EP1531951A1 - Verfahren und vorrichtung zum f gen eines fl chigen bau teils an ein hohlprofil - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum f gen eines fl chigen bau teils an ein hohlprofil

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Publication number
EP1531951A1
EP1531951A1 EP03793638A EP03793638A EP1531951A1 EP 1531951 A1 EP1531951 A1 EP 1531951A1 EP 03793638 A EP03793638 A EP 03793638A EP 03793638 A EP03793638 A EP 03793638A EP 1531951 A1 EP1531951 A1 EP 1531951A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow profile
component
tab
wall
perforated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03793638A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kai-Uwe Dudziak
Ulrich Haag
Stefan Schwarz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1531951A1 publication Critical patent/EP1531951A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/034—Joining superposed plates by piercing

Definitions

  • the invention relates to a method for joining a flat component to a hollow profile according to the preamble of patent claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of patent claim 8.
  • a generic method or a generic device is known from DE 196 18 626 C2. This describes a method in which, among other things, a flat component (FIG. 5) with a hollow profile is joined in an internal high-pressure forming tool.
  • the hollow profile is expanded by the internal high pressure and positively engages around undercut surfaces of the component, whereby the two joining partners are firmly clamped together.
  • the undercut surfaces are formed on an anchor-like connecting element that penetrates both joining partners. This results in an increased outlay for parts for the joint connection and means a more extensive positioning of the parts involved in the connection and a special apparatus-intensive holder for the connecting element.
  • the invention is based on the object of developing a generic method or a generic device such that a connection between a flat component and a hollow profile is achieved in a simple and reliable manner.
  • the component and the hollow profile are given the best possible support to the side of the penetrating punch.
  • this prevents the walls of the hollow profile and the component in the vicinity of the hole produced from being depressed when the stamp is applied, as a result of which the wall contours remain unaffected and thus have a high-quality outer surface.
  • the joining partners, hollow profile and component are kept exactly positioned at all times, so that the stamp can reproducibly and jam-free bend the tab out of the component wall, punch the hollow profile wall and press the tab into the hole, engaging behind the edge of the hole, without a special effort would be required.
  • the tab has a greater width in the bent position than that of the hole, so that the component can no longer be pulled vertically out of the hollow profile.
  • any flat component with any hollow profile can be joined in a simple manner, especially since connecting elements and the associated outlay on the device can be dispensed with.
  • the component is fixed to the hollow profile with little effort, and this part definition can be economically incorporated into an internal high-pressure forming process in which the hollow profile is to be shaped from a blank.
  • Fig. Lb the connection from Fig. La in a lateral cross section
  • 2a is a cross section of a connection made according to the invention with two tabs and two perforated slugs,
  • FIG. 2b shows the connection from FIG. 2a in a lateral cross section
  • 3a shows a plan view of a hollow profile connected to a component according to the invention with three axially offset connection points
  • FIG. 3c in a lateral longitudinal section the hollow profile from FIG. 3b.
  • a section of a hollow profile 1 is shown, which is joined with a flat component 2.
  • component 2 and hollow profile 1 are inserted into the engraving of a segmented internal high-pressure forming tool of a joining device, component 2 being positioned relative to hollow profile 1 in such a way that it comes to rest on it.
  • the forming tool is fluidly connected to a high-pressure fluid generator, via which the hollow profile 1 is expanded by means of a tensionable pressure fluid, the hollow profile wall 3 being pressed against the engraving.
  • a tensionable pressure fluid As long as an internal high pressure is exerted in the hollow profile 1, this is sealed at both ends 4 (Fig. 3a, c) with sealing stamps.
  • the mutually adjoining walls 3 and 5 of hollow profile 1 and component 2 are jointly acted upon by a stamp 6 integrated in the forming tool, which is displaceably displaceable in a guide formed there, in a movement of the stamp 6.
  • the wall 3 of the hollow profile 1 is perforated by the punch 6, specifically in such a way that the perforated slug 7 that arises cohesively attaches to one point of the perforated edge 8 and increases in width towards its free end 9.
