EP3083096A1 - Verfahren zum verbinden eines ersten bauteils mit einem zweiten bauteil durch plastische verformung - Google Patents

Verfahren zum verbinden eines ersten bauteils mit einem zweiten bauteil durch plastische verformung

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EP3083096A1
EP3083096A1 EP14821578.3A EP14821578A EP3083096A1 EP 3083096 A1 EP3083096 A1 EP 3083096A1 EP 14821578 A EP14821578 A EP 14821578A EP 3083096 A1 EP3083096 A1 EP 3083096A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
deformation
inner stamp
inner punch
section
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14821578.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Dannheisig
Maximilian Platvoet
Ludger MÜHLENBROCK
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Adient Luxembourg Holding SARL
Original Assignee
Johnson Controls GmbH
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 Johnson Controls GmbH filed Critical Johnson Controls GmbH
Publication of EP3083096A1 publication Critical patent/EP3083096A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T29/4992—Overedge assembling of seated part by flaring inserted cup or tube end

Definitions

  • the present invention relates to a method of joining two components.
  • coating problems may have to be reworked consuming and are therefore undesirable.
  • the object of the present invention is achieved by a method for connecting a first component to a second component, wherein the first component a
  • Process step is at least partially heated, wherein in a second
  • an inner punch for plastic deformation is provided, wherein in a third process step, the first component is plastically deformed in the deformation region for connecting the first component with the second component and wherein the
  • Deformation in the second step is at least partially contacted by the inner punch.
  • the inner punch it is advantageously possible for non-deformable parts of the first component to be supported on the inner punch of the first component during the plastic deformation.
  • a pressure from the inner punch is exerted on the first component in the third method step.
  • the plastic deformation comprises a
  • bulges are realized by the plastic deformation of the first component, which cooperate positively and / or non-positively along at least one direction, preferably along two mutually opposite directions.
  • the second component is enclosed by the bulges, as a result of which a connection between the first and second component can be realized in an advantageous manner.
  • Supports on the inner punch can be realized in comparison to the plastic deformation without inner punch higher bulges, whereby the stability of the connection of the first component is improved with the second component.
  • the inner punch at least partially along the
  • the inner punch has a movable portion, wherein the movable portion is at least partially contacted with the deformation region in the second method step.
  • the inner punch is arranged in such a way to the first component, that the movable portion at least partially contacted the deformation region.
  • the first component by a hollow body, preferably a hollow body with a
  • Symmetry axis is formed.
  • it is a tube, for example, a seat cushion tube for a vehicle seat.
  • the hollow body has an inner side facing the symmetry axis and an outer side facing away from the symmetry axis.
  • inner spacing The distance between inner punch and inner side of the first component along a direction perpendicular to the axis of symmetry direction is referred to as inner spacing.
  • the inner punch is arranged in the hollow body of the first component,
  • the inner punch is rotated.
  • the formation of the bulge can be further controlled in an advantageous manner. It is intended that the definition of height and shape of the plastic deformation
  • a pressure and / or a rotational speed is set.
  • the pressure and / or the rotational speed is applied to the
  • Texture of the first component such as thickness or material, adapted.
  • Pressing portion and presses the other movable portion against the second portion Preferably, the pressure and / or the rotational speed of the
  • Process step realize two bulges, wherein the respective shape and / or dimensioning of the individual bulge is determined individually by the respectively set pressure or the rotational speed.
  • the inner punch is removed in a fourth method step from the first component.
  • the movable portion is retracted before the fourth process step.
  • This will be the cross section of the inner punch along a plane extending perpendicular to the axis of symmetry reduced in size compared to the inner punch with extended sections.
  • This advantageously facilitates the removal of the inner punch from the first component, wherein the inner punch is preferably removed from the first component without contact (to the first component) in order to prevent deformation of the bulges by jamming or rubbing (between first component and inner punch). to avoid in an advantageous manner.
  • the inner distance in the fourth step is always greater than 0.01 mm.
  • the deformation region is at least partially heated by radiation and / or induction in the first process step.
  • the first subarea and / or the second subarea is in
  • Warmed deformation area By radiation and / or induction, the first component can be specifically heated in the desired areas.
