DE3145469A1 - Method and apparatus for producing a positive and non-positive connection - Google Patents

Method and apparatus for producing a positive and non-positive connection

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DE3145469A1 DE19813145469 DE3145469A DE3145469A1 DE 3145469 A1 DE3145469 A1 DE 3145469A1 DE 19813145469 DE19813145469 DE 19813145469 DE 3145469 A DE3145469 A DE 3145469A DE 3145469 A1 DE3145469 A1 DE 3145469A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K25/00—Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components

Abstract

The invention relates to a method and an apparatus for producing a positive and non-positive connection between a first component provided with a recess and a second component to be inserted into the recess of the first component. A circumferentially extending groove is machined into the second component, being arranged in such a way that, when the two components are fitted together, it lies at least partially within the recess of the first component. By subsequently pressing the edge region of the recess of the first component into the groove of the second component, the two components are connected to one another positively and non-positively.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur fierstellung einer kraft- undMethod and device for fierstellung a force and

formschlüssigen Verbindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer kraft- und formschlüssigen Verbindung gemäß dem Oberbegrifl des Patenta nspruchs 1.positive connection The invention relates to a method and a device for producing a non-positive and positive connection according to the preamble of claim 1.

Um ein erstes, rnit einer Ausnehmung versehenes Bauteil mit einem in die Ausnehmung einzusetzenden zweiten Bauteil zu verbinden, wie z. B. Gehäuseteil mit Stehbolzen, ist es bekannt, die Ausnehmung mit einem Innengewinde und den Stehbolzen mit einem entsprechenden Außengewinde zu versehen und beide Teile miteinander zu verschrauben. Als weitere Verbindungsmöglichkeiten bietet sich z. B. Hartlöten, Schweißen und Kleben an.Around a first component provided with a recess with a to be used in the recess to connect the second component, such. B. housing part with stud bolts, it is known to have the recess with an internal thread and the stud bolts to be provided with a corresponding external thread and both parts to each other screw. As a further connection options z. B. Brazing, Welding and gluing on.

Wird eine Schraubenverbindung gewählt, so ist u. U. eine zust'itzliche Verdrehsicherung erforderlich.If a screw connection is selected, an additional one may be required Anti-twist protection required.

Die genannten Verbindungen haben den Nachteil, daß sie zum inen mehrere Arbeitsgänge erfordern und daß sie zum anderen die Kombinationsmöglichkeiten der Materialien einengen.The compounds mentioned have the disadvantage that they are inen several Require work steps and that they, on the other hand, the possible combinations of Narrow down materials.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche jeweils mit einfachen Mitteln und auf einfache Weisc die erwähnte kraft- und formschlüssige Verbindung ermöglichen.The invention is therefore based on the object of a method and to create a device of the type mentioned, which each with simple Means and in a simple way the aforementioned non-positive and positive connection enable.

Diese Aufgabe wird mit dem im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahren gelöst.This object is achieved with the method specified in claim 1 solved.

Weiterbildungen und vorteilhafte ausgestaltungen dieser Erfindung werden in den Unteransprüchen 2 bis 6 aufgezeigt.Developments and advantageous embodiments of this invention are shown in the subclaims 2 to 6.

Im Patentanspruch 7 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 8 bis 10 angegeben.In claim 7 is a device for performing the invention Procedure specified. Developments and advantageous embodiments of these Apparatus are specified in claims 8-10.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, mit einfachen Mitteln eine verschiebe- und verdrehsichere Verbindung zwischen zwei Bauteilen herstellen zu können, die auch für Bauteile aus unterschiedlichen Materialien geeignet ist.The method according to the invention offers the advantage of using simple means Establish a shift and twist-proof connection between two components that is also suitable for components made of different materials.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer kraft und formschlüssigen Verbindung, die in der Zeichnung dargestellt ist, nachstchell(l näher erläutert.The method according to the invention is based on a force-fit and form-fit Connection shown in the drawing, explained in more detail below.