  • a section in the form of a tab 10 of the same shape with respect to the slug 7 is bent into the interior 11 of the hollow profile 1 into a position in which the tab 10 engages behind the hole edge 8 of the hollow profile 1 ,
  • the slug 7 as well as the tab 10 protrude from the walls 3 and 5 at right angles into the hollow profile 1.
  • the shape of the tab 10 and the perforated slug 7 can be designed in a wide variety of ways. For example, a trapezoidal shape, an oval or circular configuration, as the latter is shown in FIG. 1b, is possible. It is essential, however, that the tab 10 has a greater width at one point than at its end 12 connected to the wall 5, so that in the right-angled bending position against the vertical lifting movement of the component 2 by reaching behind the edge of the hole 8 at this wider point of the tab 10 there is resistance which prevents the component 2 from being pulled out of the hollow profile 1 guaranteed.
  • the punch 6 on the side facing the end 12 of the tab 10 has a beveled side wall 13 of positive slope, by means of which the tab 10 with the counterpart when the plunger 6 is immersed in the hole 14 in cooperation with the counteracting internal high pressure Perforated slug 7 is pressed.
  • the pressing is carried out in such a way that the flap 10 does not spring back from the end of bending position and thus maintains the desired position, and at the same time the component 2 is removed from the hollow profile 1 by the high frictional connection between the slug 7 and the flap 10, if at all, is very difficult.
  • the punch 6 has a cutting edge 17 running at the edge 15 of its end face 16, with which the walls 3 and 5 are acted upon, to which the side wall 13 adjoins.
  • the tab 10 can be produced in several variants.
  • the tab 10 of the component 2 can be precut before being introduced into the forming tool.
  • the cutting edge 17, by means of which the punch 6 punches the hole 14 as described is subjected to less stress and is thus less worn.
  • the stamp 6 there is one for the stamp 6 lower punching force necessary, which reduces the effort for driving the stamp 6.
  • the perforated slug 7 is punched out more precisely, since the cutting edge 17 of the punch 6 essentially meets the wall 3 of the hollow profile 1 directly.
  • the contour of the tab 10 of the component 2 can be impressed on the component 2 before it is introduced into the forming tool, as a result of which the stamp 6 only has to separate the tab 10 from the wall 5 of the component 2 with little force due to the predetermined breaking point created as a result of the embossing.
  • the tab 10 is also cut by means of the stamp 6 with the perforated slug 7, which is economical in terms of the method, since the tab 10 and perforated slug 7 are produced in one operation. Furthermore, all the devices 5 preparing the wall 5 for bending out the tab 10 are omitted.
  • the cutting edge 17 of the punch 6 can also be designed such that, on the one hand, to form the two opposite longitudinal slug sides or, if appropriate, to form the two opposite longitudinal tab sides, correspondingly laterally on the edge 15 of the end face 16 runs and on the other hand also extends transversely between the end points of the lateral course (for example arranged in the middle here), so that it connects the two sides with one another.
  • bevels 19 adjoin the central section of the end face 16 of the stamp 6. At these displacement bevels 19, steeply lerem the inclined side walls 13 on. Due to the described generation of two opposite tabs 10a, b, a lateral displacement of the respective tab 10a, b and thus a separation of the component 2 from the hollow profile 1 by a combination of a pushing movement out of the bending position and a subsequent vertical pulling movement is no longer possible, so that the Fixing the component 2 on the hollow profile 1 is significantly improved.
  • the manufacturing device contains three locally separated stamps 6a-c (FIG. 3c). Accordingly, at least one tab 10 is bent out of the wall 5 of the component 2 at three separate locations by means of the punches 6a-c, and at least one perforated slug 7 is cut out of the wall 3 of the hollow profile 1, the wall 3 of the hollow profile 1 being punched accordingly will (Fig. 3a and c).
  • the stamp 2 a, c ensures that the component 2 is on can not twist the hollow profile 1. As is particularly evident from FIGS.
  • the third stamp 6b is offset by 90 ° in the circumferential direction with respect to its position relative to the other two stamps 6a, c.
