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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei flächig aufeinander liegenden Bauteilen mit Hilfe eines Verbindungskörpers, der mit einem unteren Bauteil verschweißt wird und der sich durch ein Durchgangsloch in einem oberen Bauteil hindurch erstreckt, wobei ein aus dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil herausragendes Ende des Verbindungskörpers mit einem radial abstehenden Randbereich von oben an dem oberen Bauteil zur Anlage kommt. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Bauteilverbund mit mindestens zwei flächig aufeinander liegenden Bauteilen, die mit Hilfe mindestens eines Verbindungskörpers gemäß einem derartigen Verfahren miteinander verbunden sind.
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Aus der europäischen Patentschrift
EP 2 152 461 B1 und der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2007 021 891 A1 ist eine Reibschweißverbindung mit mehreren aufeinander liegenden flächigen Bauteilen und mit einem Verbindungskörper bekannt, wobei die Bauteile von dem Verbindungskörper zusammengehalten sind, der mit einem Bund auf einem oberen Bauteil aufsitzt, das einen Durchbruch für die Aufnahme des Verbindungskörpers aufweist, der mit seiner Stirnseite eine durch Rotation und Druck des Verbindungskörpers erzeugte Reibschweißzone mit einem unteren Bauteil bildet. Aus dem US-Patent
US 3,695,654 ist ein Strukturelement mit einer Öffnung bekannt, das mit Hilfe eines zylindrischen Befestigungselements, das verformbare Segmente aufweist, mit einem Träger verschweißt wird. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2008 031 121 A1 ist eine Schweißnietverbindung eines oder mehrerer Bauteile mit einem Grundbauteil bekannt, wobei das oder die Bauteile eine Bohrung aufweisen, durch welche ein, einen Kopf aufweisender Schweißniet mit seinem Schaft hindurchragt, wobei der Schaft mit einer Stirnfläche mit der Oberfläche des Grundbauteils verschweißt und plastisch verformt ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 034 183 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen bekannt, wobei ein erstes Bauteil aus Kunststoff oder Nichteisenmetall besteht und ein zweites Bauteil aus Stahl, Nichteisenmetall oder Kunststoff besteht, wobei in dem ersten Bauteil im Bereich der Überlappung mit dem zweiten Bauteil in Öffnungen Schweißniete aus Stahl angeordnet werden. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 33 16 047 A1 ist eine Vorrichtung zum Befestigen von Polmassen im Gehäuse einer sich drehenden elektrischen Maschine bekannt, wobei jede Polmasse im Gehäuse mittels mindestens eines glatten Bolzens befestigt ist, der ein radiales Loch im Gehäuse durchsetzt, wobei sein inneres Ende mit der Polmasse verschweißt und sein äußeres Ende mit dem Gehäuse vernietet ist. Aus der deutschen Patentschrift
DE 494 969 ist eine Verbindung von Platten verschiedener Stärke bekannt, wobei als Verbindungsglied zwischen den Platten ein an die dünnere Platte durch Punktschweißung angeschweißtes zylindrisches oder konisches Hütchen verwendet wird, das in einer der Form des Hütchens angepassten Bohrung der stärkeren Platte liegt und in dieser durch Aufdornen oder Bördeln befestigt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Herstellen eines Bauteilverbundes mit mindestens zwei flächig aufeinander liegenden Bauteilen, die mit Hilfe eines Verbindungskörpers miteinander verbunden werden, der mit einem unteren Bauteil verschweißt ist und der sich durch ein Durchgangsloch in einem oberen Bauteil hindurch erstreckt, wobei ein aus dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil herausragendes Ende des Verbindungskörpers mit einem radial abstehenden Randbereich von oben an dem oberen Bauteil zur Anlage kommt, zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei flächig aufeinander liegenden Bauteilen mit Hilfe eines Verbindungskörpers, der mit einem unteren Bauteil verschweißt wird und der sich durch ein Durchgangsloch in einem oberen Bauteil hindurch erstreckt, wobei ein aus dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil herausragendes Ende des Verbindungskörpers mit einem radial abstehenden Randbereich von oben an dem oberen Bauteil zur Anlage kommt, dadurch gelöst, dass der Verbindungskörper und/oder das obere Bauteil mit einer hochtemperaturbeständigen Beschichtung versehen werden beziehungsweise wird, die beim Verschweißen des Verbindungskörpers mit dem unteren Bauteil verhindert, dass ein Lichtbogen auf das obere Bauteil überspringt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ermöglicht, dass der Verbindungskörper mit dem unteren Bauteil verschweißt werden kann, nachdem die beiden Bauteile flächig aneinander gelegt wurden. Dadurch wiederum wird erreicht, dass der Verbindungskörper und das Durchgangsloch in dem oberen Bauteil zusammenpassen, auch wenn das Durchgangsloch fertigungsbedingt nicht genau an einer gewünschten Stelle des oberen Bauteils angeordnet ist. So wird insbesondere die Durchführung von Reparaturarbeiten an Karosserien von Kraftfahrzeugen erheblich vereinfacht.
