DE102020109908A1

DE102020109908A1 - Fügeverfahren unter Herstellung einer verbesserten heißverstemmten Nietverbindung

Info

Publication number: DE102020109908A1
Application number: DE102020109908.8A
Authority: DE
Inventors: Dirk Erdloff
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2021-10-14
Also published as: US11919252B2; CN113492536A; US20210316515A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils (1) mit einem zweiten Bauteil (2): Bereitstellen eines ersten Bauteils (1) mit einem thermoplastischen Niet (4); Bereitstellen eines zweiten, ein Nietloch (7) aufweisenden Bauteils (2), wobei das Nietloch (7) einen Nietlocheingang (10) in einer ersten Oberfläche (11) des zweiten Bauteils (2) und ein Nietlochausgang (13) in einer zweiten Oberfläche (12) des zweiten Bauteils (2) ausbildet, und wobei das zweite Bauteil (2) eine im Bereich des Nietlochausgangs (13) angeordnete, strukturierte Nietkopfaufnahme (8) in der zweiten Oberfläche (12) ausbildet; Einführen eines freien Endes (6a) des Niets (4) über den Nietlocheingang (10) in das Nietloch (7) bis eine einseitig beanschlagte, eingeführte und das Nietloch (7) durchgreifende Stellung des Niets (4) erreicht ist; Heißverstemmen des freien Endes (6a) des Niets (4) in der eingeführten Stellung unter Ausbildung eines Nietkopfs (6b), so dass der Nietkopf (6b) in der Nietkopfaufnahme (8) zumindest teilweise aufgenommen ist, um das zweite Bauteil (2) am ersten Bauteil (1) festzulegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen zweier Bauteile, von denen beispielsweise wenigstens eins ein thermoplastisches Kunststoffteil ist, um so aus Einzelteilen größere tragende Strukturen aufzubauen, wie sie z.B. im Automobilbau benötigt werden.
In der Automobiltechnik werden Bauteile aus Kunststoff für Instrumententafel, Mittelkonsole oder Türverkleidung oder gar einzelne Bedienelemente in großer Anzahl verwendet. Dazu müssen oftmals sehr unterschiedliche Bauteile zusammengefügt werden. Als Fügeverfahren sind neben Schweißen auch Kleben, Verschrauben oder Verclipsen bekannt.
Auch innerhalb der Schweißverfahren kann je nach Bauteil zwischen Ultraschall-, Infrarot- oder Heizplattenschweißen gewählt werden. Sind die Bauteile sehr dicht aneinandergrenzend zu verbinden, so muss auf ein so genanntes Heißverstemmen zurückgegriffen werden. Beim Heißverstemmen können beide Bauteile aufeinander liegen, wobei eines der Bauteile ein Niet, auch Nietdom genannt, aus thermoplastischem Kunststoff aufweisen muss, der durch ein Nietloch des anderen Bauteils geführt wird. Mittels Heißluft, Laserbestrahlung oder Infrarotstrahlung oder einem beheizten Nietkopfstempel wird der Niet erwärmt und dann so umgeformt, dass sich ein Nietkopf bildet und beide Kunststoffteile mehr oder weniger formschlüssig miteinander verbunden sind. Da nur der Niet erwärmt werden muss, können die Oberflächen dann auch für ein Dekor genutzt werden.
