DE102017215124A1

DE102017215124A1 - Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung

Info

Publication number: DE102017215124A1
Application number: DE102017215124.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Grimm; Maik Hammer; Johann van Niekerk
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2019-02-28

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung (1) mit folgenden Schritten:
• Bereitstellen eines ersten Blechbauteils (2), in dem ein Durchgangsloch (2a) hergestellt wurde oder wird,
• Bereitstellen eines zweiten Blechbauteils (3),
• Herstellen einer Erhebung (3a) in dem zweiten Blechbauteil (3) und
• Herstellen mindestens eines von der Erhebung (3a) ab- oder vorstehenden, pratzenartigen oder zungenartigen Federelements (3b, 3c, 3d),
• Aneinanderbringen der beiden Blechbauteile (2, 3), derart, dass die Erhebung (3a) in das Durchgangsloch (2a) ragt und das Federelement (3b, 3c, 3d) an einem Rand des Durchgangslochs (2a) einrastet, wobei die beiden Blechbauteile (2, 3) durch die in das Durchgangsloch (2a) ragende Erhebung (3a) relativ zueinander positioniert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Im Fahrzeugkarosseriebau müssen Blechbauteile in großer Stückzahl, kostengünstig und möglichst positionsgenau relativ zueinander positioniert, vorfixiert und miteinander verbunden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung anzugeben, das den oben genannten Anforderungen gerecht wird.
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 zwischen einem ersten Blechbauteil und einem zweiten Blechbauteil. In einem bereitgestellten ersten Blechbauteil wird oder wurde ein Durchgangsloch hergestellt. In bzw. an dem zweiten Blechbauteil wird eine Erhebung hergestellt. Der Begriff „Erhebung“ ist äußerst breit zu verstehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine hügelartige, d. h. gerundete oder runde Erhebung handeln. Die Erhebung muss aber nicht notwendigerweise rund sein. Denkbar ist auch eine rechteckartige, dreieckartige oder in anderer Weise gestaltete, z.B. polygonale Erhebung. Gemäß der Erfindung wird mindestens ein von der Erhebung ab- oder vorstehendes, pratzenartiges oder zungenartiges Federelement hergestellt. Vorzugsweise ist das Federelement integraler Bestandteil des zweiten Blechbauteils.
Gemäß der Erfindung werden die beiden Blechbauteile derart aneinander gebracht, dass die Erhebung in das Durchgangsloch ragt und das Federelement an einem Rand des Durchgangslochs einrastet, wobei die beiden Blechbauteile durch die in das Durchgangsloch ragende Erhebung relativ zueinander positioniert werden und sich das an dem Rand des Durchgangslochs eingerastete mindestens eine Federelement einem Auseinanderziehen der beiden Blechbauteile formschlüssig und/oder reibschlüssig widersetzt.
Vorzugsweise werden mehrere von der Erhebung des zweiten Blechbauteils ab- oder vorstehende, pratzenartige oder zungenartige Federelemente hergestellt. Beispielsweise können drei oder mehr als drei solcher Federelemente hergestellt werden. Die mehreren Federelemente können in einer Umfangsrichtung der Erhebung gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sein. In einem Zustand, in dem die beiden Blechbauteile noch voneinander getrennt sind, kann vorgesehen sein, dass die Federelemente in einer Umfangsrichtung der Erhebung von der Erhebung ab- oder vorstehend angeordnet sind.
Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Federelement bzw. die Federelemente, die integraler Bestandteil des zweiten Blechbauteils sind. Anders ausgedrückt kann vorgesehen sein, dass ein Ende des mindestens einen Federelements oder der mehreren Federelemente jeweils einstückig mit dem (übrigen) zweiten Blechbauteil verbunden ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein freies Ende des mindestens einen Federelements vor dem Aneinanderbringen der beiden Blechbauteile und vor dem Einrasten des mindestens einen Federelements am Rand des Durchgangslochs radial über den Rand des Durchgangslochs vorsteht. Aufgrund des „Vorstehens“ erzwingt das Aneinanderbringen der beiden Blechbauteile ein elastisches Zurückbiegen bzw. Zurückfedern des Federelements. Die beiden Blechbauteile werden anschließend so aneinandergebracht bzw. aneinandergesetzt, dass das mindestens eine elastische Federelement zumindest geringfügig durch das Durchgangsloch hindurchragt, so dass ein freies Ende des Federelements, wie oben bereits erwähnt, am Rand des Durchgangslochs einrasten kann.
Vorzugsweise erfolgt das Einrasten derart, dass nach dem Einrasten ein radialer Randabschnitt des mindestens einen Federelements an einer das Durchgangsloch berandenden Kante anliegt. Dadurch ergibt sich nach dem Einrasten eine Art Selbsthemmung, die sich einem Auseinanderziehen bzw. Trennen der beiden Blechbauteile formschlüssig widersetzt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Erhebung in einem Press- oder Tiefziehwerkzeug hergestellt wird. Sofern es sich bei dem zweiten Blechbauteil um ein Fahrzeugkarosseriebauteil handelt, welches in Großserie mittels eines Press- oder Tiefziehwerkzeugs hergestellt wird, kann die Erhebung sehr kostengünstig beim Pressen bzw. Tiefziehen des zweiten Blechbauteils erzeugt werden.
Das mindestens eine Federelement, welches integraler Bestandteil des zweiten Blechbauteils ist, kann vor dem Herstellen der Erhebung, während des Herstellens der Erhebung oder auch nach dem Herstellen der Erhebung hergestellt bzw. erzeugt werden. Vorzugsweise wird das mindestens eine Federelement jedoch vor oder während des Herstellens der Erhebung erzeugt. Beispielsweise kann das mindestens eine Federelement gleichzeitig während des Pressens- oder Tiefziehens des zweiten Blechbauteils in den Press- oder Tiefziehwerkzeug hergestellt werden. Das „Herstellen“ des mindestens einen Federelements kann beispielsweise durch Stanzen erfolgen. Das hierfür benötigte Stanzwerkzeug kann in das Blech- oder Tiefziehwerkzeug integriert sein bzw. Teil des Press- oder Tiefziehwerkzeugs sein.
Wie bereits erwähnt, kann das mindestens eine Federelement auch nach dem Herstellen der Erhebung hergestellt bzw. erzeugt werden. Denkbar ist beispielsweise, dass das mindestens eine Federelement durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder durch Stanzen oder in anderer Weise hergestellt wird.
Die Erhebung kann beispielsweise noppenartig oder hügelartig ausgebildet sein.
Wie oben bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass beim Einrasten des mindestens einen Federelements ein radialer Rand des Federelements zur Anlage an einem Innenumfangsabschnitt des Durchgangslochs oder an einer Kante des Innenumfangs des Durchgangslochs gebracht wird.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Teilschnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bauteilverbindung;
2 eine perspektivische Darstellung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauteilverbindung; und
3 eine Draufsicht auf die in 2 gezeigte Bauteilverbindung.