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Das beanspruchte Verfahren wird vorzugsweise im Rohbau von Karosserien eingesetzt, um Bauteile aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere Blechmaterialien, wie Aluminium und Stahl, zu verbinden. Mit Hilfe des Verbindungskörpers beziehungsweise mit Hilfe von mehreren Verbindungskörpern, wird aus den mindestens zwei flächig aufeinander liegenden Bauteilen ein Bauteilverbund erzeugt, der eine eher geringe Dicke aufweist, die vorteilhaft kleiner als zehn Millimeter ist. Besonders bevorzugt hat der Bauteilverbund eine Gesamtstärke von 2,5 bis 4,5 Millimeter. Je nach Materialkombination, insbesondere bei einer Kombination von Aluminiumblech mit Stahlblech aus einem ultrahochfesten Stahl, sind herkömmliche Nietverfahren nicht oder nicht ohne weiteres anwendbar. Bei dem beanspruchten Verfahren wird vorteilhaft ein Stoffschluss zwischen dem Verbindungskörper und dem unteren Bauteil, das vorzugsweise aus Stahlblech gebildet ist, geschaffen. Das beanspruchte Verfahren liefert unter anderem den Vorteil, dass der Verbindungskörper durch ein herkömmliches Schweißverfahren fest mit dem unteren Bauteil verbunden werden kann, weil die Schnittstelle zwischen dem Verbindungskörper und dem unteren Bauteil problemlos zugänglich ist, bevor das obere Bauteil mit dem unteren Bauteil verbunden wird. Das liefert den Vorteil, dass zum Herstellen der Schweißverbindung Schweißgeräte verwendet werden können, wie sie in normalen Werkstätten verfügbar sind. Zwischen dem oberen Bauteil, das vorzugsweise aus einem Aluminiumblechmaterial gebildet ist, und dem Verbindungskörper wird vorteilhaft ein Formschluss erzeugt. Das untere Bauteil wird aus Stabilitätsgründen nicht mit einem Durchgangsloch versehen, insbesondere nicht gelocht. Das beanspruchte Verfahren liefert des Weiteren den Vorteil, dass ein rückseitiger Aufbau, also ein Aufbau auf der dem oberen Bauteil abgewandten Seite des unteren Bauteils, nicht benötigt wird. Das beanspruchte Verfahren kann besonders vorteilhaft auch außerhalb von Produktionsstätten durchgeführt werden, zum Beispiel in Werkstätten, in denen Kundendienste beziehungsweise Reparaturen an Kraftfahrzeugen durchgeführt werden. Dabei kann das beanspruchte Verfahren besonders vorteilhaft ein Reibschweißverfahren beziehungsweise Reibelementschweißverfahren ersetzen, das außerhalb von Produktionsstätten, insbesondere in Werkstätten, nicht oder nicht ohne weiteres ausgeführt werden kann. Durch die beanspruchten Gegenstände wird ein kundendiensttaugliches Instandsetzungskonzept bereitgestellt, das idealerweise auch bei einer einseitigen Zugänglichkeit der Verbindungsstelle anwendbar ist. Darüber hinaus erfolgt vorteilhaft keine Schwächung des unteren Bauteils, zum Beispiel durch Lochen. Ein rückseitiger Aufbau kann vorteilhaft ebenfalls entfallen. Durch den Verbindungskörper wird zudem ein niedriger Aufbau auf der dem unteren Bauteil abgewandten Seite des oberen Bauteils ermöglicht. Dadurch können andere Teile, wie insbesondere Scheiben, problemlos auf dem oberen Bauteil montiert werden. Durch das beanspruchte Verfahren wird besonders vorteilhaft die Verbindung von einem ultrahochfesten Stahl mit einem andersartigen Werkstoff zu einer sogenannten Multi-Material-Verbindung im Kundendienst ermöglicht. Das beanspruchte Verfahren wird zum Beispiel an Karosserien im Scheibenbereich beziehungsweise Dachbereich angewendet, wo eine Karosserieaußenhaut mit einer Tragstruktur verbunden wird. Die Tragstruktur mit dem unteren Bauteil ist zum Beispiel eine tragende Säule, wie eine A-Säule, eines Kraftfahrzeugs, an der das obere Bauteil mit Hilfe des Verbindungskörpers, insbesondere mit Hilfe von mehreren Verbindungskörpern, befestigt wird.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper nach einem flächigen Aneinanderlegen des oberen Bauteils auf das untere Bauteil an das untere Bauteil durch das Durchgangsloch in dem oberen Bauteil hindurch mit dem unteren Bauteil verschweißt wird. Die Begriffe unten und oben können in Bezug auf die beiden flächig aneinander oder aufeinander liegenden Bauteile auch vertauscht werden. Selbstverständlich kann oben im eingebauten Zustand auch seitlich rechts oder seitlich links sein. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden die beiden Bauteile flächig aneinandergelegt, bevor der Verbindungskörper mit einem der Bauteile, insbesondere mit dem unteren Bauteil durch das Durchgangsloch in dem anderen Bauteil, insbesondere dem oberen Bauteil, verschweißt wird. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass der verschweißte Verbindungskörper mit dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil zusammenpasst. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn an dem unteren Bauteil mehrere Verbindungskörper angebracht sind, die sich durch entsprechende Durchgangslöcher des oberen Bauteils hindurch erstrecken.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungkörper in eine Schweißpistole eingesetzt wird, mit welcher der Verbindungskörper durch das Durchgangsloch in dem oberen Bauteil hindurch auf das untere Bauteil aufgesetzt und mit dem unteren Bauteil verschweißt wird. So können auch mehrere Verbindungskörper schnell und einfach mit dem unteren Bauteil verschweißt werden. Die hochtemperaturbeständige Beschichtung stellt dabei sicher, dass kein Lichtbogen auf das obere Bauteil überspringt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das obere Bauteil mehrere Durchgangslöcher umfasst, durch die sich jeweils ein Verbindungskörper hindurch erstreckt, der mit einer hochtemperaturbeständigen Beschichtung versehen ist, die beim Verschweißen des Verbindungskörpers mit dem unteren Bauteil verhindert, dass ein Lichtbogen auf das obere Bauteil überspringt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stabile Befestigung der beiden Bauteile aneinander ermöglicht. Die flächige Verbindung der beiden Bauteile kann zusätzlich durch einen Stoffschluss, insbesondere eine Verklebung, verstärkt werden. Das stoffschlüssige Verbinden, insbesondere Verkleben, erfolgt dann vorteilhaft bevor die Verbindungskörper durch die Durchgangslöcher in dem oberen Bauteil mit dem unteren Bauteil verschweißt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der fest mit dem unteren Bauteil verbundene Verbindungskörper so umgeformt wird, dass das aus dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil herausragende Ende des Verbindungskörpers mit dem radial nach außen abstehenden Randbereich von oben an dem oberen Bauteil zur Anlage kommt. Das herausragende Ende des Verbindungskörpers wird so oder so ähnlich wie bei einem Fließformnietenverfahren umgeformt, dass eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Bauteilen entsteht. In diesem Zusammenhang kann der Verbindungskörper auch als Fließformschweißniet bezeichnet werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umformvorgang mit einem Umformwerkzeug so durchgeführt wird, dass der Verbindungskörper plastisch verformt wird. Zu diesem Zweck umfasst das Umformwerkzeug zum Beispiel einen entsprechend gestalteten Formdorn, mit welchem das aus dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil herausragende Ende des Verbindungskörpers plastisch verformt wird. Aufgrund der plastischen Verformung wird der Umformvorgang auch als Fließformen bezeichnet. Wegen des vorangegangenen Verschweißens des Verbindungskörpers mit dem unteren Bauteil kann das beanspruchte Verfahren auch als Fließformschweißnieten bezeichnet werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile durch den Verbindungskörper sowohl stoffschlüssig als auch formschlüssig miteinander verbunden werden. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein stabiler Bauteilverbund geschaffen. Dieser Bauteilverbund wird vorteilhaft an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs eingesetzt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile aus gleichen und/oder unterschiedlichen Materialien, wie insbesondere Blech- und/oder Stahlmaterialien, gebildet sind. Denkbar wäre jedoch auch jede weitere Materialverbindung wie z.B. eine Carbon/Stahl-Verbindung.