  • Another object of the present invention is an inner punch with movable sections for connecting a first component to a second component with one of the methods described above.
  • the inner punch has an axis of symmetry, wherein the inner punch with a
  • the retracted portion has a first cross section in a direction perpendicular to the axis of symmetry extending plane and the inner punch with an extended portion has a second cross section in a direction perpendicular to the axis of symmetry plane, wherein the second cross section is greater than the first cross section. It is provided that the inner punch in the plastic deformation extended sections and when running the inner punch from the first component retracted sections.
  • the inner punch with the retracted portion is non-contact in a cavity portion of the first component or out of the cavity portion of the first component also feasible.
  • the inner punch can be advantageously removed after the plastic deformation, wherein the probability of contact of the inner punch with the first Component when being led out of the first component is reduced with increasing
  • FIG. 1 shows a method for connecting a first component to a second component by plastic deformation according to the prior art.
  • FIG. 2 shows a method for joining a first component to a second component by plastic deformation according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a method for connecting a first component 1 to a second component 2 by plastic deformation according to the prior art, with snapshots being illustrated from left to right in the course of the illustrated method.
  • the first component 1 is provided as a hollow body, preferably as a tube, with an axis of symmetry 4.
  • the first component 1 has a deformation region 10, wherein the deformation region 10 is so bulged by the plastic deformation that a (resulting from the plastic deformation) bulge non-positively and / or positively cooperates with the second component 2 and By this interaction, the first component 1 is held together or connected to the second component 2.
  • the first component 1 is heated in the deformation region 10 before the plastic deformation in a first method step.
  • the material properties of the first component 1 modified so that the plastic deformation in the heated areas compared to the non-heated areas can preferably be done.
  • heating advantageously reduces the likelihood of cracking during deformation.
  • an inner punch 5 is arranged inside the cavity, in particular within the deformation area.
  • the inner punch 5 is inserted along an insertion direction 6.
  • the second component 2 is arranged in the deformation region 10 on the first component 1.
  • the first component 1 has a recess, wherein the second component 2 within the recess, preferably fit, can be arranged.
  • the second component 2 is arranged along the entire circumference of the first component directly on the first component 1, preferably in contact.
  • a first partial area and a second partial area to be heated in the deformation area 10 in the first method step, wherein the second component 2 adjoins a third partial area which is arranged along a direction parallel to the axis of symmetry 4 between the first and second partial area.
  • the third illustration from the left shows the plastic deformation of the first component 1.
  • the second component 2 is enclosed by the bulges, whereby the connection of the first component 1 with the second component 2 can be realized.
  • the inner punch 5 is supported in an advantageous manner on the memoriumzuformenden parts.
  • the quality of the plastic deformation, in particular of the buckling can be improved with decreasing inner spacing between inner punch 5 and inside of the first component 1 along a direction perpendicular to the axis of symmetry 4 direction. It is therefore desirable to choose the smallest possible inner distance.
  • the inner distance can not be reduced arbitrarily, since the inner punch 5 in a fourth
  • Cavity must be pulled out. There is a risk of jamming or rubbing of inner punch 5 and the first component 1, if the inner distance is chosen too small. If the inner spacing chosen is too small, the manufactured first component 1 has unbalanced or irregularly shaped bulges which reduce the quality of the connection of the first component 1 to the second component 2. According to the prior art, a compromise must be found in the manufacturing process of the connection between the smallest possible inner distance and an inner distance, the one largely contactless pulling out of the inner punch 5 from the cavity of the first component 1 allowed.
  • FIG. 2 shows a method for connecting a first component 1 to a second component 2 by plastic deformation according to a first exemplary embodiment of the present invention, with snapshots being schematically illustrated from left to right in the course of the illustrated method.
  • Inner punch 5 is arranged in the cavity of the first component 1 in the second method step such that the movable portion 15 along a perpendicular to the
  • Symmetryeachse 4 extending direction adjacent to the deformation region 10 is arranged. Furthermore, it is provided that the movable section 15 is extended or spread for the third method step. In particular, the movable section 15 is extended in such a way that the movable section 15 abuts at least partially on the inside of the deformation zone 10 of the first component 1, preferably on the non-reshaping parts of the deformation zone 10, in the second method step. In particular, a pressure from the movable section 15 acts on the first
  • Inner punch 5 is rotated about the symmetry axis 4.