Aufgrund des Materialschwunds, auch Materialschwindung genannt, verringert sich die Materialstärke des Nietdoms mit dem Abkühlen, was dazu führt, dass die Verbindung in der zur Einführrichtung des Doms senkrechten Richtung Spiel aufweist und die Bauteile gegebenenfalls nur noch lose verbunden sind, was zu im Fahrzeuginnenraum nachteilig wahrnehmbaren Klappergeräuschen führen kann. Es sind ferner Verfahren aus der DE 10 2016 108 290 B3 bekannt, bei dem ferner neben dem Heißverstemmen die Bauteile durch Heißverschweißen stoffschlüssig verbunden werden. Dies beansprucht die Bauteile zusätzlich und kann sich nachteilig auf die Oberflächenkontur der Bauteile auswirken. Darüber hinaus ist eine stoffschlüssige Verbindung mittels eines thermischen Schweißverfahrens dann nicht realisierbar, wenn das das Nietloch aufweisende Bauteil nicht aus einem Thermoplast, beispielsweise aus einem Metall besteht oder eine metallische Beschichtung in dem an das Nietloch angrenzenden Bereich aufweist. Derartige metallisch beschichtete Bauteile, wie verchromte Bauteile werden gerne bei Verkleidungen oder Bedienteilen von Kraftfahrzeugen verwendet.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Fügen zweier Bauteile bereitzustellen, bei dem eine hinsichtlich der Haltbarkeit und Festigkeit verbesserte Nietverbindung durch Heißverstemmen hergestellt wird und dies auch dann erreicht wird, wenn es nicht zur stoffschlüssigen Verbindung zwischen den zwei Bauteilen kommt, weil beispielsweise der an das zur Nietverbindung gehörige Nietloch angrenzende Bereich des betreffenden Bauteils metallisch beschichtet ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Eine entsprechend vorteilhafte Anordnung sowie eine Verwendung sind jeweils Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil. In einem ersten Bereitstellungsschritt erfolgt ein Bereitstellen eines ersten Bauteils mit mindestens einem thermoplastischen Niet. In einem zweiten Bereitstellungsschritt wird ein zweites, ein Nietloch aufweisendes Bauteil bereitgestellt, wobei das Nietloch einen Nietlocheingang in einer ersten Oberfläche des zweiten Bauteils und ein Nietlochausgang in einer zweiten Oberfläche des zweiten Bauteils definiert. Ferner bildet das zweite Bauteil eine im Bereich des Nietlochausgangs angeordnete, strukturierte Nietkopfaufnahme in der zweiten Oberfläche aus. Der Begriff Bauteil ist jeweils weit auszulegen. Beispielsweise handelt es sich um eine Gehäuse- oder Blendenkomponente oder eine Bedienelementkomponente. Der Niet ist beispielsweise ein einen runden Querschnitt aufweisender Zapfen, der von einer zur Anlage am zweiten Bauteil bestimmten Anlagefläche umgeben ist und über diese vorsteht. Beispielswiese ist wenigstens der Niet aus z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyvinylchlorid (PVC) oder Kombinationen daraus ausgebildet. Bevorzugt ist das erste Bauteil vollständig aus einem Thermoplast ausgebildet. Das zweite Bauteil ist beispielsweise aus einem Kunststoff, Metall oder Kombinationen daraus ausgebildet. Bevorzugt handelt es sich bei dem zweiten Bauteil, um einen metallisch beschichteten, wie galvanisch beschichteten, Körper aus einem Thermoplast.
In einem Einführschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Einführen eines freien Endes des Niets in den Nietlocheingang bis eine einseitig beanschlagte, eingeführte und das Nietloch durchgreifende Stellung des Niets erreicht ist. Die beanschlagte Stellung ergibt sich beispielsweise daraus, dass die Anlagefläche des ersten Bauteils an der den Nietlocheingang umgebenden, ersten Oberfläche des zweiten Bauteils in Anlage gebracht ist.
