DE102019113820A1

DE102019113820A1 - Device, drive means and method for forming a fastening point on a component

Info

Publication number: DE102019113820A1
Application number: DE102019113820.5A
Authority: DE
Inventors: Peter Giere
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-11-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausbildung eines Befestigungspunktes an einem beliebigen Ort eines Bauteils, sowie ein Antriebsmittel und ein Verfahren zur Herstellung des Befestigungspunktes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung ist mit einem Kopf, einem Schaft und einer Spitze ausgebildet und weist zumindest am Kopf bauteilseitig eine Reibschweißfläche auf.Mittels Fließbohren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Loch in das Bauteil eingebracht. Beim weiteren Vortrieb der Vorrichtung in das Bauteil beziehungsweise durch das Bauteil hindurch werden weiterhin Rotation und axialer Druck auf die Vorrichtung ausgeübt und die Reibschweißfläche kommt in Kontakt mit dem Bauteil. Sie schmilzt dabei auf und eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Bauteil und Vorrichtung wird ausgebildet.The invention relates to a device for forming a fastening point at any location on a component, as well as a drive means and a method for producing the fastening point with the device according to the invention. The device is designed with a head, a shaft and a tip and has a friction welding surface at least on the head on the component side. A hole is made in the component by means of flow drilling with the device according to the invention. When the device is advanced further into the component or through the component, rotation and axial pressure continue to be exerted on the device and the friction welding surface comes into contact with the component. It melts in the process and a material connection between the component and the device is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausbildung eines Befestigungspunktes an einem Bauteil, ein Antriebsmittel und ein Verfahren zum Anbringen der Vorrichtung an dem Bauteil.The invention relates to a device for forming a fastening point on a component, a drive means and a method for attaching the device to the component.

In einer Vielzahl technischer Anwendungen und insbesondere im Fahrzeugbau ist es erforderlich, Befestigungspunkte an einem Bauteil auszubilden, wie beispielsweise um Anschraubpunkte für die Befestigung eines weiteren Bauteils bereitzustellen. Diese Befestigungspunkte können vorgesehen sein, um unter anderem eine Masseanbindung zwischen einem Fahrzeug und einer Fahrzeugbatterie zu verwirklichen, aber auch um flüssigkeits- oder gasführende Kreisläufe auszubilden. In diesen Fällen ist eine stoffschlüssige, flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Ausbildung der Befestigungspunkte erforderlich.In a large number of technical applications, and in particular in vehicle construction, it is necessary to form fastening points on a component, for example to provide screwing points for fastening a further component. These attachment points can be provided in order, among other things, to establish a ground connection between a vehicle and a vehicle battery, but also to form fluid or gas-carrying circuits. In these cases, a cohesive, liquid-tight and / or gas-tight design of the fastening points is required.

Im Stand der Technik wurde zur Herstellung solcher Befestigungspunkte im einfachsten Fall eine Lasche mit einem vorab eingebrachten Gewinde an ein vorbereitetes, beispielsweise gelochtes Bauteil angeschweißt. Dies erfordert einiges an Planung und Vorbereitung, bedeutet zusätzlichen technischen Aufwand durch den zusätzlichen Schweißvorgang und höhere Kosten. Zudem ist man in dieser bekannten Ausführungsform nicht frei in der Positionierung der Lasche, da das Bauteil für das spätere Anbringen der Lasche vorbereitet, im Regelfall also gelocht werden muss.In the prior art, to produce such fastening points, in the simplest case, a tab with a previously introduced thread was welded to a prepared, for example, perforated component. This requires a lot of planning and preparation, means additional technical effort due to the additional welding process and higher costs. In addition, in this known embodiment one is not free in the positioning of the tab, since the component has to be prepared for the later attachment of the tab, that is to say, as a rule, has to be perforated.

Eine andere Lösung besteht in der Verwendung von Schweißbolzen, bei der ein Bolzen mit einem Gewinde auf ein Bauteil aufgeschweißt wird und so einen Befestigungspunkt bereitstellt. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist der große Raumbedarf, um die Schweißverbindung herzustellen und der Bauraumbedarf des Bolzens, welcher vom Bauteil absteht und bei Handhabung und Transport leicht beschädigt werden kann.Another solution consists in the use of welding studs, in which a stud with a thread is welded onto a component and thus provides a fastening point. The disadvantage of this procedure is the large amount of space required to produce the welded connection and the space required for the bolt, which protrudes from the component and can easily be damaged during handling and transport.

Außerdem ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Befestigungspunkte durch Einsetzen von Befestigungselementen in bestehende Löcher oder Kanäle in Bauteilen mit anschließendem Reibverschweißen zur Fixierung bereitzustellen. Auch bei diesen bekannten Lösungen ist vorab stets ein Kanal oder ein Loch in dem Bauteil notwendig, so dass Vorplanung erforderlich ist und die Befestigungspunkte nicht frei positioniert werden können. Zudem müssen jeweils geeignete Werkzeuge bereitgestellt werden, mit denen die Befestigungsmittel eingesetzt und fixiert werden können.In addition, it is known from the prior art to provide fastening points by inserting fastening elements into existing holes or channels in components with subsequent friction welding for fixing. Even with these known solutions, a channel or a hole in the component is always necessary beforehand, so that preliminary planning is necessary and the fastening points cannot be freely positioned. In addition, suitable tools must be provided in each case with which the fastening means can be inserted and fixed.

Daher ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung vorzuschlagen, wie stoffschlüssige, flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Befestigungspunkte frei an einem Bauteil positioniert und ausgebildet werden können. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, einem Antriebsmittel nach Anspruch 9 und einem Verfahren nach Anspruch 10. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.The object of the invention is therefore to propose a solution as to how cohesive, liquid-tight and / or gas-tight fastening points can be freely positioned and formed on a component. The object of the invention is achieved with a device according to claim 1, a drive means according to claim 9 and a method according to claim 10. Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausbildung eines Befestigungspunktes an einem beliebigen Ort eines Bauteils mittels Fließbohren und Reibverschweißen ist mit einem Kopf, einem Schaft und einer Spitze gebildet, wobei der Schaft zwischen der Spitze und dem Kopf angeordnet ist. Dabei ist zumindest die Spitze ausgebildet, mittels Fließbohren einen Aufnahmebereich in dem Bauteil auszubilden. Der Kopf weist einen größeren Durchmesser als der Schaft auf und ist bauteilseitig zumindest auf dem den Schaft überragenden Bereich mit einer Reibschweißfläche ausgebildet. Entlang einer Längsachse der Vorrichtung ist in dem Kopf und zumindest teilweise in dem Schaft und/oder der Spitze eine Aufnahme für mindestens ein Befestigungsmittel ausgebildet.A device according to the invention for forming a fastening point at any location on a component by means of flow drilling and friction welding is formed with a head, a shaft and a tip, the shaft being arranged between the tip and the head. At least the tip is designed to form a receiving area in the component by means of flow drilling. The head has a larger diameter than the shaft and, on the component side, is formed with a friction welding surface at least on the area projecting beyond the shaft. A receptacle for at least one fastening means is formed along a longitudinal axis of the device in the head and at least partially in the shaft and / or the tip.