  • the plastic deformation can additionally be advantageously controlled or influenced.
  • the movable portion 15 is so in the
  • the Retracted inner punch 5 that the inner distance - for all positions along the axis of symmetry 4 does not fall below a minimum distance.
  • the minimum distance is 0.1 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil vor, wobei das erste Bauteil einen Verformungsbereich aufweist, wobei der Verformungsbereich in einem ersten Verfahrensschritt zumindest teilweise erwärmt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt ein Innenstempel zur plastischen Verformung bereitgestellt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt das erste Bauteil im Verformungsbereich zur Verbinden des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil plastisch verformt wird und wobei der Verformungsbereich im zweiten Verfahrensschritt zumindest teilweise vom Innenstempel kontaktiert wird.

Description

BESCHREIBUNG
Titel VERFAHREN ZUM VERBINDEN EINES ERSTEN BAUTEILS MIT EINEM ZWEITEN
BAUTEIL DURCH PLASTISCHE VERFORMUNG
Stand der Technik Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen.
Im Automobilbau werden Bauteile heutzutage immer öfter durch plastische Umformung, vorzugsweise durch Zugdruckumformung, wie beispielweise Knickbauchen, Crimpen oder Bördeln, miteinander verbunden. Gegenüber anderen Fügeverfahren, wie dem Schweißen, hat das Verbinden durch plastische Umformung beispielsweise den Vorteil einer geringeren Taktzeit im Herstellungsprozess und der Vermeidung von durch Zunderbildung
hervorgerufenen Beschichtungsproblemen. Insbesondere Beschichtungsprobleme müssen unter Umständen aufwendig nachbearbeitet werden und sind daher unerwünscht. Die für die plastische Umformung erforderlichen dünnwandigen Bauteile, vorzugsweise Rohre, erfordern ihrerseits Hilfsmittel bzw. Verfahren, die die Qualität der Verbindung zwischen den Bauteilen weiter verbessern.
Offenbarung der Erfindung Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. ein Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen, durch das das Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil durch plastische Umformung weiter verbessert wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil einen
Verformungsbereich aufweist, wobei der Verformungsbereich in einem ersten
Verfahrensschritt zumindest teilweise erwärmt wird, wobei in einem zweiten
Verfahrensschritt ein Innenstempel zur plastischen Verformung bereitgestellt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt das erste Bauteil im Verformungsbereich zum Verbinden des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil plastisch verformt wird und wobei der
Verformungsbereich im zweiten Verfahrensschritt zumindest teilweise vom Innenstempel kontaktiert wird. Hierbei ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass sich bei der plastischen Verformung nichtumzuformende Teile des ersten Bauteils am Innenstempel des ersten Bauteils abstützen. Insbesondere wird ein Druck vom Innenstempel auf das erste Bauteil im dritten Verfahrensschritt ausgeübt. Vorzugsweise umfasst die plastische Verformung eine
Zugdruckumformung, insbesondere ein Knickbauchen, ein Crimpen und/oder ein Bördeln. Insbesondere werden durch die plastische Verformung des ersten Bauteils Ausbuchtungen realisiert, die form- und/oder kraftschlüssig entlang mindestens einer Richtung, vorzugsweise entlang zweier zueinander entgegengesetzter Richtungen, zusammenwirken. Insbesondere wird das zweite Bauteil von den Ausbuchtungen eingefasst, wodurch in vorteilhafter Weise eine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil realisierbar ist. Durch das
Abstützen am Innenstempel lassen sich im Vergleich zur plastischen Verformung ohne Innenstempel höhere Ausbuchtungen realisieren, wodurch die Stabilität der Verbindung des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil verbessert wird. Durch das Kontaktieren des
Innenstempels mit dem ersten Bauteil im Verformungsbereich, insbesondere mit den nichtumzuformenden Teilen des ersten Bauteils, lassen sich besonders hohe
Ausbuchtungen realisieren. Weiterhin ist es vorstellbar, dass im dritten Verfahrensschritt ein Druck vom Innenstempel auf das erste Bauteil ausgeübt wird, wodurch in vorteilhafter Weise die plastische Verformung steuerbar ist. Insbesondere lassen sich auf diese Weise die Ausbuchtungen hinsichtlich ihrer Symmetrie bzw. Gleichmäßigkeit verbessern.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass im zweiten Verfahrensschritt der Innenstempel zumindest teilweise entlang des
Verformungsbereichs bewegt wird. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die plastische Verformung weiter unterstützen bzw. steuern.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Innenstempel ein bewegbares Teilstück aufweist, wobei das bewegbare Teilstück im zweiten Verfahrensschritt zumindest teilweise mit dem Verformungsbereich kontaktiert wird.