1 zeigt eine Bauteilverbindung 1, bei der ein erstes Blechbauteil 2 mit einem zweiten Blechbauteil 3 verbunden ist. In dem ersten Blechbauteil 2 wurde ein Durchgangsloch 2a hergestellt. In bzw. an dem zweiten Blechbauteil 3 wurde eine höckerartige bzw. hügelartige Erhebung oder Ausbeulung 3a (vgl. 2, 3) hergestellt.
Ferner wurden drei um jeweils 120° in Umfangsrichtung voneinander beabstandete pratzenartige bzw. zungenartige Federelemente 3b, 3c, 3d hergestellt, die in einer Radialrichtung, d. h. „nach außen“ von der Erhebung 3a abstehen.
Wie aus den 1 - 3 ersichtlich ist, ist jeweils ein Ende der Federelemente 3b, 3c, 3d einstückig mit dem (übrigen) zweiten Blechbauteil 3 bzw. mit der Erhebung 3a des zweiten Blechbauteils 3 verbunden.
Wie am besten aus 1 ersichtlich ist, stehen freie Enden der Federelemente (in 1 das Federelement 3b) radial über den Rand des Durchgangslochs 2 vor. Beim Aneinandersetzen der beiden Blechbauteile 2, 3 kommt es somit zu einem elastischen Zurückbiegen bzw. Zurückfedern der Federelemente 3b, 3c, 3d bis die Federelemente 3b, 3c, 3d zumindest geringfügig durch das Durchgangsloch 2a hindurchragen und die freien Enden der Federelemente 3b, 3c, 3d am Rand bzw. an einer Kante 2b des Durchgangslochs 2a des ersten Bauteils 2 einrasten bzw. anliegen. Dadurch ergibt sich zwischen den Federelementen 3b, 3c, 3d und dem Rand des Durchgangslochs 2a bzw. der Kante 2b des Durchgangslochs ein Formschluss, der sich einem Auseinanderziehen bzw. Trennen der beiden Blechbauteile 2, 3 widersetzt.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung (1) mit folgenden Schritten: • Bereitstellen eines ersten Blechbauteils (2), in dem ein Durchgangsloch (2a) hergestellt wurde oder wird, • Bereitstellen eines zweiten Blechbauteils (3), • Herstellen einer Erhebung (3a) in dem zweiten Blechbauteil (3) und • Herstellen mindestens eines von der Erhebung (3a) ab- oder vorstehenden, pratzenartigen oder zungenartigen Federelements (3b, 3c, 3d), • Aneinanderbringen der beiden Blechbauteile (2, 3), derart, dass die Erhebung (3a) in das Durchgangsloch (2a) ragt und das Federelement (3b, 3c, 3d) an einem Rand des Durchgangslochs (2a) einrastet, wobei die beiden Blechbauteile (2, 3) durch die in das Durchgangsloch (2a) ragende Erhebung (3a) relativ zueinander positioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder mehr als drei Federelemente (3b, 3c, 3d) hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere pratzenartige oder zungenartige Federelemente (3b, 3c, 3d) hergestellt werden, die in einer Radialrichtung der Erhebung (3a) von der Erhebung (3a) ab- oder vorstehend angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) einstückig mit dem zweiten Blechbauteil (3) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein freies Ende des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) vor dem Aneinanderbringen der beiden Blechbauteile (2, 3) und dem Einrasten des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) radial über den Rand des Durchgangslochs (2a) vorsteht, derart, dass das Aneinanderbringen der beiden Blechbauteile (2, 3) ein elastisches Zurückbiegen des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) erzwingt, bis das mindestens eine elastische Federelement (3b, 3c, 3d) zumindest geringfügig durch das Durchgangsloch (2a) hindurchragt, so dass ein freies Ende des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) am Rand des Durchgangslochs (2a) einrastet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einrasten ein radialer Randabschnitt des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) an einer das Durchgangsloch (2a) berandenden Kante (2b) anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (3a) in einem Press- oder Tiefziehwerkzeug hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (3b, 3c, 3d) vor dem Herstellen der Erhebung (3a) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (3b, 3c, 3d) während des Herstellens der Erhebung (3a) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (3b, 3c, 3d) ebenfalls in dem Press- oder Tiefziehwerkzeug hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (3b, 3c, 3d) nach dem Herstellen der Erhebung (3a) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (3b, 3c, 3d) durch Laserschneiden hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einrasten des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) ein radialer Rand des mindestens einen Federelements (3b, 3c, 3d) zur Anlage an einem Innenumfangsabschnitt des Durchgangslochs (2a) oder an einer Kante (2b) des Innenumfangs des Durchgangslochs (2a) gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (3a) noppenartig oder hügelartig ausgebildet wird.