Dabei soll unter einem beliebigen Ort eines Bauteils verstanden werden, dass der Befestigungspunkt ohne vorheriges Lochen des Bauteils, ohne ein Gegenstück beziehungsweise ein Gegengewinde zur Aufnahme eines Befestigungsmittels oder andere Vorbereitungsmaßnahmen an dem Bauteil ausgebildet werden kann. Da keine Vorbereitungen notwendig sind, kann ein solcher Befestigungspunkt an jeder beliebigen Stelle des Bauteils ausgebildet werden.Any location on a component should be understood to mean that the fastening point can be formed on the component without prior perforation of the component, without a counterpart or a counter thread for receiving a fastening means or other preparatory measures. Since no preparations are necessary, such a fastening point can be formed at any point on the component.

Beim Fließbohren wird in an sich bekannter Weise ganz allgemein durch das Aufbringen von axialem Druck, also einer Krafteinwirkung in Längsachse auf einen Bohrkopf und gleichzeitiger Rotation um die Längsachse dieses Bohrkopfes Reibung zwischen dem Bohrkopf und dem Bauteil und damit lokal hohe Temperaturen erzeugt. In Verbindung mit der Kraftweinwirkung plastifiziert das Material des Bauteils und wird verdrängt. Das verdrängte Material wird beim Vortrieb des Bohrkopfes in Form einer Buchse oder Ausstülpung ausgeformt beziehungsweise aus dem Bauteil ausgezogen. Voraussetzung für das Durchführen des Fließbohrens ist die Eignung des Bauteils hinsichtlich Material und Dicke, sowie die Eignung des Bohrkopfes.In flow drilling, friction is generally generated between the drill head and the component and thus locally high temperatures by applying axial pressure, i.e. a force acting in the longitudinal axis on a drill head and simultaneous rotation around the longitudinal axis of this drill head. In connection with the Kraftwein effect, the material of the component plasticizes and is displaced. The displaced material is shaped in the form of a socket or protuberance or pulled out of the component when the drill head is advanced. The precondition for performing flow drilling is the suitability of the component in terms of material and thickness, as well as the suitability of the drill head.

Das Reibverschweißen ist ein an sich bekanntes Fügeverfahren, bei dem zwei Teile, die sich an ihren Kontaktflächen unter Druck berühren, relativ zueinander bewegt werden. Im Sinne der Erfindung erfolgt diese Bewegung in Form von Rotation. Durch die entstehende Reibung an den Kontaktflächen erfolgt eine Erwärmung dieser Kontaktflächen bis hin zur Schmelze des Materials in dem Kontaktbereich an einer oder beiden Kontaktflächen. Nach dem Positionieren und Ausrichten der Fügepartner zueinander bildet sich eine stoffschlüssige und damit auch gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung der Fügepartner aus.Friction welding is a known joining method in which two parts that touch on their contact surfaces under pressure are moved relative to one another. In the context of the invention, this movement takes place in the form of rotation. The resulting friction on the contact surfaces causes these contact surfaces to be heated up to the point where the material melts in the contact area on one or both contact surfaces. After this Positioning and aligning the joining partners to one another creates a cohesive and therefore gas- and liquid-tight connection between the joining partners.

Um beide Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklichen zu können, sollte diese vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet sein.In order to be able to implement both methods with the device according to the invention, it should preferably be designed to be rotationally symmetrical.

Die Vorrichtung ist mit einem Kopf, einem Schaft und einer Spitze ausgebildet. Der Schaft ist zwischen dem Kopf und der Spitze angeordnet. Die Spitze entspricht in ihrer Form im Wesentlichen einem Kegel, der Schaft im Wesentlichen einem Zylinder. Der Kopf kann vorzugsweise als Scheibe mit annähernd kreisförmigem Grundriss ausgebildet sein und weist einen größeren Durchmesser auf als der Schaft.The device is formed with a head, a shaft and a tip. The shaft is located between the head and the tip. The shape of the tip corresponds essentially to a cone, the shaft essentially corresponds to a cylinder. The head can preferably be designed as a disk with an approximately circular outline and has a larger diameter than the shaft.

Die Vorrichtung, insbesondere Kopf, Schaft und Spitze können einstückig gefertigt oder aus einzelnen Elementen zusammengesetzt sein.The device, in particular the head, shaft and tip, can be manufactured in one piece or composed of individual elements.

Die Vorrichtung wird mit der Spitze auf das Bauteil, an dem ein Befestigungspunkt ausgebildet werden soll, aufgesetzt. Zumindest die Spitze ist dabei ausgebildet, um mittels Fließbohren einen Aufnahmebereich in dem Bauteil auszubilden, in dem die Vorrichtung nach Ausbildung des Befestigungspunktes verbleibt. Dieser Aufnahmebereich entspricht der bereits zuvor ausgeführten, beim Fließbohren entstehenden Buchse beziehungsweise Ausstülpung. Um für das Fließbohren geeignet zu sein, sollte die Spitze aus einem Material gefertigt sein, das ausreichend temperaturbeständig ist, um während des Fließbohrens nicht auch zu plastifizieren. Lediglich das Bauteil soll während des Fließbohrens plastifiziert werden. Je nach gewünschter oder notwendiger Eindringtiefe kann es von Vorteil sein, wenn auch der Schaft für das Fließbohren geeignet ausgebildet ist.The tip of the device is placed on the component on which a fastening point is to be formed. At least the tip is designed to use flow drilling to form a receiving area in the component in which the device remains after the fastening point has been formed. This receiving area corresponds to the bushing or protuberance that has already been carried out during flow drilling. In order to be suitable for flow drilling, the tip should be made of a material that is sufficiently temperature resistant so as not to plasticize during flow drilling. Only the component should be plasticized during flow drilling. Depending on the desired or necessary penetration depth, it can be advantageous if the shank is also designed to be suitable for flow drilling.

Durch den größeren Durchmesser des Kopfes im Vergleich zum Schaft entsteht umfänglich um den Schaft ein überragender Bereich des Kopfes, der bauteilseitig bei ausreichend weitem Eindringen der Vorrichtung in das Bauteil eine Kontaktfläche bildet. Bauteilseitig bedeutet dabei die dem Bauteil in Gebrauchsposition zugewandte Fläche des Kopfes. Zumindest in diesem Bereich beziehungsweise an oder auf dieser Fläche ist eine Reibschweißfläche ausgebildet, das heißt, dort ist ein Material vorgesehen, das bei Einwirkung von Rotation und axialem Druck und der dabei entstehenden Reibungswärme aufschmilzt und so eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem Bauteil ausbildet.Due to the larger diameter of the head in comparison to the shaft, a protruding area of the head is created around the shaft, which on the component side forms a contact surface when the device penetrates sufficiently far into the component. On the component side, this means the surface of the head facing the component in the position of use. At least in this area or on or on this surface, a friction welding surface is formed, that is, a material is provided there that melts under the action of rotation and axial pressure and the resulting frictional heat and thus forms a material connection between the device and the component .