  • the third hole, the third hole slug and the third tab 10e are designed with respect to the shape of the other two holes, hole slugs and tabs 10c, d. This offset of the third lug 10e means that a lateral displacement of the component 2 on the hollow profile 1 is impossible.
  • the hollow profile 1 is formed by a box profile (FIG. 3b).
  • the flat component 2 receives a clean contact with the hollow profile 1 even before joining, which is favorable for the unimpeded cutting of the perforated slug 7 and thus also the bending of the tab 10 into the hole 14.
  • a blank with a round cross-section is expanded into the box profile in accordance with the engraving of the forming tool before joining in the same forming tool by means of internal high pressure.
  • the configuration of the flat component 2 is not limited to flat surfaces. In the case of uneven surfaces, it is advantageous for good contact with one another and the subsequent application of the walls 3 and 5 to suitably adapt the hollow profile 1 to the component 2 by widening.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fügen eines flächigen Bauteils (2) an ein Hohlprofil (1), wobei das Bauteil (2) mit dem Hohlprofil (1) zueinander positioniert in ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug eingebracht und unter anschliessender Zuhilfenahme eines fluidischen Innenhochdruckes im Hohlprofil (1) verbunden wird. Um in einfacher Weise und prozesssicher eine Verbindung zwischen einem flächigen Bauteil (2) und einem Hohlprofil (1) zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass während des bestehenden Innenhochdruckes die aneinander liegenden miteinander zu verbindenden Wandungen (3,5) von Hohlprofil (1) und Bauteil (2) mittels eines im Umformwerkzeug integrierten Stempels (6) derart beaufschlagt werden, dass die Wandung (3) des Hohlprofils (1) so gelocht wird, dass der entstehende Lochbutzen (7) stoffschlüssig an einer Stelle des Lochrandes (8) anhängt und in seiner Breite zu seinem freien Ende (9) hin zunimmt, und dass aus der Wandung (5) des Bauteils (2) ein Abschnitt in Form einer bezüglich des Lochbutzens (7) formgleich ausgebildeten Lasche (10) in das Hohlprofil (1) hinein in eine den Lochrand (8) des Hohlprofiles (1) hintergreifende Lage gebogen wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Fügen eines flächigen Bauteils an ein Hohlprofil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines flächigen Bauteils an ein Hohlprofil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.
Ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 196 18 626 C2 bekannt. Darin ist ein Verfahren beschrieben, bei dem in einem Innenhochdruck- Umformwerkzeug unter anderem ein flächiges Bauteil (Fig. 5) mit einem Hohlprofil gefügt wird. Hierbei wird das Hohlprofil durch den Innenhochdruck aufgeweitet und umgreift hinter- schnittene Flächen des Bauteils formschlüssig, wodurch eine feste Verklammerung der beiden Fügepartner entsteht. Die hin- terschnittenen Flächen sind an einem ankerartigen Verbindungselement ausgebildet, das beide Fügepartner durchdringt. Dies erbringt eine erhöhten Teileaufwand für die Fügeverbindung und bedeutet eine umfassendere Positionierung der an der Verbindung beteiligten Teile sowie für Verbindungselement eine spezielle apparativ aufwendige Halterung.
Des weiteren ist aus der US 5,431,326 eine Fügeverbindung bekannt, bei der ein flächiges Bauteil zuerst an eine Hohlprofilrohling angeschweißt wird und anschließend der so gefertigte Zusammenbau in ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug eingebracht wird, in dem dieser durch Quetschen und 'Aufweiten mittels Innenhochdruck zu einer Endform umgeformt wird. Dieses Verfahren ist relativ wenig prozesssicher, da bei den im Quetschvorgang recht hohen Umformungskräften die Schweißnaht beschädigt werden kann, was zu einem Loslösen des Bauteils vom Hohlprofil eventuell schon im Umformwerkzeug, sicher jedoch bei der späteren Verwendung des umgeformten Zusammenbaus führt .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass in einfacher Weise und prozesssicher eine Verbindung zwischen einem flächigen Bauteil und einem Hohlprofil erreicht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Verfahrens und durch die Merkmale des Patentanspruches 8 hinsichtlich der Vorrichtung gelöst .
