DE102017223066A1

DE102017223066A1 - Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, Bauelement aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017223066A1
Application number: DE102017223066.5A
Authority: DE
Inventors: Marcel Wegman; Eugen Rudolph
Original assignee: Fernwerktechnik Hago GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Feinwerktechnik Hago De GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-19
Also published as: WO2019121726A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils (10) mit einem zweiten Bauteil (20) durch eine fließlochformende Schraube (30). Ferner betrifft die Erfindung ein Bauelement (1) aus einem ersten Bauteil (10) und einem zweiten Bauteil (20), wobei das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (20) miteinander durch eine fließlochformende Schraube (30) verbunden sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug (50) mit einem Bauelement (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil durch eine fließlochformende Schraube. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Bauelement aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil miteinander durch eine fließlochformende Schraube verbunden sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem Bauteil.
In der modernen Technik, insbesondere in der Automobiltechnik, ist es grundsätzlich bekannt, mehrere Bauteile miteinander zu verbinden. Auf diese Weise können Bauelemente aus verschiedenen Bauteilen zusammengefügt werden, wodurch eine besonders große Bandbreite an bereitstellbaren Materialeigenschaften für die entsprechenden Bauteile bereitgestellt werden kann.
Eine Möglichkeit, um ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil miteinander zu verbinden, stellen fließlochformende Schrauben dar. Bei einer Verwendung einer fließlochformenden Schraube werden die beiden Bauteile aneinander angeordnet, wobei im Anschluss die fließlochformende Schraube bevorzugt ohne ein Vorlochen durch die beiden Bauteile geschraubt wird, wobei die fließlochformende Schraube selbst die dazu nötigen Verbindungsöffnungen in den beiden Bauteilen einbringt und gleichzeitig auch zum Einschneiden eines entsprechenden Gewindes in die beiden Bauteile ausgebildet ist.
Ein Einsatz einer derartigen fließlochformenden Schraube ist jedoch nicht bei jeder Kombination an zu verbindenden Bauteilen möglich. Beispielsweise wenn zumindest eines der beiden Bauteile ein sehr sprödes Material als Werkstoff aufweist, könnte dieses Bauteil bei einem Einsatz der fließlochformenden Schraube Risse ausbilden, sodass eine Festigkeit des hergestellten Bauelements nicht mehr gewährleistet sein könnte. Darüber hinaus können auch zu große Materialstärken oder zu hohe Materialhärten von Werkstoffen der Bauteile einen Einsatz einer fließlochformenden Schraube verhindern.
Eine Möglichkeit, zwei Bauteile dennoch zu verbinden, wenn ein Einsatz einer fließlochformenden Schraube nicht möglich ist, stellt gemäß dem Stand der Technik eine Buckelverschweißung dar. Ein derartiges Buckelschweißen, bei dem insbesondere die beiden Bauteile durch speziell geformte Elektroden elektrisch verschweißt werden, ist jedoch oftmals aufwendig, sowohl hinsichtlich der entstehenden Kosten, als auch bei der nötigen Zeit bei der Herstellung der entsprechenden Verbindung. Insgesamt ist eine derartige Buckelverschweißung darüber hinaus zumeist arbeitsintensiv.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren zum Verbinden von Bauteilen, bei Bauelementen sowie bei Fahrzeugen zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, ein Bauelement sowie ein Fahrzeug bereitzustellen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine Verbindung des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil durch eine fließlochformende Schraube bereitstellen und/oder ermöglichen, wobei insbesondere ein Einsatz einer derartigen fließlochformenden Schraube auch für Bauteilkombinationen bereitgestellt wird, die bis jetzt nicht durch eine fließlochformende Schraube verbunden werden können.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Bauelement aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10. Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Bauelement mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 13. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauelement sowie mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil durch eine fließlochformende Schraube. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Einbringen eines Verbindungslochs in das erste Bauteil,
b) Anordnen des ersten Bauteils auf dem zweiten Bauteil,
c) Anordnen eines Plättchens auf dem Verbindungsloch auf einer dem zweiten Bauteil abgewandten Oberfläche des ersten Bauteils, und
d) Verbinden des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil durch ein Einschrauben der fließlochformenden Schraube durch das Plättchen, durch das Verbindungsloch und durch das zweite Bauteil.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil vorgesehen, insbesondere beispielsweise zum Bereitstellen eines Bauelements. Insbesondere kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren dieses Verbinden der beiden Bauteile durch eine fließlochformende Schraube bereitgestellt werden. Sämtliche Vorteile, die durch den Einsatz einer fließlochformenden Schraube bereitgestellt werden können, beispielsweise ein besonders einfaches, schnelles und wenig arbeitsintensives Verbinden der beiden Bauteile, kann somit auch durch erfindungsgemäßes Verfahren bereitgestellt werden.
In einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Verbindungsloch ist das erste Bauteil eingebracht. Das Verbindungsloch kann insbesondere eine durchgehende Öffnung durch das gesamte erste Bauteil darstellen. Alternativ kann das Verbindungsloch auch als ein Sackloch im ersten Bauteil ausgebildet sein. Insbesondere kann auf diese Weise bereitgestellt werden, dass beispielsweise bei einem ersten Bauteil mit einer großen Gesamtbauteildicke eine effektive Bauteildicke, die durch die fließlochformenden Schraube durchschraubt werden muss, verringert werden kann. Im bevorzugten Fall, wenn das Verbindungsloch eine durchgehende Öffnung im ersten Bauteil darstellt, kann die zu durchschraubende effektive Bauteildicke des Bauteils sogar auf Null reduziert werden.
Im nächsten Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste Bauteil auf dem zweiten Bauteil angeordnet. Bevorzugt kann es erst die Bauteile derart auf dem zweiten Bauteil angeordnet werden, dass es bereits diejenige relative Position zum zweiten Bauteil einnimmt, die es später nach dem Verbinden der Bauteile, insbesondere zu einem Bauelement, einnehmen soll.
Erfindungswesentlich wird im nächsten Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein Plättchen auf dem Verbindungsloch angeordnet. Das Plättchen wird insbesondere auf einer dem zweiten Bauteil abgewandten Oberfläche des ersten Bauteils angeordnet. Mit anderen Worten kann dieser Aufbau als ein Schichtaufbau bezeichnet werden, wobei die unterste Schicht durch das zweite Bauteil die mittlere Schicht durch das erste Bauteil und die oberste Schicht durch das Plättchen gebildet werden.
Im letzten Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun die eigentliche Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil hergestellt. Für diese Verbindung wird eine fließlochformende Schraube verwendet, die in diesem Schritt d) eingeschraubt wird. Insbesondere wird dieses Einschrauben durch das Plättchen, durch das Verbindungsloch im ersten Bauteil und in oder durch das zweite Bauteil vorgenommen. Bei einem Einschrauben durch das zweite Bauteil geht die fließlochformende Schraube durch das gesamte zweite Bauteil hindurch. Bei einem Einschrauben in das zweite Bauteil wird das zweite Bauteil durch die fließlochformende Schraube nicht vollständig durchstoßen und die fließlochformende Schraube endet im zweiten Bauteil. Da im vorangegangenen Schritt c) das Plättchen auf dem Verbindungsloch angeordnet wurde, wird auf diese Weise das erste Bauteil ebenfalls durch das Einschrauben der fließlochformenden Schraube über das Plättchen auf dem zweiten Bauteil fixiert. Ein sicheres Befestigen des ersten Bauteils am zweiten Bauteil bzw. ein sicheres Verbinden des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil durch die fließlochformende Schraube kann auf diese Weise bereitgestellt werden. Insbesondere kann dieses Verbinden auch dann bereitgestellt werden, wenn beispielsweise das erste Bauteil eine Bauteildicke aufweist, die gemäß dem Stand der Technik einen Einsatz einer fließlochformenden Schraube verhindern würde. Auch ein besonders harter und/oder spröder Werkstoff kann für das erste Bauteil eingesetzt werden, wobei trotz dieser Wahl eines Werkstoffs durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens dennoch eine fließlochformende Schraube verwendet werden kann, um das erste Bauteil und das zweite Bauteil sicher zu verbinden. Ein Einsatzgebiet bzw. eine Einsatzmöglichkeit von fließlochformenden Schrauben zum Verbinden von einem ersten Bauteil mit einem zweiten Bauteil kann auf diese Weise erweitert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorgesehen sein, dass Schritt b) vor Schritt a) ausgeführt wird. So können die beiden Bauteile zuerst aneinander angeordnet werden und erst nachträglich das Verbindungsloch in das erste Bauteil eingebracht werden.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt b) das erste Bauteil und das zweite Bauteil miteinander verklebt werden. Durch ein derartiges Verkleben der Bauteile aneinander kann eine noch bessere Verbindung der beiden Bauteile bereitgestellt werden. Insbesondere kann dieses Verkleben zusätzlich zum Verbinden durch die fließlochformende Schraube bereitgestellt werden. Ein besonders gutes, insbesondere flächiges, Haften der beiden Bauteile aneinander kann durch dieses Verkleben erreicht werden.