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann also in einem Arbeitsgang, bei dem axialer Druck und Rotation auf die Vorrichtung aufgebracht werden, mittels Fließbohren ein Loch in dem Bauteil erzeugt werden und im selben Arbeitsgang die Vorrichtung mittels Reibschweißen stoffschlüssig und damit auch gas- und flüssigkeitsdicht mit dem Bauteil verbunden werden.With the device according to the invention, a hole can be created in the component by means of flow drilling in one operation in which axial pressure and rotation are applied to the device, and in the same operation the device is firmly bonded to the component by means of friction welding and thus also gas and liquid-tight get connected.

Entlang einer Längsachse der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in dem Kopf und zumindest teilweise auch in dem Schaft und/oder der Spitze eine Aufnahme für mindestens ein Befestigungsmittel ausgebildet. Die Aufnahme kann also auch über die ganze Länge des Schaftes und bei Bedarf bis in die Spitze ausgebildet sein. Die Längsachse entspricht vorzugsweise der Rotationsachse der Vorrichtung beziehungsweise der Wirkrichtung der aufgebrachten axialen Kraft. Demnach kann in diese Aufnahme mindestens ein Befestigungsmittel eingebracht werden, mittels dessen ein weiteres Bauteil mit dem ersten Bauteil verbunden werden kann. Durch diese Aufnahme ist also ein Befestigungspunkt an dem Bauteil verwirklicht beziehungsweise bereitgestellt.A receptacle for at least one fastening means is formed along a longitudinal axis of the device according to the invention in the head and at least partially also in the shaft and / or the tip. The receptacle can therefore also be formed over the entire length of the shaft and, if necessary, right into the tip. The longitudinal axis preferably corresponds to the axis of rotation of the device or the effective direction of the applied axial force. Accordingly, at least one fastening means can be introduced into this receptacle, by means of which a further component can be connected to the first component. A fastening point on the component is thus realized or provided by this recording.

Die Aufnahme kann beispielsweise als Innengewinde für eine Schraubverbindung, als Teil einer Steckverbindung oder einer Rastverbindung oder als Teil jeder anderen aus mehreren Verbindungspartnern ausgebildete Befestigungslösung zum Verbinden von Bauteilen ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Schaft und/oder der Kopf der Vorrichtung dazu ausgebildet sein, eine Verdrehsicherung für das zu befestigende Bauteil anzubringen und/oder aufzunehmen. Dies kann beispielsweise mittels einer Außenkontur des Kopfes oder eines Teils des Kopfes oder durch eine geeignete Aufnahme im oder am Schaft der Vorrichtung verwirklicht sein.The receptacle can be designed, for example, as an internal thread for a screw connection, as part of a plug connection or a latching connection or as part of any other fastening solution formed from several connection partners for connecting components. Alternatively or in addition, the shaft and / or the head of the device can be designed to attach and / or receive an anti-twist device for the component to be fastened. This can be implemented, for example, by means of an outer contour of the head or part of the head or by means of a suitable receptacle in or on the shaft of the device.

Die so ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung stellt also eine Möglichkeit bereit, an einem Bauteil an einer frei wählbaren Stelle, also einer nicht vorgegebenen Position, einen Befestigungspunkt auszubilden, der durch die stoffschlüssige Ausbildung auch dicht gegen den Durchgang von Flüssigkeiten und Gasen ist. Zudem ist nur ein geringer Bauraum für die erfindungsgemäße Vorrichtung erforderlich.The device according to the invention designed in this way thus provides the possibility of forming a fastening point on a component at a freely selectable point, i.e. a non-predetermined position, which is also tight against the passage of liquids and gases due to the materially bonded design. In addition, only a small amount of space is required for the device according to the invention.

In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mantelfläche des Schafts eine Reibschweißfläche aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird also zusätzlich zu der Reibschweißfläche am Kopf eine weitere Reibschweißfläche bauteilseitig auf der Mantelfläche des Schaftes bereitgestellt. Beim Einbringen der Vorrichtung in das Bauteil wird nun im Bereich der Kontaktfläche des Schaftes mit der sich durch das Fließbohren bildenden Buchse beziehungsweise Ausstülpung durch das Aufschmelzen der Reibschweißfläche eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet. Dies bewirkt einen zusätzlichen festen Halt der Vorrichtung in dem Bauteil und dichtet die Verbindung zwischen Vorrichtung und Bauteil weiter ab.In a first preferred embodiment of the invention it is provided that the outer surface of the shaft has a friction welding surface. With this configuration, in addition to the friction welding surface on the head, a further friction welding surface is provided on the component side on the lateral surface of the shaft. When the device is introduced into the component, a material connection is now formed in the area of the contact surface of the shaft with the bushing or protuberance formed by the flow drilling through the melting of the friction welding surface. this causes an additional firm hold of the device in the component and further seals the connection between device and component.

In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung ist die Reibschweißfläche beschichtet, angeformt und/oder zumindest der Kopf aus einem für das Reibschweißen geeigneten Material gebildet. Die Reibschweißfläche kann also durch Beschichten auf die Vorrichtung aufgebracht werden. Sie wird dabei nach der Herstellung der Grundform der Vorrichtung direkt auf die dafür vorgesehenen Bereiche der Vorrichtung aufgebracht. Unter Anformen soll das Aufbringen und Ausgestalten beziehungsweise Anpassen der Reibschweißfläche an der Vorrichtung verstanden werden. Darunter soll auch ein Aufschieben einer Hülse aus dem Material für die Reibschweißfläche und die Anpassung und Fixierung, beispielsweise durch Temperatureinwirkung, fallen.In a second preferred embodiment, the friction welding surface is coated, molded on and / or at least the head is formed from a material suitable for friction welding. The friction welding surface can therefore be applied to the device by coating. It is applied directly to the areas of the device provided for this purpose after the basic shape of the device has been produced. Shaping is to be understood as the application and configuration or adaptation of the friction welding surface on the device. This should also include pushing on a sleeve made of the material for the friction welding surface and adapting and fixing, for example through the action of temperature.