Aufgrund des Innenhochdruckes wird dem Bauteil und dem Hohl- profil eine bestmögliche Abstützung seitlich des eindringenden Stempels verliehen. Dadurch werden zum einen Einsenkungen der Wandungen des Hohlprofiles und des Bauteils im Umgebungsbereich des erzeugten Loches beim Beaufschlagen durch den Stempel verhindert, wodurch die Wandungskonturen unbeein- trächtigt bleiben und damit eine qualitativ hochwertige Außenfläche aufweisen. Zum anderen werden die Fügepartner, Hohlprofil und Bauteil, zu jeder Zeit exakt zueinander positioniert gehalten, so dass der Stempel reproduzierbar und verklemmungsfrei die Lasche aus der Bauteilwandung herausbiegen, die Hohlprofilwandung lochen und die Lasche in das Loch unter Hintergreifung des Lochrandes hineindrücken kann, ohne dass ein besonderer Aufwand dazu erforderlich wäre. Infolge der geometrischen Gegebenheiten der Lasche weist die Lasche in der eingebogenen Lage eine größere Breite auf als die des Loches, so dass das Bauteil ohne weiteres vertikal nicht mehr aus dem Hohlprofil herausziehbar ist. Zu einem Druckabfall bei Entstehen des Loches kommt es praktisch nicht, da der Stempel in das Loch eintaucht und seitlich eng am Lochrand unter weitgehender Abdichtung der Umgebung gegenüber dem Hohlprofilinnenraum entlang verfährt. Somit ist die Herstellung der Verbindung völlig prozesssicher. Mit der Erfindung kann in einfacher Weise jedes beliebige flächige Bauteil mit einem beliebigen Hohlprofil gefügt werden, zumal auf Verbindungselemente und den zugehörigen Vorrichtungsaufwand verzichtet werden kann. Das Bauteil wird ohne großen Aufwand am Hohlprofil fixiert, wobei diese Teilefestlegung verfahrensökonomisch in einen Innenhochdruck-Umformprozess eingegliedert werden kann, bei dem das Hohlprofil aus einem Rohling in eine bestimmte Form gebracht werden soll.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungs- beispiele nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
Fig. la in einem Querschnitt eine erfindungsgemäß hergestellte Verbindung mit einer Lasche und einem Lochbutzen,
Fig. lb die Verbindung aus Fig. la in einem seitlichen Querschnitt,
Fig. 2a in einem Querschnitt eine erfindungsgemäß hergestellte Verbindung mit zwei Laschen und zwei Lochbutzen,
Fig. 2b die Verbindung aus Fig. 2a in einem seitlichen Querschnitt,
Fig. 3a in einer Draufsicht ein mit einem Bauteil erfindungsgemäß verbundenes Hohlprofil mit drei axial versetzten Verbindungsstellen,
Fig. 3b das Hohlprofil aus Fig. 3a in einem Querschnitt mit Stempeln,
Fig. 3c in einem seitlichen Längsschnitt das Hohlprofil aus Fig. 3b. In Fig. la ist ein Ausschnitt eines Hohlprofils 1 dargestellt, das mit einem flächigen Bauteil 2 gefügt ist. Zum Fügen wird das Bauteil 2 und das Hohlprofil 1 in die Gravur eines segmentierten Innenhochdruck-Umformwerkzeuges einer Füge- vorrichtung eingelegt, wobei das Bauteil 2 derart zum Hohl- profil 1 positioniert wird, dass es auf ihm zu liegen kommt. Das Umformwerkzeug ist mit einem Fluidhochdruckerzeuger flui- disch verbunden, über den das Hohlprofil 1 mittels eines spannbaren Druckfluides aufgeweitet wird, wobei die Hohlprofilwandung 3 an die Gravur gepresst wird. Solange ein Innenhochdruck im Hohlprofil 1 ausgeübt wird, ist dieses an beiden Enden 4 (Fig. 3a, c) mit Abdichtstempeln abgedichtet.