In einem nachfolgenden Schritt des erfindungsgemäßen Fügeverfahrens erfolgt ein Heißverstemmen des freien Endes des Niets in der eingeführten Stellung unter Ausbildung eines Nietkopfs, so dass der Nietkopf durch Verformen des freien Endes ausgebildet und in der Nietkopfaufnahme aufgenommen ist, um letztlich das zweite Bauteil am ersten Bauteil festzulegen. Beispielsweise erfolgt das Heißverstemmen durch indirekte Erwärmung des Niets über einen mit dem freien Ende in Berührkontakt stehenden, beheizten Stempel, wobei das Beheizen des Stempels durch Heißluft oder Wärmestrahlung erfolgt oder dadurch dass das freie Ende des Niets unmittelbar durch Heißluft, Ultraschall oder Wärmestrahlung erwärmt wird. Die Struktur in der Nietkopfaufnahme sorgt für eine zusätzliche Fixierung des Nietkopfes am zweiten Bauteil, ohne dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Niet und dem zweiten Bauteil erforderlich ist. Beispielsweise wird der Niet durch die Struktur drehfest festgelegt. Beispielsweise handelt es sich bei der Struktur um eine singuläre Ausnehmung oder einen singulären Zahn oder eine Verzahnung mit einer Abfolge von Zähnen und dazwischen liegenden Zahntälern. Somit wird auch dann eine Verbindung hergestellt, wenn das zweite Bauteil aus einem Material hergestellt ist, welches nicht oder nur schwer auf thermischem Wege mit dem Thermoplast des Niets stoffschlüssig zu verbinden ist oder zumindest die Nietkopfaufnahme bzw. die das Nietlochausgang aufweisende zweite Oberfläche eine entsprechende Beschichtung, beispielsweise eine metallische Beschichtung aufweist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Nietkopfaufnahme beim Heißverstemmen ein formgebendes Werkzeug, auch Formnest genannt, bildet, so dass der Nietkopf in der strukturierten Nietkopfaufnahme formschlüssig aufgenommen ist. Die optional metallische Beschichtung des zweiten Bauteils dient während des Heißverstemmens der Wärmeabfuhr, um eine thermische Verformung zu vermeiden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die strukturierte Nietkopfaufnahme und der heißverstemmte Nietkopf eine Passverzahnung ausbilden. Beispielsweise ist eine Wellenverzahnung, Kerbverzahnung, Keilverzahnung oder Evolventenverzahnung vorgesehen. Diese ist beispielsweise umlaufend um den Nietlochausgang ausgebildet.
Um durch die Materialschwindung beim Erstarren des thermoplastischen Niets bzw. Nietkopfes bewirkte, vorgespannte und damit kraftschlüssige Festlegung des zweiten Bauteils auf dem Niet des ersten Bauteils zwischen dem Nietkopf und der Anlagefläche zu erreichen, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Nietkopfaufnahme in Richtung des Nietlocheingans konisch zulaufend ausgebildet.
Um eine zusätzliche Verspannung in entgegengesetzte Richtung zu bewirken, weist der Niet gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung einen in Richtung seines freien Endes bzw. in Richtung seines Nietkopfes konisch zulaufenden Sockelabschnitt auf, der beispielsweise mit einer komplementär ausgebildeten Innenumfangsfläche des Nietlochs zusammenwirkt. Beispielsweise ist der Sockelabschnitt in dem sich zwischen der Anlagefläche und dem Nietkopf vorgesehenen Bereich des Niets ausgebildet.
Bevorzugt ist die Nietkopfaufnahme durch eine den Nietlochausgang umgebende Senke in der zweiten Oberfläche des zweiten Bauteils ausgebildet und der Nietknopf ist nach dem Heißverstemmen in der Senke vollständig und bevorzugt mit der zweiten Oberfläche bündig abschließend aufgenommen, um eine mechanische Beschädigung des ansonsten vorstehenden Nietkopfes zu verhindern, bzw. eine optisch attraktive Erscheinung zu erreichen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einem ersten Bauteil und einem an dem ersten Bauteil festgelegten, zweiten Bauteil. Dabei weist das erste Bauteil einen thermoplastischen Niet auf. Das zweite Bauteil weist ein Nietloch auf. Das Nietloch definiert einen Nietlocheingang in einer ersten Oberfläche des zweiten Bauteils und ein Nietlochausgang in einer zweiten Oberfläche des zweiten Bauteils. Erfindungsgemäß ist eine im Bereich des Nietlochausgangs angeordnete, strukturierte Nietkopfaufnahme in der zweiten Oberfläche ausgebildet. Der Niet ist in das Nietloch eingeführt und das Nietloch durchgreifend angeordnet, wobei er an seinem freien Ende einen Nietkopf ausbildet, der zumindest teilweise in der Nietkopfaufnahme aufgenommen ist. Der Nietkopf ist beispielsweise eine durch Heißverstemmen ausgebildete pilzförmige Vergrößerung am freien Ende der Niet. Beispielsweise bildet das erste Bauteil eine Anlagefläche für die den Nietlocheingang umgebende, erste Oberfläche des zweiten Bauteils aus und das zweite Bauteil ist zwischen dem Nietkopf und der Anlagefläche festgelegt.