Alternativ oder zusätzlich kann zumindest der Kopf auch aus einem für das Reibschweißen geeigneten Material gebildet sein. In diesem Fall ist die Reibschweißfläche also nicht oberflächlich an der Vorrichtung vorgesehen, sondern zumindest der Kopf ist aus einem Werkstoff gefertigt, der sich für die Ausbildung einer Reibschweißverbindung eignet.Alternatively or in addition, at least the head can also be formed from a material suitable for friction welding. In this case, the friction welding surface is not provided on the surface of the device, but at least the head is made from a material that is suitable for forming a friction welding connection.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Reibschweißfläche mit einem metallischen Werkstoff und/oder einem thermoplastischen Kunststoff mit oder ohne Faserverstärkung gebildet. Die Reibschweißfläche sollte in Abstimmung mit dem Material des Bauteils ausgewählt werden, in dem der Befestigungspunkt ausgebildet werden soll. So kann in Bauteile, die mit metallischen Werkstoffen gebildet sind, vorzugsweise auch eine Vorrichtung mit einer Reibschweißfläche, die mit einem metallischen Material gebildet ist, eingebracht werden. Beispielhaft seien Zink und Aluminium zur Ausbildung der Reibschweißfläche oder Verwendung in der Reibschweißfläche genannt, die beispielsweise mittels Druckgussverfahren oder Spritzverfahren auf die Vorrichtung aufgebracht werden. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Vorrichtung aus oder mit einem metallischen Werkstoff gebildet ist, eine Reibschweißfläche aus einem metallischen Werkstoff aufweist und in ein ebenfalls metallisches Bauteil eingebracht und mit diesem erfindungsgemäß verbunden wird.In a further preferred embodiment of the invention, the friction welding surface is formed with a metallic material and / or a thermoplastic with or without fiber reinforcement. The friction welding surface should be selected in accordance with the material of the component in which the fastening point is to be formed. For example, a device with a friction welding surface that is formed with a metallic material can preferably also be incorporated into components that are formed with metallic materials. Examples are zinc and aluminum for forming the friction welding surface or use in the friction welding surface, which are applied to the device, for example, by means of die casting or spraying processes. An embodiment is particularly preferred in which the device is formed from or with a metallic material, has a friction welding surface made of a metallic material and is introduced into a likewise metallic component and connected to it according to the invention.

Alternativ oder zusätzlich kann die Reibschweißfläche mit einem thermoplastischen Kunststoff gebildet sein und dabei gegebenenfalls auch eine Faserverstärkung aufweisen. Dabei dient die Faserverstärkung insbesondere der Verstärkung und Haltbarkeit der mittels Reibschweißen ausgebildeten Verbindung. Beispielsweise können als thermoplastische Kunststoffe Polypropylen, Polyamid, Polyamid mit Glasfaserverstärkung oder Polycarbonat verwendet werden.As an alternative or in addition, the friction welding surface can be formed with a thermoplastic material and, if necessary, also have a fiber reinforcement. The fiber reinforcement serves in particular to reinforce and maintain the connection formed by means of friction welding. For example, polypropylene, polyamide, polyamide with glass fiber reinforcement or polycarbonate can be used as thermoplastics.

In noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kopf der Vorrichtung bauteilseitig einen Reibschweißkragen, eine Hohlkehle und/oder einen Reibschweißflansch aufweist.In yet another preferred embodiment of the invention, it is provided that the head of the device has a friction welding collar, a fillet and / or a friction welding flange on the component side.

Eine Hohlkehle ist eine Ausrundung einer Kante oder eine ausgerundete Vertiefung. Auf der Unterseite des Kopfes, also dem Bauteil zugewandt, ist in dem den Schaft überragenden Bereich eine Hohlkehle ausgebildet, die während des Reibschweißens aufgeschmolzenes Material aufnehmen kann. Die Hohlkehle ist dabei im Sinne einer Materialverringerung an beziehungsweise in dem Kopf ausgebildet.A fillet is a rounding of an edge or a rounded recess. On the underside of the head, that is to say facing the component, a hollow groove is formed in the area protruding beyond the shaft, which can receive melted material during the friction welding. The fillet is designed in the sense of a material reduction on or in the head.

Unter einem Reibschweißkragen soll ein zusätzlicher Bereich aus einem für das Reibschweißen geeigneten Material verstanden sein, die sich umlaufend entlang des Umfangs auf der dem Bauteil zugewandten Seite des Kopfes erstreckt. Der Reibschweißkragen wird bei der Ausbildung der Reibschweißfläche an diesem aufgebracht oder angebracht. Mittels des Reibschweißkragens wird eine zusätzliche Menge aufzuschmelzenden Materials bereitgestellt, um die stoffschlüssige Verbindung auszubilden.A friction welding collar is to be understood as an additional area made of a material suitable for friction welding, which extends circumferentially along the circumference on the side of the head facing the component. The friction welding collar is applied or attached to the friction welding surface when it is formed. By means of the friction welding collar, an additional amount of material to be melted is provided in order to form the integral connection.

Als Reibschweißflansch wird ein umlaufend entlang des Umfangs des Schaftes an der dem Bauteil zugewandten Seite des Kopfes verlaufender Bereich zusätzlichen aufschmelzbaren Materials bezeichnet. Er erstreckt sich also entlang des Grenzbereichs zwischen Kopf und Schaft. Während des Reibschweißens kann sich das zusätzliche Material in Richtung des Schafts beziehungsweise der Kontaktfläche zwischen Schaft und Aufnahmebereich des Bauteils und zwischen der Kontaktflächen des Kopfs und des Bauteils ausbreiten und somit eine größere Verbindungsfläche für die stoffschlüssige Verbindung verwirklichen.A region of additional meltable material running circumferentially along the circumference of the shaft on the side of the head facing the component is referred to as a friction welding flange. It therefore extends along the border area between head and shaft. During the friction welding, the additional material can spread in the direction of the shaft or the contact surface between the shaft and the receiving area of the component and between the contact surfaces of the head and the component and thus realize a larger connection surface for the integral connection.

In einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Eingriff mit einem Antriebsmittel in der Aufnahme für das mindestens eine Befestigungsmittel, an einer Außenkontur des Kopfes und/oder an einer Außenkontur eines Befestigungsmittels zu bewirken.In a next preferred embodiment of the invention, engagement with a drive means in the receptacle for the at least one fastening means is to be effected on an outer contour of the head and / or on an outer contour of a fastening means.

Mittels eines Antriebsmittels soll die axiale Druckkraft auf die Vorrichtung aufgebracht und die Rotation der Vorrichtung bewirkt werden. Durch den Eingriff mit einem Antriebsmittel wird sichergestellt, dass diese Einwirkungen auch tatsächlich auf die Vorrichtung übertragen wird. Dazu ist es unter anderem vorgesehen, dass der Eingriff mit dem Antriebsmittel in der Aufnahme für das mindestens eine Befestigungsmittel bewirkt wird. Ist zum Beispiel die Aufnahme als Innengewinde ausgestaltet, kann der Eingriff mit dem Antriebsmittel durch das Verschrauben mit der Vorrichtung in Eingriff kommen. In analoger Weise kann der Eingriff bei anderen Ausbildungen der Aufnahme für das mindestens eine Befestigungsmittel erfolgen.The axial compressive force is to be applied to the device and the device is to be rotated by means of a drive means. The engagement with a drive means ensures that these effects are actually transferred to the device. For this purpose it is provided, inter alia, that the engagement with the drive means is effected in the receptacle for the at least one fastening means. For example is the The receptacle is designed as an internal thread, the engagement with the drive means can come into engagement with the device by screwing. In an analogous manner, the engagement can take place in other configurations of the receptacle for the at least one fastening means.