Es zeigen: Fig. 1 ein mit einer Bohrung versehenes Cehäuseteil, in welcher ein Bolzen durch Verstemmen befestigt ist, Fig. 2 ein hulseriförmig ausgebildetes Werkzeug, welches an einer Stirnseite mit einem umlaufenden, abgeschrägten Vorsprung versehen ist und Fig. 3 ein mit einer Bohrung versehenes Bauteil mit einem in die Bohrung eingesetzten Bolzen und einem auf den Bolzen aufgeschobenen Werkzeug zum Verstemmen.They show: FIG. 1 a housing part provided with a bore, in FIG which a bolt is fastened by caulking, Fig. 2 is a sleeve-shaped Tool, which on one end face with a circumferential, beveled projection is provided and 3 shows a component provided with a bore with a bolt inserted into the hole and one pushed onto the bolt Caulking tool.

In Fig. 1 ist ein Gehäuseteil 2 dargestellt, welches eine Bohrung 4 zui Aufnahme eines Bolzens 1 aufweist. Der Bolzen 1 ist mit einer umlaufenden, einen keilförmigen Querschnitt aufweisenden Nut 3 versehen und so tief in die Bohrung 4 eingesetzt, daß die Oberliante der Nut 3 bei einem Durchmesser des Bolzens von z. B. 10 mm in etwa einen halben Millimeter unterhalb der Oberkante der Bohrung 4 liegt. Durch Verformen des Randbereiches 6 der Bohrung 4 ist ein Teil 5 der Wandung der Bohrung 4 in die Nut 3 des Bolzens 1 gedrückt worden, so daß zwischen der Nut 3 und dem Teil 5 der Wandung der Bohrung 4 Form- und Kraftschluß besteht.In Fig. 1, a housing part 2 is shown which has a bore 4 zui receiving a bolt 1. The bolt 1 is with a circumferential, provided a wedge-shaped cross-section having groove 3 and so deep into the bore 4 inserted that the upper edge of the groove 3 with a diameter of the bolt of z. B. 10 mm in about half a millimeter below the top of the hole 4 lies. By deforming the edge region 6 of the bore 4, part 5 of the wall is formed the bore 4 has been pressed into the groove 3 of the bolt 1, so that between the groove 3 and the part 5 of the wall of the bore 4 form and force fit.

Das in Fig. 2 dargestellte Werkzeug zum Verstemmen des Randbereiches einer Gehäusebohrung mit einem Bolzen besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Stempel 7, der mit einer in wichtung seiner Längsachse verlaufenden Bohrung 9 versehen ist. Der Durchmesser der Bohrung 9 ist dem Durchmesser des mit dem Gehäuseteil zu verbindenden Bolzens angepaßt. An der auf das Gehäuseteil aufzusetzenden Stirnseite des Stempels 7 ist ein die Bohrung 9 einfassender, umlaufender Vorsprung 8 vorgesehen, der im Sinne einer konischen Erweiterung der Bohrung 9 abgeschrägt ist.The tool shown in Fig. 2 for caulking the edge area a housing bore with a bolt consists of a preferably cylindrical Stamp 7, which is provided with a bore 9 extending in weighting of its longitudinal axis is. The diameter of the bore 9 is the diameter of the housing part connecting bolt adapted. On the face to be placed on the housing part of the punch 7, a circumferential projection 8 surrounding the bore 9 is provided, which is beveled in the sense of a conical widening of the bore 9.

Anhand der Fig. 3 wird das Verfahren zur Herstellung einer kraft- und foriischlüssigen Verbindung zwischen zwei Bauteilen nachstehend näher erläutert.With reference to Fig. 3, the method for producing a power and foriischlüssigen connection between two components explained in more detail below.