Die Struktur in der Nietkopfaufnahme sorgt für eine zusätzliche Fixierung des Nietkopfes am zweiten Bauteil, ohne dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Niet und dem zweiten Bauteil erforderlich ist. Beispielsweise wird der Niet durch die Struktur drehfest festgelegt. Beispielsweise handelt es sich bei der Struktur um eine singuläre Ausnehmung oder einen singulären Zahn oder eine Verzahnung mit einer Abfolge von Zähnen und dazwischen liegenden Zahntälern. Somit wird auch dann eine Verbindung hergestellt, wenn das zweite Bauteil aus einem Material hergestellt ist, welches nicht oder nur schwer auf thermischem Wege mit dem Thermoplast des Niets stoffschlüssig zu verbinden ist oder zumindest die Nietkopfaufnahme bzw. die das Nietlochausgang aufweisende zweite Oberfläche eine entsprechende Beschichtung, beispielsweise eine metallische Beschichtung, aufweist, so dass eine stoffschlüssige Verbindung zumindest durch Erwärmen ausgeschlossen ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Nietkopf in der strukturierten Nietkopfaufnahme formschlüssig aufgenommen ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die strukturierte Nietkopfaufnahme und der Nietkopf eine Passverzahnung ausbilden. Beispielsweise ist eine Wellenverzahnung, Kerbverzahnung, Keilverzahnung oder Evolventenverzahnung vorgesehen. Diese ist beispielsweise umlaufend um den Nietlochausgang ausgebildet.
Um eine vorgespannte und damit kraftschlüssige Festlegung des zweiten Bauteils auf dem Niet des ersten Bauteils zwischen dem Nietkopf und der Anschlagsfläche zu erreichen, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Nietkopfaufnahme in Richtung des Nietlocheingangs konisch zulaufend ausgebildet. Um eine zusätzliche Verspannung in entgegengesetzte Richtung zu bewirken, weist der Niet gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung einen in Richtung seines freien Endes bzw. in Richtung seines Nietkopfes konisch zulaufenden Sockelabschnitt auf, der beispielsweise mit einer komplementär ausgebildeten Innenumfangsfläche des Nietlochs zusammenwirkt. Beispielsweise ist der Sockelabschnitt in dem sich zwischen der Anlagefläche und dem Nietkopf vorgesehenen Bereich des Niets ausgebildet.
Bevorzugt ist die Nietkopfaufnahme durch eine den Nietlochausgang umgebende Senke in der zweiten Oberfläche des zweiten Bauteils ausgebildet und der Nietknopf ist in der Senke vollständig und bevorzugt mit der zweiten Oberfläche bündig abschließend aufgenommen, um eine mechanische Beschädigung des ansonsten vorstehenden Nietkopfes zu verhindern, bzw. eine optisch attraktive Erscheinung zu erreichen.