Alternativ oder zusätzlich kann der Eingriff auch an einer Außenkontur des Kopfes verwirklicht werden. Dazu ist es von Vorteil, wenn der Kopf mit einer vieleckigen Kontur oder einer Profilierung ausgebildet ist, die einen gegen Verrutschen sicheren Angriff des Antriebsmittels erlaubt, um die Druckkräfte und Rotationen auf die Vorrichtung zu übertragen.Alternatively or in addition, the engagement can also be realized on an outer contour of the head. For this purpose, it is advantageous if the head is designed with a polygonal contour or a profile that allows the drive means to attack securely against slipping in order to transmit the compressive forces and rotations to the device.

Alternativ oder zusätzlich kann der Eingriff auch an einer Außenkontur eines Befestigungsmittels verwirklicht sein. Dabei ist davon auszugehen, dass das Befestigungsmittel bereits in die Vorrichtung eingebracht ist. Bei der beispielhaften Ausgestaltung der Aufnahme für ein Befestigungsmittel mit einem Innengewinde wäre in dieser Ausgestaltung bereits eine Schraube vormontiert. Der Angriff des Antriebsmittels und somit der Eingriff mit der Vorrichtung zur Übertragung von Druckkräften und Rotation erfolgt dann über den Schraubenkopf, der üblicherweise als Vieleck und/oder mit einer Profilierung zum Ansetzen eines Werkzeugs ausgebildet ist.Alternatively or additionally, the engagement can also be implemented on an outer contour of a fastening means. It can be assumed that the fastening means has already been introduced into the device. In the exemplary embodiment of the receptacle for a fastening means with an internal thread, a screw would already be preassembled in this embodiment. The engagement of the drive means and thus engagement with the device for transmitting compressive forces and rotation then takes place via the screw head, which is usually designed as a polygon and / or with a profile for attaching a tool.

Besonders bevorzugt ist es, wenn für die Aufnahme des mindestens einen Befestigungsmittels, die Außenkontur des Kopfes oder die zu verwendenden Befestigungsmittel standardisierte Maße verwendet werden, so dass das Antriebsmittel mit einigen wenigen ausgewählten Elementen zur Herstellung des Eingriffs mit der Vorrichtung ausgestattet werden kann. So kann vermieden werden, dass eine Vielzahl von Bauteilen oder Elementen zur Herstellung des Eingriffs vorgehalten werden müssen, die zudem Kosten verursachen.It is particularly preferred if standardized dimensions are used for receiving the at least one fastening means, the outer contour of the head or the fastening means to be used, so that the drive means can be equipped with a few selected elements for engaging with the device. In this way, it can be avoided that a large number of components or elements have to be kept available for producing the intervention, which also cause costs.

In einer übernächsten Ausgestaltung der Erfindung ist der Schaft zumindest abschnittsweise konisch geformt. Darunter soll verstanden werden, dass der Schaft sich in Richtung Spitze verjüngt, also sein Durchmesser geringer wird. Die konische Ausgestaltung kann sich über einen Teil der Länge oder über die gesamte Länge des Schafts erstrecken. Es können aber auch mehrere Abschnitte an einem Schaft vorgesehen sein, die jeweils zylindrisch oder konisch ausgebildet sind, so dass mehrere konische und/oder mehrere zylindrische Abschnitte an dem Schaft ausgebildet sind.In an embodiment of the invention that is next but one, the shaft is at least partially conically shaped. This should be understood to mean that the shaft tapers in the direction of the tip, that is, its diameter becomes smaller. The conical configuration can extend over part of the length or over the entire length of the shaft. However, several sections can also be provided on a shaft, each of which is cylindrical or conical, so that several conical and / or several cylindrical sections are formed on the shaft.

Zusätzlich oder alternativ zu den ausgeführten Ausgestaltungen der Erfindung können die Reibschweißflächen bauteilseitig strukturiert ausgebildet sein. Dies kann sowohl für die Reibschweißfläche am Kopf der Vorrichtung als auch für eine Reibschweißfläche am Schaft der Vorrichtung gelten. Bauteilseitig soll dabei die Kontaktfläche zwischen der Reibschweißfläche und dem Bauteil bedeuten. Eine strukturierte Ausbildung der Reibschweißfläche soll eine Ausgestaltung von deren bauteilseitiger Oberfläche mit definierten Erhebungen und Vertiefungen umfassen, beispielsweise in Form einer vorgegebenen Welligkeit. Mittels einer solchen strukturierten Ausbildung der Reibschweißfläche können die Reibschweißeigenschaften weiter verbessert werden.In addition or as an alternative to the embodiments of the invention, the friction welding surfaces can be structured on the component side. This can apply both to the friction welding surface on the head of the device and to a friction welding surface on the shaft of the device. On the component side, this should mean the contact area between the friction welding surface and the component. A structured design of the friction welding surface should include a design of its component-side surface with defined elevations and depressions, for example in the form of a predetermined waviness. The friction welding properties can be further improved by means of such a structured design of the friction welding surface.

Sowohl die Geometrie der Vorrichtung insgesamt als auch ihrer Bestandteile Kopf, Schaft und Spitze zueinander, sowie ihrer Materialien beziehungsweise Werkstoffe können, auch unter Berücksichtigung der vorstehend erläuterten Ausgestaltungen, auf die gewünschte Verbindungsgeometrie und die Anforderungen an die zu erwartenden Belastungen der Verbindung angepasst werden.Both the geometry of the device as a whole and its components head, shaft and tip to each other, as well as their materials or materials can be adapted to the desired connection geometry and the requirements of the expected loads on the connection, also taking into account the configurations explained above.