Während des bestehenden Innenhochdruckes werden die aneinander liegenden miteinander zu verbindenden Wandungen 3 und 5 von Hohlprofil 1 und Bauteil 2 mittels eines im Umformwerkzeug integrierten Stempels 6, der in einer dort ausgebildeten Führung verschieblich verfahrbar ist, gemeinsam in einer Verfahrbewegung des Stempels 6 beaufschlagt. Hierbei wird zum einen durch den Stempel 6 die Wandung 3 des Hohlprofiles 1 gelocht, und zwar so, dass der dabei entstehende Lochbutzen 7 Stoffschlüssig an einer Stelle des Lochrandes 8 anhängt und in seiner Breite zu seinem freien Ende 9 hin zunimmt . Zum anderen wird gleichzeitig aus der Wandung 5 des Bauteils 2 heraus ein Abschnitt in Form einer bezüglich des Lochbutzens 7 formgleich ausgebildeten Lasche 10 in das Innere 11 des Hohlprofils 1 hinein in eine Lage gebogen, in der die Lasche 10 den Lochrand 8 des Hohlprofiles 1 hintergreift. Der Lochbutzen 7 wie auch die Lasche 10 stehen von den Wandungen 3 und 5 rechtwinklig ab in das Hohlprofil 1 hinein.
Die Form der Lasche 10 und des Lochbutzens 7 kann sehr vielfältig ausgestaltet sein. Beispielsweise ist eine Trapezform, eine ovale oder kreisförmige Ausbildung, wie letztere in Fig. lb gezeigt ist, möglich. Wesentlich ist jedoch, dass die Lasche 10 an einer Stelle eine größere Breite besitzt als an ihrem mit der Wandung 5 verbundenen Ende 12, so dass in der rechtwinkligen Biegestellung gegenüber einer vertikalen Hebebewegung des Bauteils 2 durch das Hintergreifen des Lochrandes 8 an dieser breiteren Stelle der Lasche 10 ein Widerstand gegeben ist, der eine Abziehsicherung des Bauteils 2 aus dem Hohlprofil 1 gewährleistet. Besonders vorteilhaft sind alle Formen, die vom Ende 12 aus in Richtung des freien Endes 9 sich über einen möglichst großen Abschnitt der Lasche 10 hinweg stetig verbreitern, da dann zum einen das Bauteil 2 klapperfrei am Hohlprofil festgelegt ist und zürn anderen auch nicht-rechtwinklige Biegestellungen der Lasche 10 eine ausreichende Fixierung des Bauteils 2 am Hohlprofil 1 in vertikaler Richtung ermöglichen.
Zur Steigerung der Haltbarkeit der Verbindung weist der Stempel 6 auf der dem Ende 12 der Lasche 10 zugewandten Seite eine angeschrägte Seitenwand 13 positiver Steigung auf, mittels derer beim Eintauchen des Stempels 6 in das Loch 14 in Zusammenwirkung mit dem entgegenwirkenden Innenhochdruck die Lasche 10 mit dem Lochbutzen 7 verpresst wird. Die Verpressung erfolgt derart, dass ein Zurückfedern der Lasche 10 aus der Biegeendstellung verhindert und damit die Einhaltung der gewünschten Stellung gewahrt bleibt sowie gleichzeitig eine Entnahme des Bauteils 2 aus dem Hohlprofil 1 durch den entstandenen hohen Reibschluss zwischen Lochbutzen 7 und Lasche 10 - wenn überhaupt - nur sehr schwer möglich ist. Der Stempel 6 weist dabei zum Lochen eine am Rand 15 seiner Stirnseite 16, mit der die Wandungen 3 und 5 beaufschlagt werden, verlaufende Schneidkante 17 auf, an die sich die Seitenwand 13 anschließt .