Die Erfindung betrifft ferner die vorteilhafte Verwendung der Anordnung in den zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen in einem Kraftfahrzeug. Beispielsweise ist das erste Bauteil eine Blende und das zweite Bauteil ein Betätigungsteil eines Bedienelements, wobei das Betätigungsteil entlang eines Verstellweges verstellbar mittels Lagerungsmittel gelagert ist und die Blende am Betätigungsteil festgelegt ist, um die Lagerungsmittel abzudecken.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:

1 eine schematische Schnittansicht durch ein erstes, beim erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestelltes Bauteil 1;
2 eine schematische Schnittansicht durch ein zweites, beim erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestelltes Bauteil 2;
3 eine Aufsicht auf den beim erfindungsgemäßen Verfahren in das Nietloch 7 des zweiten Bauteils 2 eingeführten Niet 7 des ersten Bauteils vor dem Heißverstemmen des freien Endes 6a des Niets 7;
4 eine zu 3 gehörige Schnittansicht;
5 eine Aufsicht auf den beim erfindungsgemäßen Verfahren in das Nietloch 7 des zweiten Bauteils 2 eingeführten Niet 4 des ersten Bauteils 1 nach dem Heißverstemmen des freien Endes 6a des Niets 4 zu einem Nietkopf 6b;
6 eine zu 5 gehörige Schnittansicht.

1 zeigt das bereitgestellte erste Bauteil 1 im Schnitt, wobei lediglich ein den Niet 4 beinhaltender Bereich des ersten Bauteils 1 gezeigt ist. Das erste Bauteil 1 ist vollständig aus einem Thermoplast hergestellt und bildet einen Niet 4 aus, der sich zapfenförmig von einer Anlagefläche 3 des ersten Bauteils 1 weg erstreckt und ein freies Ende 6a aufweist. Zwischen dem freien Ende 6a und der Anlagefläche 3 bildet der Niet 4 einen sich zum freien Ende 6a hin verjüngenden, konusförmigen Sockelabschnitt 5 aus. Das erste Bauteil 1 wird samt Niet 4 in einem formgebenden Verfahren aus dem Thermoplast hergestellt.
2 zeigt das zweite, beim erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellte Bauteil 2. Auch dieses Bauteil 2 ist in 2 lediglich bereichsweise mit dem ein Nietloch 7 beinhaltenden Bereich gezeigt. Das zweite Bauteil 2 ist aus einem Thermoplast in einem formgebenden Verfahren hergestellt und in einem nachfolgenden Beschichtungsschritt, wie einem galvanischen Abscheidungsverfahren, metallisch beschichtet, so dass es eine metallische Schicht 14 aufweist, die eine äußere Oberfläche des zweiten Bauteils 2 ausbildet. Das zweite Nietloch 7 erstreckt sich von einer ersten Oberfläche 11, in der der Nietlocheingang 10 ausgebildet ist, zu einer zweiten Oberfläche 12 des zweiten Bauteils, wo das Nietloch 7 einen Nietlochausgang 13 mit einer Nietkopfaufnahme 8 ausbildet. Zwischen Nietkopfaufnahme 8 und Nietlocheingang 10 ist das Nietloch 7 sich konusförmig hin zum Nietlochausgang 13 hin verjüngend ausgebildet.
Die Nietkopfaufnahme 8 ist durch eine konusförmige, sich nach außen, also weg vom Nietlochausgang 13 hin aufweitende Senke ausgebildet, die Nietkopfaufnahme 8 weist eine wellenförmige Struktur auf ihrer Oberfläche auf.
3 zeigt eine Aufsicht auf den beim erfindungsgemäßen Verfahren in das Nietloch 7 des zweiten Bauteils 2 eingeführten Niet 4 des ersten Bauteils 1 vor dem Heißverstemmen des freien Endes 6a des Niets 4. 4 ist der zugehörige Schnitt. Der Niet 4 ist dabei so weit in das Nietloch 7 eingeführt, dass die den Nietlocheingang 10 umgebende erste Oberfläche 11 des zweiten Bauteils 2 in Anlage mit der den Niet 4 umgebenden Anlagefläche 3 des ersten Bauteils 1 gelangt und das freie Ende 6a des Niets 4 den Nietlochausgang 13 und die mit der wellenförmigen Struktur versehene Nietkopfaufnahme 8 überragt.