Erfindungsgemäß ist auch ein Antriebsmittel zum Ausbildung eines Befestigungspunktes an einem beliebigen Ort eines Bauteils mit der hier offenbarten Vorrichtung beansprucht, bei der das Antriebsmittel eine Haltevorrichtung aufweist, die den Eingriff mit der Vorrichtung mittels eines Magnethalters und/oder einer Spannhülse bewirkt. Es ist also vorgesehen, dass ein Antriebsmittel, mit dem axialer Druck und Rotationen auf die Vorrichtung aufgebracht werden, eine Haltevorrichtung aufweist, die bevorzugt in die Aufnahme für das mindestens eine Befestigungsmittel, an einer Außenkontur des Kopfes und/oder an einer Außenkontur eines Befestigungsmittels eingreift und insbesondere diesen Eingriff mittels eins Magnethalters und/oder einer Spannhülse realisiert. Die Auswahl zwischen den Haltevorrichtungen ist von der Art des Antriebs abhängig. Eine Spannhülse ermöglicht dabei ein präzises und verlässliches Einspannen der Vorrichtung, so dass die Antriebskräfte vom Antriebsmittel sicher auf die Vorrichtung übertragen werden können. Bei einem Magnethalter erfolgt eine Ausrichtung und Fixierung der Vorrichtung relativ zum Antriebsmittel mittels Magnetkräften. Durch die Verwendung der genannten Haltevorrichtungen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgerichtet, in ihrer Lage fixiert und hochgenau positioniert werden.According to the invention, a drive means for forming a fastening point at any location of a component with the device disclosed here is also claimed, in which the drive means has a holding device which engages the device by means of a magnet holder and / or a clamping sleeve. It is therefore provided that a drive means with which axial pressure and rotations are applied to the device has a holding device that preferably engages in the receptacle for the at least one fastening means, on an outer contour of the head and / or on an outer contour of a fastening means and in particular this engagement is realized by means of a magnet holder and / or a clamping sleeve. The choice between the holding devices depends on the type of drive. A clamping sleeve enables precise and reliable clamping of the device, so that the drive forces can be safely transmitted from the drive means to the device. In the case of a magnet holder, the device is aligned and fixed relative to the drive means by means of magnetic forces. By using the holding devices mentioned, the device according to the invention can be aligned, fixed in its position and positioned with great precision.

In jedem Falle erlauben diese Haltevorrichtung eine schnelle und unkomplizierte Verbindung zwischen Antriebsmittel und der erfindungsgemäßen Vorrichtung und den notwendigen axialen Druck und Rotationen zum Ausführen des Fließbohren und des Reibschweißens auf die erfindungsgemäße Vorrichtung aufzubringen. Insbesondere wenn, wie bereits ausgeführt, standardisierte Abmaße für die Vorrichtung und/oder die Befestigungsmittel verwirklicht werden, muss nur eine kleine Auswahl von Haltevorrichtungen oder gegebenenfalls nur eine Haltevorrichtung vorgehalten werden, um eine Vielzahl von verschiedenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen in ein Bauteil oder Bauteile einzubringen.In any case, this holding device allows a quick and uncomplicated connection between the drive means and the device according to the invention and the necessary axial pressure and rotations to apply the flow drilling and friction welding to the device according to the invention. In particular if, as already stated, standardized dimensions are implemented for the device and / or the fastening means, only a small selection of holding devices or, if necessary, only one holding device has to be kept in order to accommodate a large number of to introduce various devices according to the invention into a component or components.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Ausbildung eines Befestigungspunktes an einem beliebigen Ort eines Bauteils mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beansprucht, bei dem mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Fließbohren ein Loch in dem Bauteil erzeugt und die Vorrichtung durch Reibschweißen mit dem Bauteil verbunden wird. Dabei wird die Vorrichtung mit der Spitze auf beziehungsweise an einem Bauteil angesetzt und mit einem geeigneten Antriebsmittel Axialkräfte und Rotationen auf die Vorrichtung aufgebracht. Dadurch entsteht Reibung zwischen der Vorrichtung und dem Bauteil und infolgedessen Reibungswärme, die zu einer Plastifizierung des umliegenden Bereichs des Bauteils führt. Dabei wird unter Ausbildung einer Ausstülpung beziehungsweise Buchse aus dem verdrängten plastifizierten Material ein Loch in dem Bauteil ausgebildet, in das die Vorrichtung weiter in axialer Richtung hineinbewegt wird. Sobald die Reibschweißfläche(n) der Vorrichtung das Bauteil oder die beim Fließbohren entstehende Ausstülpung beziehungsweise Buchse berühren, wobei weiterhin Rotation und Axialkräfte wirken, schmilzt beziehungsweise schmelzen die Reibschweißfläche(n) durch die Reibungswärme auf und eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Vorrichtung und Bauteil entsteht. Das Antriebsmittel kann nun aus dem Eingriff mit der Vorrichtung entfernt werden, die Vorrichtung verbleibt gänzlich im Bauteil und bildet einen stoffschlüssigen, gasdichten und flüssigkeitsdichten Befestigungspunkt an dem Bauteil. Eine Vorbereitung, vor allem im Sinne eines Vorlochens des Bauteils kann gänzlich entfallen, der erfindungsgemäße Befestigungspunkt kann an einem frei wählbaren Ort des Bauteils ausgebildet werden.Furthermore, a method for forming a fastening point at any location of a component with the device according to the invention is claimed, in which a hole is produced in the component by means of the device according to the invention by flow drilling and the device is connected to the component by friction welding. In this case, the tip of the device is placed on a component and axial forces and rotations are applied to the device using a suitable drive means. This creates friction between the device and the component and consequently frictional heat, which leads to plasticization of the surrounding area of the component. In this case, with the formation of a protuberance or socket from the displaced plasticized material, a hole is formed in the component, into which the device is moved further in the axial direction. As soon as the friction welding surface (s) of the device touch the component or the protuberance or socket created during flow drilling, whereby rotation and axial forces continue to act, the friction welding surface (s) melts or melts due to the frictional heat and a material connection between device and component is created. The drive means can now be removed from engagement with the device, the device remains entirely in the component and forms a materially bonded, gas-tight and liquid-tight fastening point on the component. Preparation, especially in the sense of pre-punching the component, can be dispensed with entirely; the fastening point according to the invention can be formed at a freely selectable location on the component.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten beispielhaften Ausführungsform,
2 perspektivische Ansichten weiterer beispielhafter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 perspektivische Ansichten einer beispielhaften Ausführungsform eines Teils eines erfindungsgemäßen Antriebsmittels, und
4 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme einer Verdrehsicherung.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a perspective view of a device according to the invention in a first exemplary embodiment,
2 perspective views of further exemplary embodiments of the device according to the invention,
3 perspective views of an exemplary embodiment of part of a drive means according to the invention, and
4th a perspective view of an exemplary embodiment of the device according to the invention for receiving a rotation lock.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 in einer ersten beispielhaften Ausführungsform. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 ist mit einem Kopf 22, einem Schaft 24 und einer Spitze 26 gebildet. Auf einer Achse der Vorrichtung 20, die der Rotationsachse während des Einbaus entspricht, ist im Kopf 22 und zumindest teilweise auch im Schaft 24 eine Aufnahme 28 für mindestens ein Befestigungsmittel 40 ausgebildet. Die Aufnahme 28 kann dabei bevorzugt als Innengewinde ausgebildet sein. 1 shows a perspective view of a device according to the invention 20th in a first exemplary embodiment. The device according to the invention 20th is with a head 22nd , a shaft 24 and a tip 26th educated. On one axis of the device 20th , which corresponds to the axis of rotation during installation, is in the head 22nd and at least partially also in the shaft 24 a recording 28 for at least one fastener 40 educated. The recording 28 can preferably be designed as an internal thread.