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Bei den Materialien handelt es sich vorzugsweise um relativ dünne Materialien, da der Bauteilverbund insgesamt eine eher geringe Dicke aufweist, die zum Beispiel kleiner als zehn Millimeter ist. Der Bauteilverbund wird vorteilhaft im Rohbau von Karosserien von Kraftfahrzeugen verwendet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das untere Bauteil aus einem Stahlblechmaterial, insbesondere aus einem ultrahochfesten Stahlblechmaterial, gebildet ist, wobei das obere Bauteil aus einem Aluminiumblechmaterial gebildet ist. Denkbar ist jedoch auch, normalfesten Stahl oder einen anderen geeigneten Werkstoff zu verwenden. Ebenso muss das obere Bauteil nicht zwingend aus Aluminium sein. Das ultrahochfeste Stahlblechmaterial kann zum Beispiel mit ultrahochfesten Mangan-Bor-Stählen dargestellt werden, wie sie für tragende und sicherheitsrelevante Strukturteile in Kraftfahrzeugen verwendet werden können, bei denen höchster Widerstand gegen Deformation erforderlich ist. Die Stahlblechmaterialien, insbesondere Blechplatinen, aus diesen Stählen werden zum Beispiel warm umgeformt und direkt in einer Presse gezielt abgekühlt, wodurch sich extreme Bauteilfestigkeiten bis zu sechzehnhundertfünfzig Megapascal einstellen lassen. Die ultrahochfesten Stahlblechmaterialien sind zudem leichter als vergleichbare herkömmliche Stahlblechmaterialien. Zur Darstellung eines Bauteilverbunds aus Bauteilen mit den genannten Blechmaterialien hat sich das beanspruchte Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels mit einem geschlossenen Ende hat, das fest mit dem unteren Bauteil verbunden wird, insbesondere verschweißt wird. Das geschlossene Ende des Verbindungskörpers kann im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisscheibe haben, die radial außen etwas über den Kreiszylindermantel heraus steht. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stabile Schweißverbindung zwischen dem Verbindungskörper und dem unteren Bauteil ermöglicht. Das aus dem oberen Bauteil herausragende Ende des geraden Kreiszylindermantels des Verbindungskörpers kann auf einfache Art und Weise mit einem geeigneten Umformwerkzeug, insbesondere einem Formdorn, umgeformt werden, so dass der radial abstehende Randbereich des Verbindungskörpers von oben an dem oberen Bauteil zur Anlage kommt, um den gewünschten Formschluss darzustellen.
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Bei einer Vorrichtung zum Verbinden von mindestens zwei flächig aufeinander liegenden Bauteilen mit Hilfe eines Verbindungskörpers, der fest mit einem unteren Bauteil verbunden wird und der sich durch ein Durchgangsloch in einem oberen Bauteil hindurch erstreckt, wobei ein aus dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil herausragendes Ende des Verbindungskörpers mit einem radial abstehenden Randbereich von oben an dem oberen Bauteil zur Anlage kommt, insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein Umformwerkzeug umfasst, mit dem der Verbindungskörper plastisch verformt wird. Zu diesem Zweck umfasst das Umformwerkzeug vorteilhaft einen Formdorn, mit welchem das aus dem Durchgangsloch in dem oberen Bauteil herausragende Ende des Verbindungskörpers durch entsprechende Druckausübung mit dem Umformwerkzeug plastisch verformt wird. Dabei kann, muss aber nicht unbedingt, von unten eine Gegenkraft auf das untere Bauteil aufgebracht werden, allerdings nur dann, wenn das untere Bauteil von unten, also auf der Rückseite des Bauteilverbunds, zugänglich ist.