5 ist eine Aufsicht auf den beim erfindungsgemäßen Verfahren in das Nietloch 7 des zweiten Bauteils 2 eingeführten Niet 4 des ersten Bauteils 1 und nach dem erfolgten Heißverstemmen des in 4 gezeigten freien Endes 6a des Niets 4 zu einem Nietkopf 6b. 6 ist eine zu 5 gehörige Schnittansicht. Dadurch wird die erfindungsgemäße Anordnung 10 aus dem ersten Bauteil 1 und dem an dem ersten Bauteil 1 festgelegten, zweiten Bauteil 2 ausgebildet, welche in den 5 und 6 nur ausschnittsweise gezeigt ist. Beispielsweise erfolgt das Heißverstemmen durch indirekte Erwärmung des Niets 4 bzw. seines freien, in 4 gezeigten Endes 6a über einen mit dem freien Ende 6a in Berührkontakt stehenden, beheizten Stempel, wobei das Beheizen des Stempels durch Heißluft oder Wärmestrahlung erfolgt oder dadurch dass das freie Ende 6a des Niets 4 unmittelbar durch Heißluft, Ultraschall oder Wärmestrahlung erwärmt und geformt wird.
Die Struktur in der Nietkopfaufnahme 8 sorgt für eine zusätzliche Fixierung des Nietkopfes 6b am zweiten Bauteil, ohne dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Niet 4 und dem zweiten Bauteil 2 erforderlich ist. So wird der Niet 4 durch die Struktur der Nietkopfaufnahme 8 drehfest festgelegt. Es handelt es sich bei der Struktur um eine wellenförmige Verzahnung mit einer Abfolge von Zähnen und dazwischen liegenden Zahntälern. Die Nietkopfaufnahme 8 dient beim Heißverstemmen als formgebendes Werkzeug für das Material des freien Endes des Niets 4, so dass der ausgebildete Nietkopf 6b in der strukturierten Nietkopfaufnahme 8 formschlüssig aufgenommen ist. Die durch metallische Beschichtung u.a. in der Nietkopfaufnahme 8 ausgebildete metallische Schicht 14 des zweiten Bauteils 2 dient während des Heißverstemmens der Wärmeabfuhr, um eine thermische Verformung des zweiten Bauteils 2 zu vermeiden. Die strukturierte Nietkopfaufnahme 8 und der heißverstemmte Nietkopf 6b bilden eine Passverzahnung aus, die umlaufend um den Nietlochausgang ausgebildet ist.
Um eine durch die Materialschwindung beim Erstarren des thermoplastischen Niets 4 hervorgerufene, vorgespannte und damit kraftschlüssige Festlegung des zweiten Bauteils 2 auf dem Niet des ersten Bauteils 1 zwischen dem Nietkopf 6b und der Anlagefläche 3 zu bewirken, ist die Nietkopfaufnahme 8 in Richtung des Nietlocheingangs 10 konisch zulaufend ausgebildet. Der Nietknopf 6b ist nach dem Heißverstemmen in der durch die Nietlochaufnahme 8 ausgebildete Senke vollständig und mit der zweiten Oberfläche 12 des zweiten Bauteils 2 bündig abschließend aufgenommen, um eine mechanische Beschädigung eines ansonsten überstehenden Nietkopfes 6b zu verhindern, bzw. eine optisch attraktive Erscheinung zu erreichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016108290 B3 [0004]

Claims

Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils (1) mit einem zweiten Bauteil (2): Bereitstellen eines ersten Bauteils (1) mit einem thermoplastischen Niet (4); Bereitstellen eines zweiten, ein Nietloch (7) aufweisenden Bauteils (2), wobei das Nietloch (7) einen Nietlocheingang (10) in einer ersten Oberfläche (11) des zweiten Bauteils (2) und ein Nietlochausgang (13) in einer zweiten Oberfläche (12) des zweiten Bauteils (2) ausbildet, und wobei das zweite Bauteil (2) eine im Bereich des Nietlochausgangs (13) angeordnete, strukturierte Nietkopfaufnahme (8) in der zweiten Oberfläche (12) ausbildet; Einführen eines freien Endes (6a) des Niets (4) über den Nietlocheingang (10) in das Nietloch (7) bis eine einseitig beanschlagte, eingeführte und das Nietloch (7) durchgreifende Stellung des Niets (4) erreicht ist; Heißverstemmen des freien Endes (6a) des Niets (4) in der eingeführten