Auch kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen sein, dass beim Anordnen des Plättchens im Schritt c) das Verbindungsloch vollständig durch das Plättchen abgedeckt wird. Durch ein derartiges vollständiges Abdecken kann insbesondere erreicht werden, dass ein Abstützen des Plättchens radial nach allen Seiten am Verbindungsloch bereitgestellt beziehungsweise sichergestellt werden kann. Ein Verkippen und/oder Verkanten des Plättchens beim Einschrauben der fließlochformenden Schraube in Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch sicher vermieden werden. Auch kann bei einem Verkleben der beiden Bauteile miteinander durch das vollständige Abdecken des Verbindungsloch durch das Plättchen sicher vermieden werden, dass ein Klebstoff aus dem Verbindungsloch auf eine Oberfläche des ersten Bauteils austritt.
Bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass ein umlaufender Randabschnitt des Verbindungslochs auf der dem zweiten Bauteil abgewandten Oberfläche des ersten Bauteils durch das Plättchen abgedeckt, insbesondere zentriert abgedeckt, wird. Durch das Abdecken eines derartigen umlaufenden Randabschnitts, der insbesondere bevorzugt das Verbindungsloch radial vollständig umgibt, kann das vollständige Abdecken des Verbindungslochs durch das Plättchen besonders einfach sichergestellt werden. In der besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante eines zentrierten Abdeckens des umlaufenden Randabschnitts durch das Plättchen kann ferner bereitgestellt werden, dass der Rand bereits auf der Oberseite des ersten Bauteils zumindest im Wesentlichen radial mit gleicher Erstreckung überdeckt wird. Beim späteren Einschrauben der fließlochformenden Schraube, kann auf diese Weise eine besonders gleichmäßige Kraftverteilung auf das Plättchen bzw. vom Plättchen auf das erste Bauteil bereitgestellt werden.
Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt c) das Plättchen in einem Tiefziehprozess, insbesondere Clinchprozess, in das Verbindungsloch eingebracht wird. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass das Plättchen nicht nur auf der Oberfläche des ersten Bauteils aufliegt, sondern sich in das Verbindungsloch hinein erstreckt. Ein besonders sicheres Anordnen des Plättchens und eine insbesondere zumindest hinsichtlich einer axialen Richtung verliersichere Anordnung des Plättchens auf bzw. im ersten Bauteil kann auf diese Weise bereitgestellt werden.
Ferner kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass das Plättchen verdrehsicher in das Verbindungsloch eingebracht wird. Durch eine verdrehsichere Anordnung kann eine Sicherheit beim Verbinden der beiden Bauteile weiter gesteigert werden. Insbesondere kann durch ein verdrehsicher im Verbindungsloch angeordnetes Plättchen beispielsweise auch bei einem Einschrauben der fließlochformenden Schraube im Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert werden, dass sich das Plättchen mit der fließlochformenden Schraube mit dreht. Ein Kraftverlust beim Einschrauben der fließlochformenden Schraube und/oder eine Verminderung der Festigkeit der Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil kann auf diese Weise vermieden werden.
Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass für ein verdrehsicheres Einbringen des Plättchens das Verbindungsloch im Schritt a) drehunsymmetrisch, insbesondere mehreckig, in das erste Bauteil eingebracht wird. Drehunsymmetrisch im Sinne der Erfindung kann insbesondere bedeuten, dass das Verbindungsloch keine Drehsymmetrie, insbesondere keine Zylindersymmetrie, aufweist. Besonders einfach kann dies bereitgestellt werden, indem das Verbindungsloch mehreckig, beispielsweise viereckig oder sechseckig, ausgebildet ist. Bei dem Tiefziehprozess, mit dem das Plättchen in das Verbindungsloch hinein verformt wird, kann auf diese Weise ein formschlüssiges Kontaktieren des Plättchens mit dem drehunsymmetrischen Verbindungsloch erzeugt werden, wobei durch diesen Formschluss die Verdrehsicherung des Plättchens im Verbindungsloch besonders einfach bereitgestellt werden kann.