Die Lasche 10 kann in mehreren Varianten erzeugt werden. Zum einen kann die Lasche 10 des Bauteils 2 vor dem Einbringen in das Umformwerkzeug vorgeschnitten sein. Dadurch wird die Schneidkante 17, mittels derer der Stempel 6 das Loch 14 wie beschrieben freistanzt, weniger stark beaufschlagt und nützt sich so weniger ab. Zum anderen ist für den Stempel 6 eine geringere Stanzkraft notwendig, was den Aufwand für den Antrieb des Stempels 6 verringert. Zudem wird der Lochbutzen 7 exakter herausgestanzt, da die Schneidkante 17 des Stempels 6 im wesentlichen direkt auf die Wandung 3 des Hohlprofiles 1 trifft. Alternativ kann die Kontur der Lasche 10 des Bauteils 2 vor dem Einbringen in das Umformwerkzeug am Bauteil 2 angeprägt werden, wodurch der Stempel 6 durch die infolge des Prägens geschaffene Sollbruchstelle lediglich die Lasche 10 aus der Wandung 5 des Bauteils 2 mit geringer Kraft heraustrennen muss. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Lasche 10 mittels des Stempels 6 mit dem Lochbutzen 7 mitgeschnitten wird, was verfahrensökonomisch ist, 'da die Erzeugung von Lasche 10 und Lochbutzen 7 in einem Arbeitsgang erfolgt. Des weiteren entfallen sämtliche die Wandung 5 für das Herausbiegen der Lasche 10 vorbereitende Vorrichtungen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a kann die Schneidkante 17 des Stempels 6 auch so gestaltet sein, dass sie zum einen zur Bildung der beiden gegenüberliegenden Loch- butzenlängsseiten bzw. ggf. zur Bildung der beiden gegenüberliegenden Laschenlängsseiten entsprechend seitlich am Rand 15 der Stirnseite 16 verläuft und sich zum anderen zwischen den Endpunkten des seitlichen Verlaufes zusätzlich quer erstreckt (beispielsweise hier mittig angeordnet) , so dass sie die beiden Seiten miteinander verbindet. Dadurch werden bei Beaufschlagung der Wandungen 3 und 5 durch den Stempel 6 in einem Arbeitsgang zwei Laschen 10a, b und zwei Lochbutzen 7a, b erzeugt und aus den Wandungen 3,5 des Bauteils 2 und des Hohlprofiles 1 heraus in ihre Fügestellung gebracht, wobei die Laschen 10a, b und Lochbutzen 7a, b in ein gemeinsames Loch 14 hineinstehen und sich jeweils diametral gegenüberliegen. Die Laschen 10a, b wie auch die Lochbutzen 7a, b weisen dabei eine geradlinige Abschlusskante 18 am freien Ende 9 auf (Fig. 2b) . Zur Verdrängung der Laschen 10a, b und der Lochbutzen 7a, b in die Fügestellung schließen sich an den mittigen Abschnitt der Stirnseite 16 des Stempels 6 Verdrängungsschrägen 19 an. An diesen Verdrängungsschrägen 19 setzen sich in stei- lerem Winkel die schräg verlaufenden Seitenwände 13 fort . Durch die beschriebene Erzeugung zweier gegenüberliegender Laschen 10a, b ist eine Lateralverschiebung der jeweiligen Lasche 10a, b und damit eine Trennung des Bauteils 2 vom Hohlprofil 1 durch eine Kombination einer Schubbewegung aus der Biegestellung heraus und einer anschließen vertikalen Abziehbewegung nicht mehr möglich, so dass die Fixierung des Bauteils 2 am Hohlprofil 1 erheblich verbessert wird.