In eine Bohrung 15 eines Gehäuseteils 14 wird ein mit einer keilförmig ausgebildeten Umfangsnut 16 versehener Bolzen 12 eingesetzt. [)ie Tiefe der Bohrung 15 ist so bemessen, daß die Oberkante ler Nut 16 etwas unterhalb der Oberkante der Bohrung 15 liegt. Anschließend wird ein mit einer Längsbohrung 10 versehene Stempel 11 auf das freie Ende des Bolzens 12 aufgeschoben, und zwar so weit, J>is ein an der dem Gehäuseteil 14 zugewandten Stirnseite des zylindrischen Körpers 11 angeordneter, die Längsbohrung I () ringförmig umschließender Vorsprung 13 am Gehäuseteil 14 zur Anlage kommt.In a bore 15 of a housing part 14 is a with a wedge-shaped formed circumferential groove 16 provided bolt 12 used. [) the depth of the hole 15 is dimensioned so that the upper edge ler groove 16 is slightly below the upper edge of the Hole 15 is located. A punch provided with a longitudinal bore 10 is then made 11 on the free end of the Bolt 12 pushed so far, J> is a on the end face of the cylindrical body facing the housing part 14 11 arranged, the longitudinal bore I () annularly enclosing projection 13 on Housing part 14 comes to rest.

Der Stempel 11 wird dann durch Druckbelastung (Pressen) oder Schlagbelastung weiter in Richtung auf das (;chäuseteil 14 zu auf dem Bolzen 12 verschoben. Dabei drückt sich der konisch ausgebildete Vorsprung 13 in den i?andbereici der Bohrung 10 ein und verformt diesen in Richtung auf die Nut 16 zu. Der Grad und die Richtung der Verformung wird ciurch die höhe und den Winkel der Abschrägung des Vorsprungs 13 bestimmt.The punch 11 is then subjected to pressure loading (pressing) or impact loading moved further in the direction of the (; housing part 14 to on the bolt 12. This the conical projection 13 is pressed into the other areas of the bore 10 and deforms it in the direction of the groove 16. The degree and the direction The deformation is determined by the height and angle of the bevel of the protrusion 13 determined.

Die Nut 16 des Bolzens ist so bemessen, daß sie von dem verformten Bereich 17 der Bohrungswandung unter leichter Spannung ausgefüllt wird.The groove 16 of the bolt is dimensioned so that it is deformed by the Area 17 of the bore wall is filled under slight tension.

Urn das Einstechen einer Nut in den Bolzen einzusparen, ist es auch möglich, einen Gewindebolzen in die Gehä-usebohrung einzusetzen, wobei die Gewindegänge die Funktion der Nut übernehmen.In order to save having to dig a groove in the bolt, it is possible to insert a threaded bolt into the housing bore, whereby the thread turns take over the function of the groove.

Anstelle eines die Ausnehmung des Werkzeuges umschließenden, ringförmigen Vorsprunges können auch mehrere einzelne im Randbereich der Ausnehmung angeordnete Vorsprünge vorgesehen werden.Instead of an annular one surrounding the recess of the tool Several individual protrusions can also be arranged in the edge region of the recess Projections are provided.

Bei miteinander zu verbindenden Kunststoffbauteilen ist eine definierte Verformung des Randbereiches der das Bauteil aufnehmenden Gehäusebohrung mittels Ultraschall möglich.In the case of plastic components to be connected to one another, a defined Deformation of the edge area of the housing bore receiving the component by means of Ultrasound possible.

Claims (10)