Insbesondere wird über ein Herausfahren des bewegbaren Teilstücks aus dem Innenstempel der Druck vom bewegbaren Teilstück auf das erste Bauteil, insbesondere im
Verformungsbereich, festgelegt. Dazu ist es vorgesehen, dass der Innenstempel derart zum ersten Bauteil angeordnet wird, dass das bewegbare Teilstück den Verformungsbereich zumindest teilweise kontaktiert. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Bauteil durch einen Hohlkörper, vorzugsweise einen Hohlkörper mit einer
Symmetrieachse, gebildet wird. Insbesondere handelt es sich um ein Rohr, beispielsweise um ein Sitzkissenrohr für einen Fahrzeugsitz. Weiterhin weist der Hohlkörper eine der Symmetrieachse zugewandte Innenseite und eine der Symmetrieachse abgewandte Außenseite auf. Der Abstand zwischen Innenstempel und Innenseite des ersten Bauteils entlang einer senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Richtung wird als Innenabstand bezeichnet. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass ~ im zweitem Verfahrensschritt der Innenstempel im Hohlkörper des ersten Bauteils angeordnet wird,
~ im dritten Verfahrensschritt das bewegbare Teilstück des Innenstempels an die
Innenseite des Hohlkörpers herangedrückt wird und/oder
- im dritten Verfahrensschritt der Innenstempel rotiert wird. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die Bildung der Ausbuchtung weiter steuern. Dabei ist es vorgesehen, dass zur Festlegung von Höhe und Form der durch die plastische Verformung
hervorgerufenen Ausbuchtung ein Druck und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit eingestellt wird. Vorzugsweise wird der Druck und/oder die Rotationsgeschwindigkeit an die
Beschaffenheit des ersten Bauteils, wie beispielsweise Dicke oder Material, angepasst.
Durch Rotation und/oder Druck lassen sich in vorteilhafter Weise die Dimensionierung und Form der Ausbuchtung festlegen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass mehrere
Ausbuchtungen im dritten Verfahrensschritt hergestellt werden. Es ist dabei vorstellbar, dass ein erster und ein zweiter Teilbereich im ersten Verfahrensschritt erwärmt werden, wobei der Innenstempel ein bewegbares Teilstück und ein weiteres bewegbares Teilstück aufweist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das bewegbare Teilstück gegen den ersten
Teilbereich drückt und das weitere bewegbare Teilstück gegen den zweiten Teilbereich drückt. Vorzugsweise wird der Druck und/oder die Rotationsgeschwindigkeit des
bewegbaren Teilstücks bzw. des weiteren bewegbaren Teilstücks individuell auf den ersten Teilbereich bzw. den zweiten Teilbereich angepasst. Dadurch lassen sich im dritten
Verfahrensschritt zwei Ausbuchtungen realisieren, wobei die jeweilige Form und/oder Dimensionierung der einzelnen Ausbuchtung individuell durch den jeweils eingestellten Druck bzw. die Rotationsgeschwindigkeit festgelegt wird. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Innenstempel in einem vierten Verfahrensschritt vom ersten Bauteil entfernt wird. Vorzugsweise wird das bewegbare Teilstück vor dem vierten Verfahrensschritt zurückgefahren. Dadurch wird der Querschnitt des Innenstempels entlang einer sich senkrecht zur Symmetrieachse erstreckenden Ebene verkleinert im Vergleich zum Innenstempel mit ausgefahrenen Teilstücken. Dadurch wird in vorteilhafter Weise das Entfernen des Innenstempels aus dem ersten Bauteil erleichtert, wobei der Innenstempel vorzugsweise kontaktfrei (zum ersten Bauteil) aus dem ersten Bauteil entfernt wird, um eine Deformation der Ausbuchtungen durch ein Verklemmen oder ein Reiben (zwischen erstem Bauteil und Innenstempel) in vorteilhafter Weise zu vermeiden. Vorzugsweise ist der Innenabstand im vierten Verfahrensschritt stets größer als 0,01 mm.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Verformungsbereich durch Strahlung und/oder Induktion zumindest teilweise im ersten Verfahrensschritt erwärmt wird. Insbesondere wird der erste Teilbereich und/oder der zweite Teilbereich im