Die Vorrichtung 20 ist bereits in ein Bauteil 10 eingebaut beziehungsweise eingebracht worden. Das Bauteil 10 wurde zu diesem Zwecke in keiner Weise durch Einbringen eines Loches oder dergleichen vorbereitet, sondern die Vorrichtung 20 kann an jedem beliebigen Ort des Bauteils 10 aufgesetzt und eingebracht werden. Dazu wurde mittels Fließbohren unter Aufbringung von Druck und Rotationen mittels eines Antriebsmittels (nicht gezeigt) Reibung zwischen der Spitze 26 der Vorrichtung und dem Bauteil 10 und damit auch Reibungswärme erzeugt, die zur Plastifizierung des Materials des Bauteils 10 führt. Beim weiteren Vortrieb der Vorrichtung 20 in das Bauteil 10 wird das plastifizierte Material verdrängt und eine Ausstülpung 15 bildet sich aus, die gleichzeitig einen Aufnahmebereich für die Vorrichtung bildet. Da die Vorrichtung 20 in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Innengewinde ausgebildet ist, wurde der Eingriff zwischen dem Antriebsmittel und der Vorrichtung 20 über das Innengewinde verwirklicht, das heißt, das Antriebsmittel wurde mittels einer Schraubverbindung mit dem Innengewinde mit der Vorrichtung verbunden und in Eingriff gebracht, gleichzeitig erfolgte damit eine Ausrichtung der Vorrichtung in Bezug zum Antriebsmittel um somit eine hochgenaue Positionierung der Vorrichtung 20 auf dem Bauteil 10 zu ermöglichen.The device 20th is already in a component 10 installed or introduced. The component 10 was in no way prepared for this purpose by making a hole or the like, but the device 20th can be anywhere on the component 10 put on and introduced. For this purpose, friction was created between the tip by means of flow drilling with the application of pressure and rotation by means of a drive means (not shown) 26th the device and the component 10 and thus also frictional heat generated, which plasticizes the material of the component 10 leads. As the device continues to advance 20th into the component 10 the plasticized material is displaced and a protuberance is formed 15th forms, which at the same time forms a receiving area for the device. As the device 20th in this embodiment is formed with an internal thread, the engagement between the drive means and the device 20th Realized via the internal thread, that is, the drive means was connected to the device by means of a screw connection with the internal thread and brought into engagement, at the same time the device was aligned in relation to the drive means for a highly precise positioning of the device 20th on the component 10 to enable.

Auf der Unterseite des Kopfes 22 und damit bauteilseitig in dem Bereich, in dem der Kopf 22 den Schaft 24 überragt, ist eine Reibschweißfläche 30 aus einem thermoplastischen Material durch Beschichten aufgebracht. Ist die Vorrichtung 20 weit genug in das Bauteil 10 vorgedrungen, so dass die Reibschweißfläche 30 am Kopf 22 das Bauteil 10 berührt, wirkt auch auf diese Fläche Reibung und die entstehende Reibungswärme, so dass das thermoplastische Material der Reibschweißfläche 30 aufschmilzt und eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bauteil 10 und der Vorrichtung 20 ausgebildet wird. Diese Verbindung ist auch gasdicht und flüssigkeitsdicht, so dass auf diese Weise auch Befestigungspunkte in Gehäusewandungen beziehungsweise Behälterwandungen hergestellt werden können.On the bottom of the head 22nd and thus on the component side in the area in which the head 22nd the shaft 24 towers above is a friction welding surface 30th applied from a thermoplastic material by coating. Is the device 20th far enough into the component 10 penetrated so that the friction welding surface 30th on the head 22nd the component 10 touches, friction and the resulting frictional heat also act on this surface, so that the thermoplastic material of the friction welding surface 30th melts and a material bond between the component 10 and the device 20th is trained. This connection is also gas-tight and liquid-tight, so that in this way there are also fastening points in the housing walls or container walls can be produced.

Um eine größere Befestigungsfläche beziehungsweise Verbindungsfläche zu erzeugen, die auch vorteilhaft für die Abdichtung des Befestigungspunktes ist, kann am Schaft 24 eine weitere Reibschweißfläche 30 vorgesehen werden, die in analoger Weise wie die Reibschweißfläche 30 am Kopf 22 mit dem Bauteil 10 mittels Reibschweißen verbunden wird.In order to generate a larger fastening surface or connecting surface, which is also advantageous for sealing the fastening point, it is possible on the shaft 24 another friction welding surface 30th be provided in a manner analogous to the friction welding surface 30th on the head 22nd with the component 10 is connected by friction welding.

Zur weiteren Verbesserung der Festigkeit der Schweißverbindung kann die Reibschweißfläche 30 beziehungsweise die Reibschweißflächen mit einer Faserverstärkung in dem thermoplastischen Kunststoff verstärkt und/oder bauteilseitig mit einer welligen Oberfläche versehen werden.To further improve the strength of the welded joint, the friction weld surface 30th or the friction welding surfaces are reinforced with a fiber reinforcement in the thermoplastic material and / or provided with a wavy surface on the component side.

In 2 sind perspektivische Ansichten weiterer beispielhafter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Dabei werden im Folgenden nur die wesentlichen Unterschiede zu der Ausgestaltung nach 1 herausgestellt.In 2 are perspective views of further exemplary embodiments of the device according to the invention. In the following, only the essential differences to the design are discussed 1 exposed.

2a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 20 mit einem vormontierten Befestigungsmittel 40 in Form einer Schraube. Beim Einbau dieser Ausgestaltung der Vorrichtung 20 mit vormontierter Schraube 40 kann der Eingriff des Antriebsmittels am Kopf der Schraube 40 realisiert werden. Auf der Unterseite des Kopfes 22 ist ein Reibschweißkragen 32 ausgebildet, wodurch mehr aufschmelzbares Material beim Reibschweißen bereitgestellt werden kann. 2a shows a device according to the invention 20th with a pre-assembled fastener 40 in the form of a screw. When installing this embodiment of the device 20th with pre-assembled screw 40 can be the engagement of the drive means on the head of the screw 40 will be realized. On the bottom of the head 22nd is a friction weld collar 32 formed, whereby more meltable material can be provided during friction welding.