Stellung unter Ausbildung eines Nietkopfs (6b), so dass der Nietkopf (6b) in der Nietkopfaufnahme (8) zumindest teilweise aufgenommen ist, um das zweite Bauteil (2) am ersten Bauteil (1) festzulegen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Nietkopfaufnahme (8) beim Heißverstemmen ein formgebendes Werkzeug bildet, so dass der heißverstemmte Nietkopf (6b) in der strukturierten Nietkopfaufnahme (8) formschlüssig aufgenommen ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die strukturierte Nietkopfaufnahme (8) und der heißverstemmte Nietkopf (6b) eine Passverzahnung ausbilden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nietkopfaufnahme (8) in Richtung des Nietlocheingangs (10) konisch zulaufend ausgebildet ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Niet (4) einen in Richtung seines freien Endes (6a) konisch zulaufenden Sockelabschnitt (5) aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nietkopfaufnahme (8) durch eine den Nietlochausgang (13) umgebende Senke in der zweiten Oberfläche (12) des zweiten Bauteils (2) ausgebildet ist und der Nietkopf (6b) nach dem Heißverstemmen in der Senke vollständig aufgenommen ist.
Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Nietknopf (6b) nach dem Heißverstemmen in der Senke als Nietkopfaufnahme (8) mit der zweiten Oberfläche (12) bündig abschließend aufgenommen ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die Nietkopfaufnahme (8), bevorzugt ferner mindestens die zweite Oberfläche (12) metallisch beschichtet ist.
Anordnung (10) aus einem ersten Bauteil (1) und einem an dem ersten Bauteil (1) festgelegten, zweiten Bauteil (2); wobei das erste Bauteil (1) einen thermoplastischen Niet (4) aufweist; wobei das zweite Bauteil (2) ein Nietloch (7) mit einem Nietlocheingang (10) in einer ersten Oberfläche (11) des zweiten Bauteils (2) und einem Nietlochausgang (13) in einer zweiten Oberfläche (12) des zweiten Bauteils (2) aufweist und eine im Bereich des Nietlochausgangs (13) angeordnete, strukturierte Nietkopfaufnahme (8) in der zweiten Oberfläche (12) ausgebildet ist; wobei der Niet (4) in das Nietloch (7) eingeführt ist und das Nietloch (7) durchgreifend angeordnet ist und an seinem freien Ende (6a) einen Nietkopf (6b) ausbildet, der zumindest teilweise in der Nietkopfaufnahme (8) aufgenommen ist.
Anordnung (10) gemäß Anspruch 9, wobei der Nietkopf (6b) in der strukturierten Nietkopfaufnahme (8) formschlüssig aufgenommen ist.
Anordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, wobei die strukturierte Nietkopfaufnahme (8) und der Nietkopf (6b) eine Passverzahnung ausbilden
Anordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, wobei die Nietkopfaufnahme (8) in Richtung Nietlocheingang (10) konisch zulaufend ausgebildet ist.
Anordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, wobei der Niet (4) einen in Richtung seines Nietkopfes (6b) konisch zulaufenden Sockelabschnitt (5) aufweist.
Anordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, wobei die Nietkopfaufnahme (8) durch eine den Nietlochausgang (13) umgebende Senke in der zweiten Oberfläche (12) des zweiten Bauteils (2) ausgebildet ist und der Nietknopf (6b) in der Senke vollständig aufgenommen ist.
Anordnung (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Nietknopf (6b) in der Senke mit der zweiten Oberfläche (12) bündig abschließend aufgenommen ist.
Anordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 15, wobei zumindest die Nietkopfaufnahme (8), bevorzugt ferner mindestens die zweite Oberfläche (12) metallisch beschichtet ist.
Verwendung der Anordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 16 in einem Kraftfahrzeug.