Auch kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen sein, dass die fließlochformende Schraube einen Kopfabschnitt aufweist, wobei im d) das Plättchen und/oder das erste Bauteil zwischen dem Kopfabschnitt und dem zweiten Bauteil verklemmt werden. Durch eine derartige Verklemmung des Plättchens und/oder des ersten Bauteils zwischen den Kopfabschnitt und dem zweiten Bauteil kann eine weite Steigerung der Sicherheit und Festigkeit der Verbindung der beiden Bauteile miteinander bereitgestellt werden. Besonders bevorzugt werden sowohl das Plättchen als auch das erste Bauteil zwischen dem Kopfabschnitt und dem zweiten Bauteil verklemmt. Ein Lösen der Verbindung, beispielsweise ein Verlust des Plättchens, kann auf diese Weise besonders einfach vermieden werden.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass durch den Kopfabschnitt das Plättchen zwischen dem Kopfabschnitt und dem ersten Bauteil verklemmt wird, insbesondere umlaufend an einem Randabschnitt am Verbindungsloch verklemmt wird. In dieser besonders bevorzugten Anordnung ist der Kopfabschnitt der fließlochformenden Schraube somit am Plättchen angeordnet und verklemmt dieses gegen das erste Bauteil. Das erste Bauteil wiederum wird dadurch vom Kopfabschnitt automatisch am zweiten Bauteil verklemmt. Besonders bevorzugt kann insbesondere das Plättchen umlaufend an einem Randabschnitt des Verbindungslochs zwischen dem Kopfabschnitt und dem ersten Bauteil verklemmt werden.
Eine besonders gleichmäßige Verklemmung des Plättchens und damit eine ebenfalls besonders gleichmäßige Verklemmung des gesamten ersten Bauteils gegen das zweite Bauteil, kann auf diese Weise bereitgestellt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Bauelement aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil miteinander durch eine fließlochformende Schraube verbunden sind. Ein erfindungsgemäßes Bauteil ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verbunden sind. Sämtliche Vorteile, die in Bezug auf ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, können somit auch durch ein Bauelement gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden, dessen Bauteile durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verbunden sind.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Bauelement vorgesehen sein, dass das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil eines der folgenden Werkstoffe umfasst:

- Stahl
- Aluminium
- Faserverbundwerkstoff

Diese Liste ist insbesondere nicht abgeschlossen, sodass soweit technisch sinnvoll und möglich, auch weitere Werkstoffe für das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil verwendet werden können. Eine besonders große Bandbreite an verschiedensten Eigenschaften kann auf diese Weist durch eine entsprechende Wahl eines passenden Werkstoffs für das erste und/oder das zweite Bauteil für das Bauelement bereitgestellt werden.
Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Bauelement vorgesehen sein, dass das Plättchen als Werkstoff einen Tiefziehstahl umfasst. Tiefziehstähle weisen insbesondere gute Eigenschaften auf, um einem Tiefziehprozess unterworfen werden zu können. Beispielsweise ein Clinchen des Plättchens in das Verbindungsloch im ersten Bauteil kann auf diese Weise besonders einfach bereitgestellt werden. Soweit technisch sinnvoll und möglich, kann das Plättchen auch andere Werkstoffe aufweisen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Bauelement. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt ist und/oder gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, dessen Bauelement durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt ist und/oder dessen Bauelement gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist, kann somit sämtliche Vorteile bereitstellen die bereits ausführlich im Bezug auf ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. im Bezug auf ein Bauelement gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und die in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen jeweils schematisch:

1 Ein erfindungsgemäßes Verfahren,
2 Schritte a) und b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 Ein erster Teil eines Schritts c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 Ein zweiter Teil eines Schritts c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
5 Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
6 Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.

In 1 sind die Schritte a) bis d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Die einzelnen Schritte a) bis d) sind insbesondere mit Großbuchstaben A bis D bezeichnet. Die 2 bis 5 zeigen mögliche Ausgestaltungsformen der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens, sodass im Folgenden die 1 bis 5 gemeinsam beschrieben werden.