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer kraft- und formschiüssigen Verbindung zwischen einem mit einer Ausnehmung versehenen ersten Bauteil und einem von der Ausnehmung wenigstens teilweise aufzunehmenden zweiten Bauteil, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) in das erste Bauteil (2) wird eine Ausnehmung (4) eingearbeitet, die so bemessen ist, daß ihr Querschnitt an den Querschnitt des zweiten Bauteils (1) angepaßt ist; b) das mit wenigstens einer sich übe-r wenigstens einen Teil seines Umfangs erstreckenden Ausnehmung (3) versehene zweite Bauteil (1) wird so weit in die Ausnehmung (4) des ersten Bauteiles (2) eingeführt, daß wenigstens ein Teil der Ausnehmung (3) des zweiten Ballteiles (1) innerhalb der Ausnehmung (4) des ersten Bauteiles (2) liegt; c) durch Verformen des äußeren Randbereiches der Ausnehmung (4) des ersten Bauteiles (2) wird ein Teil (5) der Wandung der Ausnehmung (4) des ersten Bauteiles (2) in die Ausnehmung (3) des zweiten Bauteiles (1) eingebracht. A method for producing a non-positive and positive-fit Connection between a first component provided with a recess and a by the recess at least partially to be received second component, characterized through the following process steps: a) a recess is made in the first component (2) (4) incorporated, which is dimensioned so that its cross-section matches the cross-section of the second component (1) is adapted; b) that with at least one of them at least a part of its circumference extending recess (3) provided second component (1) is introduced so far into the recess (4) of the first component (2) that at least part of the recess (3) of the second ball part (1) within the Recess (4) of the first component (2) is located; c) by deforming the outer edge area the recess (4) of the first component (2) becomes a part (5) of the wall of the recess (4) of the first component (2) introduced into the recess (3) of the second component (1). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit wenigstens einer sich über wenigstens einen Teil seines Umfangs erstreckenden Ausnehmung (3) versehene zweite Bauteil (1) so weit in die Ausnehmung (4) des ersten Bauteiles (2) eingeführt wird, daß die Ausnehmung (3) des zweiten Bauteils (1) vollständig innerhalb der Ausnehmung (4) des ersten Bauteiles (2) liegt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the with at least one recess extending over at least part of its circumference (3) provided second component (1) so far into the recess (4) of the first component (2) is introduced that the recess (3) of the second component (1) completely lies within the recess (4) of the first component (2). 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (3) des zweiten Bauteiles (1) als umlaufende Nut ausgebildet wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that the recess (3) of the second component (1) is designed as a circumferential groove. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (3) einen keilförmigen Querschnitt aufweist.4. The method according to claim 3, characterized in that the groove (3) has a wedge-shaped cross-section. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformen des Randbereiches der Ausnehmung (4) des ersten Bauteiles (2) durch Verstemmen oder Eindrücken erfolgt.5. The method according to claim 1, characterized in that the deforming the edge area of the recess (4) of the first component (2) by caulking or Pressing takes place. 6. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß.6. The method according to claim 1, characterized in that. das Verformen des Randbereiches der Ausnehmung des ersten Bauteiles mittels Ultraschall erfolgt. the deformation of the edge area of the recess of the first component takes place by means of ultrasound. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Es ist ein auf das erste Bauteil zu bewegbarer Stempel (7, 11) vorgesehen, welcher eine in Richtung seiner Längsachse verlaufende Ausnehmung (9, 10) aufweist; b) der Querschnitt der Ausnehmung (9, 10) des Stempels ist dem Querschnitt des mit dem ersten Bauteil zu verbindenden zweiten Bauteiles so angepaßt, daß die Ausnehmung des Stempels beim Andrücken des Stempels an das erste Bauteil den aus den ersten Bauteil herausragenden Tell des zweiten Bauteiles aufnimmt.7. Device for performing the method according to at least one of the preceding claims, characterized by the following features: a) It a stamp (7, 11) which can be moved towards the first component is provided, which has a recess (9, 10) running in the direction of its longitudinal axis; b) the Cross section of the recess (9, 10) of the stamp is the cross section of the with the first component to be connected to the second component adapted so that the recess of the punch when the punch is pressed against the first component from the first Part protruding part of the second component receives. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (7, 11) auf seiner dem ersten Bauteil (14) zugewandten Seite wenigstens einen im Randbereich der Ausnehmung (10) des Stempels (11) angeordneten, sich in Richtung der Längsachse des Stempels (11) erstreckenden und zum Einbringen des äußeren Randbereiches der Ausnehmung des ersten Bauteils in die Ausnehmung des zweiten Bauteils dienenden Vorsprung (13) besitzt.8. Apparatus according to claim 6, characterized in that the stamp (7, 11) on its side facing the first component (14) at least one im Edge region of the recess (10) of the stamp (11) arranged, in the direction the longitudinal axis of the stamp (11) extending and for introducing the outer edge area serving the recess of the first component in the recess of the second component Has projection (13). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (13) die Ausnehmung (10). des Stempels ( 11 ) ringförmig umschließt. 9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the projection (13) the recess (10). of the stamp (11) encloses in a ring. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung im Sinne einer kegelförmigen Erweiterung der Ausnehmung des Stempels abgeschrägt ist.10. Apparatus according to claim 7, characterized in that the projection beveled in the sense of a conical widening of the recess of the punch is.
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