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Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch einen Bauteilverbund mit mindestens zwei flächig aufeinander liegenden Bauteilen gelöst, die mit Hilfe mindestens eines Verbindungskörpers gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren miteinander verbunden sind.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch einen Verbindungskörper und/oder ein oberes Bauteil mit einer hochtemperaturbeständigen Beschichtung zur Durchführung des vorab beschriebenen Verfahrens, insbesondere zum Herstellen eines vorab beschriebenen Bauteilverbunds.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine vereinfachte Darstellung eines unteren Bauteils beim Befestigen von Verbindungskörpern;
- 2 das untere Bauteil mit den daran befestigten Verbindungskörpern aus 1 beim Versuch ein oberes Bauteil aufzulegen;
- 3 ein unteres Bauteil mit einem darauf aufliegenden Bauteil beim Verschweißen von Verbindungskörpern mit dem unteren Bauteil in vereinfachter Darstellung;
- 4 einen Bauteilverbund mit den beiden Bauteilen aus 3 nach einem Umformen der Verbindungskörper in vereinfachter Darstellung.
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In 1 ist ein unteres Bauteil 1 zur Herstellung eines Bauteilverbunds vereinfacht dargestellt. Das untere Bauteil 1 ist aus einem Blechmaterial 2 gebildet. Bei dem Blechmaterial 2 handelt es sich um ein ultrahochfestes Stahlblechmaterial.
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Durch Blitzsymbole 14 bis 16 ist in 1 angedeutet, dass Verbindungskörper 11 bis 13 durch Schweißen fest mit dem unteren Bauteil 1 verbunden werden. Die Blitzsymbole 14 bis 16 verdeutlichen, dass die Verbindungskörper 11 bis 13 mit einem herkömmlichen Schweißverfahren, insbesondere mit einem Schweißgerät, wie es in Automobilwerkstätten verfügbar ist, stoffschlüssig mit dem unteren Bauteil 1 verbunden werden.
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Die Verbindungskörper 11 bis 13 sind gleich ausgeführt. Der Aufbau und die Funktion der Verbindungskörper 11 bis 13 werden im Folgenden am Beispiel des Verbindungskörpers 11 ausführlich beschrieben.
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Der Verbindungskörper 11 umfasst einen Grundkörper 4, der im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels 5 aufweist. Der Grundkörper 4 hat ein geschlossenes Ende 6, das dem unteren Bauteil 1 zugewandt ist. Das geschlossene Ende 6 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisscheibe, die radial nach außen etwas über den Kreiszylindermantel 5 des Grundkörpers 4 heraussteht.
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Daraus ergibt sich ein kleiner Bund 7 an dem geschlossenen Ende 6 des Grundkörpers 4. Der Grundkörper 4 des Verbindungskörpers 11 weist ein dem unteren Bauteil 1 abgewandtes offenes Ende 10 auf. An dem offenen Ende 10 weist der Grundkörper 4 des Verbindungskörpers 11 radial innen eine Fase 9 auf. An der Fase 9 kommt bei einem Umformvorgang ein freies Ende eines Formdorns eines Umformwerkzeugs zur Anlage.
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In 2 sieht man, dass die Verbindungskörper 11 bis 13 mit ihren geschlossenen Enden an Fügestellen 18 bis 20 durch den in 1 durch die Blitzsymbole 14 bis 16 angedeuteten Schweißvorgang stoffschlüssig mit dem unteren Bauteil 1 verbunden sind. Nach dem Herstellen der formschlüssigen Verbindung zwischen den Verbindungskörpern 11 bis 13 und dem unteren Bauteil 1 soll, wie in 2 durch Pfeile 26 bis 29 angedeutet ist, ein oberes Bauteil 25 auf das untere Bauteil 1 mit den daran befestigten Verbindungskörpern 11 bis 13 aufgelegt werden.
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Das obere Bauteil 25 ist aus einem Blechmaterial 24 gebildet und mit Durchgangslöchern 21 bis 23 versehen. Die Durchgangslöcher 21 bis 23 sollen an sich so in dem oberen Bauteil 25 angeordnet sein, dass die Verbindungskörper 11 bis 13 beim Auflegen des oberen Bauteils 25 auf das untere Bauteil 1 mit einem geringen Spiel in den Durchgangslöchern 21 bis 23 positioniert werden.
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Bei der Fertigung der Durchgangslöcher 21 bis 23 können an sich unerwünschte Fertigungstoleranzen dazu führen, dass das obere Bauteil 25 mit den Durchgangslöchern 21 bis 23 nicht auf das untere Bauteil 1 mit den daran befestigten Verbindungskörpern 11 bis 13 aufgelegt werden kann, wie in 2 durch ein Kreuzsymbol 17 angedeutet ist.
