man eine Form, die nach einer Drehung in der Ebene um einen Winkel, der kleiner als 360° ist, deckungsgleich zur Ausgangsform ist. Man spricht von n-zähliger Drehsymmetrie, wenn dies für den Winkel α = 360°/n gilt, wobei es sich bei n um eine natürliche Zahl handelt.Another possibility is the use of an element which is rotationally symmetrical with respect to a center of the hole or with respect to a center of its central region. By "rotationally symmetrical" is meant a shape that is congruent to the initial shape after rotation in the plane through an angle that is less than 360 °. One speaks of n-fold rotational symmetry, if this applies to the angle α = 360 ° / n, where n is a natural number.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Element verwendet, welches mehrere von dem Mittelbereich sternförmig oder schneekristallartig nach außen abstehende „Arme“ aufweist, die bei Eindrücken des Elements in das Loch, d. h. beim Umformen des Elements in das Halteelement, „nach oben“ gebogen werden.According to a development of the invention, an element is used, which has a plurality of star-shaped or snow-crystal-like outwardly projecting "arms" from the middle region, which, when the element is pressed into the hole, i. H. when forming the element in the holding element, be bent "up".
Die einzelnen Arme können hinsichtlich ihrer Geometrie und Länge gleich sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass das Element zwei oder mehr Gruppen von Armen aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Geometrie und/oder hinsichtlich ihrer Länge unterscheiden, wobei die Arme einer Gruppe hinsichtlich ihrer Geometrie und/oder Länge identisch sind.The individual arms can be the same in terms of their geometry and length. Alternatively, it is also possible that the element has two or more groups of arms that differ in geometry and / or length, the arms of a group being identical in geometry and / or length.
Vorzugsweise wird als Element ein Element verwendet, dessen Material eine größere Härte aufweist, als das Material des Bauteils in dem das Loch vorgesehen ist bzw. als das Material, aus dem die Innenwandung des Lochs besteht. Durch einen derartigen Härteunterschied kann erreicht werden, dass beim Eindrücken des Elements in das Loch bzw. beim Umformen des Elements zu dem Halteelement sich Randabschnitte des entstehenden Halteelements oder freie Enden von Armen des aus dem Element entstehenden Halteelements zumindest ein Stück weit in die Innenkontur des Lochs eindrücken, wodurch ein „Festkrallen“ des sich durch das Eindrücken aus dem Element entstehenden Halteelements in dem Bauteil erreicht wird.Preferably, an element is used as the element whose material has a greater hardness than the material of the component in which the hole is provided or as the material of which the inner wall of the hole consists. By such a difference in hardness can be achieved that when pressing the element into the hole or when forming the element to the holding element edge portions of the resulting holding element or free ends of arms of the resulting element from the element at least a little way into the inner contour of the hole pressing, whereby a "solid claws" of the resulting from the pressing of the element retaining element is achieved in the component.
Ferner kann vorgesehen sein, dass als Element ein Element mit Armen verwendet wird, dessen Arme sich zu ihren freien Enden hin verjüngen. Dadurch wird ein Eindrücken der freien Enden der Arme des aus dem Element entstehenden Halteelements in das Material des Bauteils, in dem das Loch vorgesehen ist, erleichtert bzw. unterstützt. Furthermore, it can be provided that an element with arms is used as the element, the arms of which taper towards their free ends. As a result, pressing in of the free ends of the arms of the holding element formed from the element into the material of the component, in which the hole is provided, is facilitated or supported.
Vollständigkeitshalber sei erwähnt, dass Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht nur das oben beschriebene Verfahren, sondern auch eine entsprechende Bauteilverbindung ist.For completeness, it should be mentioned that the subject of the present invention is not only the method described above, but also a corresponding component connection.
Die erfindungsgemäße Bauteilverbindung weist ein Bauteil auf, in dem ein Loch vorgesehen ist, welches eine Mittellängsachse aufweist. In das Loch ist ein Halteelement eingebracht, das eine konkave oder blütenkelchartige Form haben kann, wobei das Halteelement ein Verbindungselement zumindest teilweise in einem Hinterschnittbereich des Verbindungselements umgreift. Das Halteelement gemäß der Erfindung ist aus einem Blech hergestellt, welches in die konkave oder blütenkelchartige Form gebogen ist.The component connection according to the invention has a component in which a hole is provided, which has a central longitudinal axis. In the hole, a holding element is introduced, which may have a concave or flower cup-like shape, wherein the holding element engages around a connecting element at least partially in an undercut region of the connecting element. The holding member according to the invention is made of a sheet which is bent into the concave or flower cup shape.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1a-1d einzelne Umformschritte eines erfindungsgemäßen Elements von einem Ausgangszustand in einen konkaven oder blütenkelchartigen Zustand, in dem es als Halteelement fungieren kann; -
2a -2b ein Verbindungselement in der Art einer „Doppelkugel“; -
2c ein Verbindungselement, wie sie in den2a bzw. 2b gezeigt ist, welches mit einer seiner beiden Kugeln in ein Halteelement eingedrückt ist, welches wiederum in ein Loch eines Bauteils eingedrückt ist; -
3a -3e verschiedene Elemente gemäß der Erfindung, die gemäß der Erfindung, die zu Halteelementen umgeformt werden können;und -
4 ein weiteres Element gemäß der Erfindung.
-
1a-1d individual forming steps of an element according to the invention from an initial state into a concave or flower cup-like state in which it can function as a retaining element; -
2a -2 B a connecting element in the manner of a "double ball"; -
2c a connecting element, as in the2a and 2b is shown, which is pressed with one of its two balls in a holding element, which in turn is pressed into a hole of a component; -
3a -3e various elements according to the invention, which according to the invention, which can be formed into holding elements, and -
4 another element according to the invention.
Jeder der Arme
Wie aus
In dem in
Wie aus
Nach dem Platzieren des Elements
Wie aus
Andere Arme des Halteelements
Das Halteelement
Die
Wird ein derartiges Element
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