Verformungsbereich erwärmt. Durch Strahlung und/oder Induktion lässt sich das erste Bauteil gezielt in den gewünschten Bereichen erwärmen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Innenstempel mit bewegbaren Teilstücken für das Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mit einem der oben beschriebenen Verfahren. Mittels eines solchen Innenstempels lässt sich der Druck vom Innenstempel auf das erste Bauteil, insbesondere auf den Verformungsbereich, einstellen bzw. festlegen, wodurch die plastische Verformung und damit die Dimensionierung und Formung der durch die plastische Verformung verursachten Ausbuchtungen in vorteilhafter Weise manipulierbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Innenstempel eine Symmetrieachse aufweist, wobei der Innenstempel mit einem
eingefahrenen Teilstück einen ersten Querschnitt in einer senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Ebene aufweist und der Innenstempel mit einem ausgefahrenen Teilstück einen zweiten Querschnitt in einer senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Ebene aufweist, wobei der zweite Querschnitt größer ist als der erste Querschnitt. Dabei ist es vorgesehen, dass der Innenstempel bei der plastischen Verformung ausgefahrene Teilstücke und beim Ausführen des Innenstempels aus dem ersten Bauteil eingefahrene Teilstücke aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Innenstempel mit dem eingefahrenen Teilstück kontaktfrei in einen Hohlraumbereich des ersten Bauteils hinein oder aus dem Hohlraumbereich des ersten Bauteils hinaus führbar ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise der Innenstempel nach der plastische Verformung entfernen, wobei die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts des Innenstempels mit dem ersten Bauteil beim Herausführen aus dem ersten Bauteil reduziert wird mit zunehmendem
Innenabstand.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen
Erfindungsgedanken nicht einschränken. Kurze Beschreibung der Figuren
Figur 1 zeigt ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil durch plastische Verformung gemäß dem Stand der Technik. Figur 2 zeigt ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil durch plastische Umformung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils 1 mit einem zweiten Bauteil 2 durch plastische Verformung gemäß dem Stand der Technik dargestellt, wobei von links nach rechts Momentaufnahmen im Verlauf des dargestellten Verfahrens illustriert sind.
Typischerweise handelt es sich bei der für die Verbindung erforderlichen plastischen
Umformung um eine Zugdruckumformung, insbesondere handelt es sich um ein Fügen durch Knickbauchen. Es ist dabei typischerweise vorgesehen, dass das erste Bauteil 1 als Hohlkörper, vorzugsweise als Rohr, mit einer Symmetrieachse 4 bereitgestellt wird.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass das erste Bauteil 1 einen Verformungsbereich 10 aufweist, wobei der Verformungsbereich 10 durch die plastische Umformung derart ausgebuchtet wird, dass eine (durch die plastische Umformung) entstandene Ausbuchtung kraft- und/oder formschlüssig mit dem zweiten Bauteil 2 zusammenwirkt und durch dieses Zusammenwirken das erste Bauteil 1 mit dem zweiten Bauteil 2 zusammengehalten bzw. verbunden wird. Vorzugsweise wird das erste Bauteil 1 im Verformungsbereich 10 vor der plastischen Verformung in einem ersten Verfahrensschritt erwärmt. Durch das Erwärmen werden die Materialeigenschaften des ersten Bauteils 1 dahingehend modifiziert, dass das plastische Verformen in den erwärmten Bereichen gegenüber den nicht erwärmten Bereichen bevorzugt erfolgen kann. Weiterhin wird durch das Erwärmen in vorteilhafter Weise die Wahrscheinlichkeit für eine Rissbildung bei der Verformung reduziert. Insbesondere ist es vorgesehen, dass in einem zweiten Verfahrensschritt ein Innenstempel 5 innerhalb des Hohlraums, insbesondere innerhalb des Verformungsbereichs, angeordnet wird.