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Bei dem oberen Bauteil 25 mit den Durchgangslöchern 21 bis 23 handelt es sich zum Beispiel um ein vorgelochtes Ersatzteil, das bei einem Reparaturvorgang fest mit dem unteren Bauteil 1 verbunden werden soll.
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In 3 ist vereinfacht dargestellt, dass das obere Bauteil 25 mit den Durchgangslöchern 21 bis 23 zur Vereinfachung des Reparaturvorgangs in einer Automobilwerkstatt zunächst einfach auf das untere Bauteil 1 aufgelegt wird. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass es nicht darauf ankommt, wie genau die Durchgangslöcher 21 bis 23 in dem oberen Bauteil 25 angeordnet sind.
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Das obere Bauteil 25 kann beim Auflegen auf das untere Bauteil 1 gleichzeitig stoffschlüssig mit dem unteren Bauteil 1 verbunden werden, zum Beispiel durch Kleben. Zu diesem Zweck kann das untere Bauteil 1 oder das obere Bauteil 25 mit einer entsprechenden Klebstoffschicht versehen sein.
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Die (nicht dargestellte) Klebstoffschicht ist vorteilhaft im Bereich der Durchgangslöcher 21 bis 23 des oberen Bauteils 25 angeordnet. Je nach verwendetem Klebermaterial können gegebenenfalls auch beide Bauteile 1, 25 mit einer entsprechenden Kleberschicht versehen sein. Die stoffschlüssige Verbindung der beiden Bauteile 1, 25 ist gegebenenfalls vorteilhaft, aber auch optional.
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Nach dem Auflegen des oberen Bauteils 25 auf das untere Bauteil 1 werden die Verbindungskörper 11 bis 13 durch die Durchgangslöcher 21 bis 23 in dem oberen Bauteil 25 auf das untere Bauteil 1 aufgesetzt. Danach werden die Verbindungskörper 11 bis 13, wie durch Blitzsymbole 41 bis 43 in 3 angedeutet ist, an Fügestellen 44 bis 46 mit dem unteren Bauteil 1 verschweißt.
Dabei sind die Verbindungskörper 11 bis 13 mit einer hochtemperaturbeständigen Beschichtung 47 bis 49 versehen. Die hochtemperaturbeständige Beschichtung 47 bis 49 verhindert beim Schweißen ein unerwünschtes Überspringen eines Lichtbogens auf das obere Bauteil 25.
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Die Verbindungskörper 11 bis 13 sind zum Beispiel als Nietelemente ausgeführt. Ein Nietelement wird bei der Durchführung des beanspruchten Verfahrens zum Beispiel in eine Schweißpistole eingesetzt. Anschließend wird das Nietelement durch das vorgelochte Ersatzteil 25, das zum Beispiel als Alublech ausgeführt ist, auf das darunterliegende Bauteil 1 aufgesetzt, das zum Beispiel aus Stahlblech gebildet ist. Dann wird das Nietelement, das auch als Fließformschweißniet bezeichnet wird, auf das untere Bauteil 1 aufgeschweißt.
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In 4 ist durch ein Hakensymbol 50 angedeutet, dass durch das direkte Aufschweißen der Verbindungskörper 11 bis 13 durch das vorgelochte Ersatzteil 25 hindurch sichergestellt ist, dass die Positionen der Durchgangslöcher 21 bis 23 immer genau passen. Die hochtemperaturbeständige Beschichtung 47 bis 49 der Verbindungskörper 11 bis 13 verhindert beim Schweißen ein Überspringen des Lichtbogens auf das Ersatzteil 25.
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Die hochtemperaturbeständige Beschichtung 47 bis 49 der Verbindungskörper 11 bis 13 verbleibt, wie man in 4 sieht, in einem Ringraum 39 zwischen dem oberen Bauteil 25 und dem Verbindungskörper 11. In einem letzten Verfahrensschritt wird dann ein Randbereich 38 des Verbindungskörpers 11 mit Hilfe eines geeigneten Umformwerkzeugs plastisch verformt. Die Verbindungskörper 12 bis 13 werden genauso umgeformt, um einen stabilen Bauteilverbund 40 zu schaffen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2152461 B1 [0002]
- DE 102007021891 A1 [0002]
- US 3695654 [0002]
- DE 102008031121 A1 [0002]
- DE 102010034183 A1 [0002]
- DE 3316047 A1 [0002]
- DE 494969 [0002]