Des weiteren ist es denkbar, die Schneidkante 17 des Stempels 6 so auszubilden, dass drei gleichgroße Lochbutzen 7 und Laschen 10 entstehen, welche an ihrem freien Ende 9 kreissegmentartig mit einer Winkelüberspannung von 120° gestaltet sind. Die für eine sichere Abziehsicherung des Bauteils 2 erforderlichen Hinterschneidungen der Laschen 10 sind dabei im Übergangsbereich der Lasche 10 vom Ende 12 zum Ende 9 hin ausgebildet. Auch bei dieser Schneidkantengestaltung ist eine Lateralverschiebung der Laschen 10 nicht mehr möglich. Mehr als vier Laschen 10 und Lochbutzen 7 pro Loch 14 sollten jedoch nicht ausgebildet werden, da dann die Hinterschneidung der Laschen 10 zu klein für einen ausreichenden Halt des Bauteils am Hohlprofil 1 werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung nach Fig. 3a-c beinhaltet die Herstellungsvorrichtung drei örtlich voneinander getrennte Stempel 6a-c (Fig.3c). Mittels der Stempel 6a-c wird demgemäss aus der Wandung 5 des Bauteils 2 an drei voneinander getrennten Stellen jeweils wenigstens eine Lasche 10 herausgebogen und jeweils wenigstens ein Lochbutzen 7 aus der Wandung 3 des Hohlprofiles 1 ausgeschnitten, wobei die Wandung 3 des Hohlprofils 1 lageentsprechend gelocht wird (Fig. 3a und c) . Ausgehend von der Erzeugung von nur einer Lasche 10 pro Loch 14 wird durch die Schaffung von zwei gleichgestalteten Löchern 14 und zwei gleichgestalteten Laschen 10c, d, die voneinander räumlich getrennt sind, durch die Stempel 6 a,c erreicht, dass sich das Bauteil 2 auf dem Hohlprofil 1 nicht verdrehen kann. Wie besonders aus den Fig. 3b und c er- sichtlich ist, ist der dritte Stempel 6b bezüglich seiner Relativlage zu den anderen beiden Stempeln 6a, c in Umfangsrich- tung um 90° versetzt. Entsprechend sind das dritte Loch, der dritte Lochbutzen und die dritte Lasche lOe bezüglich der Form der anderen beiden Löcher, Lochbutzen und Laschen 10c, d ausgebildet. Durch diesen Versatz der dritten Lasche lOe wird erreicht, dass eine Lateralverschiebung des Bauteils 2 am Hohlprofil 1 unmöglich ist.
Für eine prozesssichere Verbindung bei ebenen Bauteilflächen ist es von Vorteil, wenn das Hohlprofil 1 durch ein Kastenprofil gebildet wird (Fig. 3b) . Dadurch erhält das flächige Bauteil 2 schon vor dem Fügen eine saubere Anlage am Hohlprofil 1, was für das ungehinderte Schneiden des Lochbutzens 7 und damit auch dem Hineinbiegen der Lasche 10 in das Loch 14 günstig ist. Zur Ausbildung des Hohlprofil 1 als Kastenprofil wird vor dem Fügen im gleichen Umformwerkzeug mittels Innenhochdruck ein Rohling mit rundem Querschnitt in das Kastenprofil entsprechend der Gravur des Umformwerkzeuges aufgeweitet. Es sei hierbei noch angemerkt, dass die Ausbildung des flächigen Bauteils 2 nicht nur auf ebene Flächen beschränkt ist . Im Falle unebener Flächen ist es für eine gute Anlage aneinander und die anschließende Beaufschlagung der Wandungen 3 und 5 von Vorteil, das Hohlprofil 1 in geeigneter Weise durch Aufweitung an das Bauteil 2 anzupassen.