In 2 ist ein Teil einer Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauelements 1 gezeigt, wobei insbesondere die Schritte a) und b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemeinsam abgebildet sind. So ist in das erste Bauteil 10, dass mit dem zweiten Bauteil 20 zum erfindungsgemäßen Bauelement 1 verbunden werden soll, bereits ein Verbindungsloch 12 eingebracht. In dieser Ausgestaltungsform ist das Verbindungsloch 12 als eine durchgehende Öffnung im ersten Bauteil 10 ausgebildet. Alternativ kann das Verbindungsloch 12 auch als ein Sackloch im ersten Bauteil 10 ausgebildet sein. Bevorzugt kann dieses Verbindungsloch 12 drehunsymmetrisch ausgebildet sein, besonders bevorzugt beispielsweise mehreckig. Ferner kann, wie dargestellt, zwischen den ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 20 eine Schicht aus Klebstoff 2 angeordnet sein, um die beiden Bauteile 10,20 miteinander zu verkleben. Ein noch besseres und sichereres Verbinden des ersten Bauteils 10 mit dem zweiten Bauteil 20 zum erfindungsgemäßen Bauelement 1 kann auf diese Weise bereitgestellt werden. Auf einer dem zweiten Bauteil 20 abgewandten Oberfläche 11 des ersten Bauteils 10 kann ferner das Verbindungsloch 12 umlaufend mit einem Randabschnitt 13 ausgebildet sein.
An diesen Randabschnitt 13 kann, wie beispielsweise in 3 dargestellt, im nächsten Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein Plättchen 40 angeordnet sein. Dieses Plättchen 40 kann insbesondere derart auf der Oberfläche 11 des ersten Bauteils 10 angeordnet sein, dass es das Verbindungsloch 12 vollständig abdeckt. Insbesondere kann das Plättchen 40 ferner derart angeordnet sein, dass es, bevorzugt zentriert, den Randabschnitt 13 des Verbindungslochs 12 ebenfalls vollständig abdeckt, wobei besonders bevorzugt in einer radialen Richtung der Randabschnitt 13 gleichmäßig oder zumindest im Wesentlichen gleichmäßig durch das Plättchen 40 abgedeckt werden kann.
4 zeigt einen weiteren Teil des Schritts c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Teilschritt wurde das Plättchen 40 in einem Tiefziehverfahren besonders bevorzugt einem Clinchverfahren, in das Innere des Verbindungslochs 12 eingebracht. Um dies besonders einfach und sicher bereitstellen zu können, kann das Plättchen 40 als Werkstoff beispielsweise einen Tiefziehstahl umfassen. Durch eine, wie oben bereits beschriebene, bevorzugte Ausgestaltung des Verbindungslochs 12 mit einer drehunsymmetrischen Form kann besonders einfach bereitgestellt werden, das Plättchen 40 im Innern des Verbindungslochs 12 verdrehsicher anzuordnen. Ferner ist hier deutlich sichtbar, dass durch das vollständige Abdecken des Verbindungslochs 12 durch das Plättchen 40, dass durch das Tiefziehen des Plättchen 40 in das Verbindungsloch 12 nochmals verstärkt werden kann, ein Austreten des Klebstoffs 2 durch das Verbindungsloch 12 sicher vermieden werden kann.
Die oben beschriebene verdrehsichere Anordnung des Plättchens 40 im Verbindungsloch 12 ist im nächsten, in 5 gezeigten, Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens beim Einschrauben einer fließlochformenden Schraube 30 von Vorteil, da sich dann durch die formschlüssige Anordnung des Plättchens 40 im Verbindungsloch 12 das Plättchen 40 beim Einschrauben der fließlochformenden Schraube 30 nicht mitdreht. Dieses Einschrauben ist insbesondere in 5 abgebildet, in der ein Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt ist, während dem eine fließlochformende Schraube 30 zum Verbinden des ersten Bauteils 10 und des zweiten Bauteils 20 eingeschraubt wurde. Dieses Einschrauben wurde insbesondere derart vorgenommen, dass die fließlochformende Schraube 30 durch das Plättchen 40, dass Verbindungsloch 12 im ersten Bauteil 10 und schließlich in das zweite Bauteil 20 vorgenommen wurde. Alternativ und nicht dargestellt kann die fließlochformende Schraube 30 auch vollständig durch das zweite Bauteil 20 geschraubt werden. Insgesamt kann beispielsweise auch bereitgestellt werden, dass zwischen einem Kopfabschnitt 31 der fließlochformende Schraube 30 sowohl das Plättchen 40 als auch das erste Bauteil 10 gegen das zweite Bauteil 20 verklemmt wird. Ein besonders sicheres Verbinden und insbesondere Fixieren des ersten Bauteils 10 am zweiten Bauteil 20 zum erfindungsgemäßen Bauelement 1 kann auf diese Weise bereitgestellt werden.