In der in 2b dargestellten Vorrichtung 20 ist kein Befestigungsmittel vormontiert. Jedoch ist die Außenkontur des Kopfes 22 als Vieleck ausgebildet und bietet somit eine Eingriffsmöglichkeit für ein Antriebsmittel, das somit die Axialkräfte und Rotationen über die Außenkontur des Kopfes 22 auf die Vorrichtung 20 übertragen kann.In the in 2 B device shown 20th no fasteners are pre-assembled. However, the outer contour of the head is 22nd designed as a polygon and thus offers a possibility of engagement for a drive means, which thus the axial forces and rotations over the outer contour of the head 22nd on the device 20th can transfer.

In 2c ist eine Vorrichtung 20 mit einem vormontierten Befestigungsmittel 40 und einer Hohlkehle 34 an der Unterseite des Kopfes 22 gezeigt. Beim Reibschweißen kann diese Hohlkehle 34 aufgeschmolzenes Material aufnehmen. Der Schaft 24 ist mit zwei Bereichen 24.1 und 24.2 ausgebildet. Bereich 24.1 ist dabei konisch ausgebildet, während Bereich 24.2 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.In 2c is a device 20th with a pre-assembled fastener 40 and a chamfer 34 at the bottom of the head 22nd shown. This fillet can be used during friction welding 34 Absorb melted material. The shaft 24 is with two areas 24.1 and 24.2 educated. Area 24.1 is conical while area 24.2 has a circular cross-section.

2d zeigt eine Vorrichtung 20 mit einem Reibschweißflansch 36 umlaufend um den Schaft 24 im Übergangsbereich von Kopf 22 zu Schaft 24. Beim Aufschmelzen während des Reibschweißens kann das aufgeschmolzene Material eine Verbindung zum Bauteil 10 im Bereich des Kopfes 22 und zumindest teilweise auch entlang des Schaftes 24 ausbilden. 2d shows a device 20th with a friction welding flange 36 all around the shaft 24 in the transition area from the head 22nd to shaft 24 . When melting during friction welding, the melted material can form a connection to the component 10 in the area of the head 22nd and at least partially also along the shaft 24 form.

2e zeigt eine Vorrichtung 20 mit einem als Bolzen 40a ausgeführten Befestigungsmittel, mit dem eine Befestigung eines weiteren Bauteils an das mit der Vorrichtung 20 verbundene Bauteil erfolgen kann. 2e shows a device 20th with one as a bolt 40a executed fastening means with which a fastening of a further component to the with the device 20th connected component can be done.

3 zeigt perspektivische Ansichten einer beispielhaften Ausführungsform eines Teils eines erfindungsgemäßen Antriebsmittels. Ein erfindungsgemäßes Antriebsmittel weist eine Haltevorrichtung 50 auf, die den Eingriff mit der Vorrichtung 20 bewirkt. In 3a ist der Eingriff von Haltevorrichtung 50 und Vorrichtung 20 beispielhaft gezeigt und die Haltevorrichtung 50 ist in 3b noch einmal einzeln in einer anderen Perspektive dargestellt. 3 shows perspective views of an exemplary embodiment of a part of a drive means according to the invention. A drive means according to the invention has a holding device 50 on engaging the device 20th causes. In 3a is the engagement of the holding device 50 and device 20th shown by way of example and the holding device 50 is in 3b shown again individually from a different perspective.

Die Haltevorrichtung 50 ist beispielhaft für die Verwendung von Vorrichtungen 20 mit vormontierten Schrauben 40 ausgebildet und weist daher eine Aufnahme 52 zur Herstellung des Eingriffs auf. Sie ist als Spannhülse ausgebildet, so dass der sichere Halt der Vorrichtung 20 und ihre Ausrichtung in Relation zum Antriebsmittel gewährleistet ist.The holding device 50 is exemplary of the use of devices 20th with pre-assembled screws 40 formed and therefore has a receptacle 52 to establish the procedure. It is designed as a clamping sleeve so that the device is held securely 20th and their alignment in relation to the drive means is guaranteed.

In 4 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zur Aufnahme einer Verdrehsicherung gezeigt. In dieser Ausgestaltung ist eine spezielle Geometrie 22a des Kopfes 22 vorgesehen, die die Aufnahme einer Verdrehsicherung von Masseanbindungskabeln mit Ringkabelschuh (nicht gezeigt) erlaubt, wie sie im Automobilbau oder der Industrie Verwendung finden.In 4th Figure 3 is a perspective view of an exemplary embodiment of the device according to the invention 20th shown to accommodate an anti-twist device. There is a special geometry in this embodiment 22a Of the head 22nd provided, which allows the inclusion of an anti-twist device for ground connection cables with ring cable lugs (not shown), as they are used in automotive or industry.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: BauteilComponent
1515th: Ausstülpung beziehungsweise BuchseProtuberance or socket
2020th: erfindungsgemäße Vorrichtungdevice according to the invention
2222nd: Kopfhead
2424: Schaftshaft
2626th: Spitzetop
2828: Aufnahme für mindestens ein BefestigungsmittelHolder for at least one fastener
3030th: ReibschweißflächeFriction welding surface
3232: ReibschweißkragenFriction welding collar
3434: HohlkehleFillet
3636: ReibschweißflanschFriction weld flange
4040: BefestigungsmittelFasteners
5050: HaltevorrichtungHolding device
5252: Aufnahme zur Herstellung des EingriffsRecording for making the procedure

Claims

Device (20) for forming a fastening point at any location on a component (10) by means of flow drilling and friction welding with a head (22), a shaft (24) and a tip (26), the shaft (24) between the tip ( 26) and the head (22), and wherein at least the tip (26) is designed to form a receiving area in the component (10) by means of flow drilling, and the head (22) has a larger diameter than the shaft (24) and, on the component side, is formed with a friction welding surface (30) at least on the area projecting beyond the shaft (24), and A receptacle (28) for at least one fastening means (40) is formed along a longitudinal axis of the device (20) in the head (22) and at least partially in the shaft (24) and / or the tip (26).

Device (20) after Claim 1 , characterized in that the jacket surface of the shaft (24) has a friction welding surface (30).

Device (20) after Claim 1 or 2 , characterized in that the friction welding surface (30) is coated, molded on and / or at least the head (22) is formed from a material suitable for friction welding.

Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the friction welding surface (30) is formed with a metallic material and / or a thermoplastic with or without fiber reinforcement.

Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the head (22) on the component side has a friction welding collar (32), a groove (34) and / or a friction welding flange (36).

Device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that engagement with a drive means in the receptacle (28) for the at least one fastening means (40), on an outer contour of the head (22) and / or on an outer contour of a fastening means (40) is to be effected.

Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (24) is at least partially conically shaped.

Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the friction welding surface (30) is structured on the component side.

Drive means for forming a fastening point at any location of a component (10) with a device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive means has a holding device (50) which engages the device (20) by means of a Magnet holder and / or a clamping sleeve causes.

Method for forming a fastening point at any location on a component (10) with a device (20) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that a hole is produced in the component (10) by means of the device (20) by flow drilling, and the device (20) is connected to the component (10) by friction welding.