DE3934743A1 - Verfahren zum verbinden zweier bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile.

Bei der Herstellung zahlreicher Gegenstände, von denen hier nur Haushaltsgeräte und Kraftfahrzeuge erwähnt sein mögen, sind zwei Bauteile miteinander zu verbinden, die im Bereich der Verbindungs­ stelle flächig aufeinanderliegen. Beispielsweise soll eine Schelle an einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigt werden, oder eine Lagerbuchse an einer Waschmaschinenwandung, oder dergleichen. In solchen Fällen bedient man sich meistens des sogenannten Buckelschweißens, aber auch Nieten oder Verschrauben sind gängig.

Das Buckelschweißen hat gegenüber den anderen Techniken den Vorteil, daß die Bauteile fluiddicht bleiben, was in vielen Fällen erwünscht oder sogar zwingend ist. Es hat aber den Nachteil, daß bei oberflä­ chenbeschichteten Teilen je nach Typ der Beschichtung entweder eine Schweißung ohne Vorbehandlung gar nicht möglich ist oder aber, vor allem bei verzinkten Stahlteilen, die Zinkschicht im Bereich der Schweißung beschädigt wird.

Die US-A-38 28 517 offenbart ein Verfahren zum Verbinden eines rela­ tiv dünnen ersten Bauteils mit einem relativ dicken zweiten Bau­ teil, bei welchem in ersten, getrennten Arbeitsgängen das dünne Bau­ teil gelocht und gegebenenfalls mit einer Fase versehen wird, das dicke Bauteil einem Extrusionsarbeitsgang dergestellt unterworfen wird, daß ein in das Loch passender Niet angeformt wird, und schließ­ lich beim eigentlichen Verbinden der Niet in das Loch gesteckt und auf der dem dicken Bauteil abgewandten Seite des dünnen Bauteils der Nietkopf geformt wird. Will man beispielsweise aus ästhetischen Gründen bei der Verbindung zweier unterschiedlich dicker Bauteile die Vertiefung nicht im dicken, sondern im dünnen Bauteil vorsehen, ist dieses bekannte Verfahren nicht einsetzbar, weil nicht genug Material für die Bildung des Nietkopfes durchgesetzt werden kann.

Das gilt auch für das Verfahren, bei dem eine Vorrichtung gemäß EP- A-1 55 618 benutzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels dem ein dünneres und ein dickeres Bauteil unter Deformation des dünneren in das dickere hinein in einfacher Weise verbunden wer­ den können.

Die Lösung gemäß der Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 1; die Unteransprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen dieser Kon­ zeption.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeinungen im einzelnen erläutert.

Fig. 1 stellt den Ablauf in einer ersten Variante dar, und

Fig. 2 zeigt analog eine zweite Variante.

In beiden Figuren ist jeweils links die Ausgangsposition, rechts die Position am Ende des Verbindungsarbeitsgangs gezeigt.

Das erste Bauteil 10 ist mit einer abgestuften Bohrung 12 versehen, deren kleinere Mündung dem zweiten Bauteil 14 zugekehrt ist. Die De­ formation erfolgt mittels zweier Preßstempel. Der untere Preßstempel 16 umfaßt eine Auflageplatte 18 mit einem auskragenden Zentrierkopf 20, dessen Querschnitt komplementär zu dem größeren querschnitt der Bohrung 12 ist (es ist anzumerken, daß der Begriff "Bohrung" alle denkbaren Querschnittsformen umfassen soll, also nicht nur zylindri­ sche gebohrte Löcher, sondern auch dreieckige, sechseckige, quadra­ tische usw., und daß es sich auch um ein sich nach innen erweiterndes Sackloch handeln kann). Auf diese Weise wird das erste Bauteil be­ züglich des Oberwerkzeugs 22 positioniert, das aus einem mit einem Bund 24 versehenen Stempel 26 besteht. Der Bund begrenzt die Ein­ dringtiefe des Stempels, wie in der rechten Hälfte der Figur erkenn­ bar. Der Querschnitt des Stempels 26 ist so bemessen, daß das zweite Bauteil nicht eingeschnitten wird, jedoch soviel Material durchge­ setzt wird, daß beim Erreichen der Eindringtiefe durchgesetztes Ma­ terial seitlich hinter die Bohrungsschulter fließt und ein Formschluß entsteht. Die Abmessung des Zentrierkopfes 20 in Axialrichtung ist so bemessen, daß bei Erreichen der Eindringtiefe des Stempels noch ein Mindestabstand zwischen einem balligen Vorsprung 28 des Zentrierkop­ fes und der Stirnfläche 30 des Stempels verbleibt, so daß die Füge­ stelle fluiddicht wird. Die fertige Fügestelle weist beidseits eine regelmäßig geformte Einsenkung auf, die z. B. zugespachtelt und über­ lackiert werden kann.

In der in Fig. 2 dargestellten Variante sind zu Fig. 1 analoge Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Das erste Bauteil 10 weist ein konisch sich verjüngendes Loch auf, das spanabhebend oder durch einen Stanzarbeitsgang hergestellt worden ist. Anstelle des Zentrierkopfs 20 ist hier ein beweglicher Unterstempel 32 vorgesehen, der in der Auflageplatte 18 geführt ist, von einer Feder (nicht dargestellt) nach oben vorgespannt ist und eine untere, durch einen Anschlag festgelegte Endstellung aufweist, die gegebenenfalls einstellbar ist ähnlich wie in der Veröffentlichung EP-A-1 55 618 offenbart. Der Stem­ pel positioniert das erste Bauteil im Bereich der kleineren Lochmün­ dung (linker Teil der Fig. 2), weicht jedoch beim Verformungsar­ beitsgang gegen seine Federvorspannung aus. Wenn der Anschlag ver­ stellbar ist, kann eine recht genaue Anpassung des zu füllenden Hohlraums an das Volumen an durchgesetztem Material des Bauteils 14 erfolgen. Wie bei der ersten Variante, entsteht eine ästhetisch be­ friedigende Fügung, die wie dort erwähnt nachbehandelt werden kann.

Wenn das Loch als Sackloch ausgebildet ist, wird das betreffende Bauteil in einer Auflageplatte positioniert und abgestützt, und der Boden des Sacklochs übernimmt die Funktion des Unterstempels.

Es ist anzumerken, daß man eine Mehrzahl von Verbindungen zweier Bauteile durch Verwendung von Mehrfachwerkzeugen mittels eines ein­ zigen Pressenhubes bewirken kann.

Claims (5)

1. Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils, das ein Loch mit einem sich in Richtung einer Mündung verjüngenden Querschnitt auf­ weist, mit einem zweiten Bauteil, das an der Verbindungsstelle dünner ist als das erste Bauteil, bei welchem Verfahren soviel Material des zweiten Bauteils mittels eines einzigen Pressenhubes und ohne einzu­ schneiden in die Lochmündung des ersten Bauteils hineindeformiert wird, daß es sich in dem Loch verklammert und es höchstens gerade ausfüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Loch eine zweite Mündung aufweist und das erste Bauteil mittels eines von dieser zweiten Mün­ dung aus in das Loch greifenden Teils eines Werkzeugs relativ zu ei­ nem Deformationswerkzeug positioniert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der positionierende Werkzeug­ teil während der Deformation aus dem Loch zurückgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Rücknahmehub des positio­ nierenden Werkzeugteils an das Volumen des deformierten Materials angepaßt wird.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche auf die Verbindung von Bauteilen, von denen mindestens eines ober­ flächenbeschichtet ist.