Zusammenfassend kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bereitgestellt werden, auch erste Bauteile 10, die gemäß dem Stand der Technik einer Verwendung von fließlochformenden Schrauben 30 zum Verbinden mit einem zweiten Bauteil 20 nicht zugänglich sind, beispielsweise erste Bauteile 10 mit einer zu großen Bauteildicke oder erste Bauteile 10, die aus einem besonders spröden und/oder harten Werkstoff bestehen, ermöglicht wird. So können das erste Bauteil 10 und/oder das zweite Bauteil 20 beispielsweise als Werkstoff Stahl, Aluminium und/oder einen Faserverbundwerkstoff aufweisen. Ein Einsatzbereich von fließlochformenden Schrauben 30 zum Verbinden eines ersten Bauteils 10 und eines zweiten Bauteils 20 zu einem erfindungsgemäßen Bauelement 1 kann auf diese Weise erweitert werden.
6 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 50, in dem ein erfindungsgemäßes Bauelement 1 verbaut ist. Durch die Möglichkeit, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bereitgestellt wird, verschiedenste erste Bauteile 10 und zweite Bauteile 20 durch fließlochformende Schrauben 30 zu verbinden, können auch für das erfindungsgemäße Bauelement 1 verschiedenste Eigenschaften bereitgestellt werden, sodass an den jeweiligen Einsatzorten eines erfindungsgemäßen Bauelements 1 in einem erfindungsgemäßen Fahrzeug 50 die dort herrschenden Anforderungen besonders gut und einfach erfüllt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Bauelement
2: Klebstoff
10: erstes Bauteil
11: Oberfläche
12: Verbindungsloch
13: Randabschnitt
20: zweites Bauteil
30: fließlochformende Schraube
31: Kopfabschnitt
40: Plättchen
50: Fahrzeug

Claims

Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils (10) mit einem zweiten Bauteil (20) durch eine fließlochformende Schraube (30), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Einbringen eines Verbindungslochs (12) in das erste Bauteil (10), b) Anordnen des ersten Bauteils (10) auf dem zweiten Bauteil (20), c) Anordnen eines Plättchens (40) auf dem Verbindungsloch (12) auf einer dem zweiten Bauteil (20) abgewandten Oberfläche (11) des ersten Bauteils (10), und d) Verbinden des ersten Bauteils (10) mit dem zweiten Bauteil (20) durch ein Einschrauben der fließlochformenden Schraube (30) durch das Plättchen (40), durch das Verbindungsloch (12) und in oder durch das zweite Bauteil (20).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (20) miteinander verklebt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anordnen des Plättchens (40) in Schritt c) das Verbindungsloch (12) vollständig durch das Plättchen (40) abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein umlaufender Randabschnitt (13) des Verbindungslochs (12) auf der dem zweiten Bauteil (20) abgewandten Oberfläche (11) des ersten Bauteils (10) durch das Plättchen (40) abgedeckt, insbesondere zentriert abgedeckt, wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das Plättchen (40) in einem Tiefziehprozess, insbesondere einem Clinchprozess, in das Verbindungsloch (12) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Plättchen (40) verdrehsicher in das Verbindungsloch (12) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für ein verdrehsicheres Einbringen des Plättchens (40) das Verbindungsloch (12) in Schritt a) drehunsymmetrisch, insbesondere mehreckig, in das erste Bauteil (10) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fließlochformende Schraube (30) einen Kopfabschnitt (31) aufweist, wobei in Schritt d) das Plättchen (40) und/oder das erste Bauteil (10) zwischen dem Kopfabschnitt (31) und dem zweiten Bauteil (20) verklemmt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kopfabschnitt (31) das Plättchen (40) zwischen dem Kopfabschnitt (31) und dem ersten Bauteil (10) verklemmt wird, insbesondere umlaufend an einem Randabschnitt (13) des Verbindungslochs (12) verklemmt wird.
Bauelement (1) aus einem ersten Bauteil (10) und einem zweiten Bauteil (20), wobei das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (20) miteinander durch eine fließlochformende Schraube (30) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (20) durch ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüchen verbunden sind.
Bauelement (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (10) und/oder das zweite Bauteil (20) eines der folgenden Werkstoffe umfasst: - Stahl - Aluminium - Faserverbundwerkstoff
Bauelement (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Plättchen (40) als Werkstoff einen Tiefziehstahl umfasst.
Fahrzeug (50) mit einem Bauelement (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist und/oder nach einem der Ansprüche 10 bis 12 ausgebildet ist.