Für eine vereinfachte Einbringung des Bauteils 2 und des Hohlprofiles 1 in das Umformwerkzeug sowie zur Vereinfachung der Halterung des Bauteils 1 im Umformwerkzeug ist es denkbar, das Bauteil 2 am Hohlprofil 1 schon außerhalb des Umformwerkzeuges in der gewünschten Relativposition zueinander provisorisch beispielsweise durch Kleben vorzufügen. An diese Vorfügeverbindung sind allerdings keinerlei besondere Ansprüche an eine Haltbarkeit gegenüber mechanischen Belastungen geknüpft .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Fügen eines flächigen Bauteils an ein Hohl- profil, wobei das Bauteil mit dem Hohlprofil zueinander positioniert in ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug eingebracht und unter anschließender Zuhilfenahme eines flui- dischen Innenhochdruckes im Hohlprofil verbunden wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass während des bestehenden Innenhochdruckes die aneinander liegenden miteinander zu verbindenden Wandungen
(3,5) von Hohlprofil (1) und Bauteil (2) mittels eines im Umformwerkzeug integrierten Stempels (6) derart beaufschlagt werden, dass die Wandung (3) des -Hohlprofils (1) so gelocht wird, dass der entstehende Lochbutzen (7) Stoffschlüssig an einer Stelle des Lochrandes (8) anhängt und in seiner Breite zu seinem freien Ende (9) hin zunimmt, und dass aus der Wandung (5) des Bauteils (2) ein Abschnitt in Form einer bezüglich des Lochbutzens (7) formgleich ausgebildeten Lasche (10) in das Hohlprofil
(1) hinein in eine den Lochrand (8) des Hohlprofiles (1) hintergreifende Lage gebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Lasche (10) des Bauteils (2) vor dem Einbringen in das Umformwerkzeug vorgeschnitten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kontur der Lasche (10) des Bauteils (2) vor dem
Einbringen in das Umformwerkzeug am Bauteil (2) angeprägt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Lasche (10) mittels des Stempels (6) mit dem
Lochbutzen (7) mitgeschnitten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch die Beaufschlagung mittels des Stempels (6) zwei Laschen (10a, b) und zwei Lochbutzen (7a,b) aus den Wandungen (3,5) des Bauteils (2) und des Hohlprofiles (1) heraus in ihre Fügestellung gebracht werden, wobei die Laschen (10a,b) und Lochbutzen (7a,b) in ein gemeinsames Loch (14) hineinstehen und sich jeweils diametral gegenüberliegen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass aus der Wandung (5) des Bauteils (2) an zumindest zwei voneinander getrennten Stellen jeweils wenigstens eine Lasche (lOc-e) herausgebogen wird und die Wandung (3) des Hohlprofils (1) lageentsprechend gelocht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Hohlprofil (1) mittels Innenhochdruck von einem Rohling mit rundem Querschnitt in ein Kastenprofil aufgeweitet wird.
8. Vorrichtung zum Fügen eines flächigen Bauteils an ein Hohlprofil, mit einem Innenhochdruck-Umformwerkzeug, in dessen Gravur das Hohlprofil und das Bauteil zueinander positioniert gehalten sind, mit einem Fluidhochdrucker- zeuger, über den das Hohlprofil mittels eines spannbaren Druckfluides aufweitbar ist, mit Abdichtstempeln zur Abdichtung der Enden des Hohlprofiles, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung zumindest einen in das Innenhochdruck-Umformwerkzeug integrierten Stempel (6) beinhaltet, mittels dessen das Bauteil (2) und das Hohlprofil (1) derart beaufschlagbar ist, dass die Wandung (3) des Hohlprofiles (1) mittels einer Schneidkante (17) des Stempels (6) unter Bildung eines anhängenden Lochbutzens (7) gelocht und aus der Wandung (5) des Bauteils (2) eine Lasche (10) in das Loch (14) des Hohlprofiles (1) unter Hintergreifung des Lochrandes (8) hineingebogen wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Stempel (6) auf der in Gebrauchsstellung dem mit der Wandung (5) des Bauteils (2) stoffschlüssig verbundenen Ende (12) der Lasche (10) zugewandten Seite eine angeschrägte Seitenwand (13) positiver Steigung aufweist, mittels derer die Lasche (10) beim Eintauchen des Stempels (6) in das Loch (14) in Zusammenwirkung mit dem entgegenwirkenden Innenhochdruck mit dem Lochbutzen (7) verpressbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung mindestens zwei voneinander getrennte Stempel (6a-c) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Stempel (6) zumindest eine sich an die Schneidkante (17) anschließende Verdrängungsschräge (19) an seiner Stirnseite (16) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an der Stempelstirnseite (16) zu beiden Seiten der Schneidkante (17) eine Verdrängungsschräge (19) angeordnet ist .
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