Insbesondere wird der Innenstempel 5 entlang einer Einführrichtung 6 eingeführt. Zudem wird das zweite Bauteil 2 im Verformungsbereich 10 am ersten Bauteil 1 angeordnet.
Vorzugsweise weist das erste Bauteil 1 eine Aussparung auf, wobei das zweite Bauteil 2 innerhalb der Aussparung, vorzugsweise passgenau, anordbar ist. Insbesondere ist das zweite Bauteil 2 entlang des ganzen Umfangs des ersten Bauteils unmittelbar am ersten Bauteil 1 anschließend, vorzugsweise in Kontakt stehend, angeordnet. Weiterhin ist es vorstellbar, dass ein erster Teilbereich und ein zweiter Teilbereich im Verformungsbereich 10 im ersten Verfahrensschritt erwärmt wird, wobei das zweite Bauteil 2 an einem dritten Teilbereich angrenzt, der entlang einer parallel zur Symmetrieachse 4 verlaufenden Richtung zwischen erstem und zweitem Teilbereich angeordnet ist. Die dritte Abbildung von links zeigt das plastische Verformen des ersten Bauteils 1 . Hierbei ist es vorgesehen, dass im ersten und im zweiten Teilbereich des Verformungsbereichs durch die plastische Verformung Ausbuchtungen entstehen, wobei das zweite Bauteil 2 formschlüssig entlang einer parallel zur Symmetrieachse 4 verlaufenden Richtung zu den Ausbuchtungen angeordnet ist.
Insbesondere wird das zweite Bauteil 2 von den Ausbuchtungen eingefasst, wodurch die Verbindung des ersten Bauteils 1 mit dem zweiten Bauteil 2 realisierbar ist. Vorzugsweise wird der Innenstempel 5 in vorteilhafter Weise an den nichtumzuformenden Teilen abgestützt. Insbesondere hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Qualität der plastischen Verformung, insbesondere des Knickbauchens, verbessert werden kann mit geringer werdendem Innenabstand zwischen Innenstempel 5 und Innenseite des ersten Bauteils 1 entlang einer senkrecht zur Symmetrieachse 4 verlaufenden Richtung. Es ist daher wünschenswert, einen möglichst geringen Innenabstand zu wählen. Der Innenabstand kann jedoch nicht beliebig reduziert werden, da der Innenstempel 5 in einem vierten
Verfahrensschritt (viertes Bild von links) entlang einer Ausführrichtung 7 wieder aus dem
Hohlraum herausgezogen werden muss. Hierbei besteht die Gefahr des Verklemmens oder des Aneinanderreibens von Innenstempel 5 und erstem Bauteil 1 , wenn der Innenabstand zu gering gewählt wird. Bei zu klein gewähltem Innenabstand weist das gefertigte erste Bauteil 1 unsymmetrische bzw. ungleichmäßig geformte Ausbuchtungen auf, die die Qualität der Verbindung des ersten Bauteils 1 mit dem zweiten Bauteil 2 reduzieren. Gemäß dem Stand der Technik muss im Fertigungsverfahren der Verbindung ein Kompromiss gefunden werden zwischen einem möglichst kleinen Innenabstand und einem Innenabstand, der ein weitgehend kontaktfreies Herausziehen des Innenstempels 5 aus dem Hohlraum des ersten Bauteils 1 erlaubt.
In Figur 2 ist ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils 1 mit einem zweiten Bauteil 2 durch plastische Verformung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei von links nach rechts Momentaufnahmen im Verlauf des dargestellten Verfahrens schematisch illustriert sind. Das Verfahren
unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Verfahren durch den Innenstempel 5, der ein bewegbares Teilstück 15 aufweist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der
Innenstempel 5 im Hohlraum des ersten Bauteils 1 im zweiten Verfahrensschritt derart angeordnet wird, dass das bewegbare Teilstück 15 entlang einer senkrecht zur
Symmetrieachse 4 verlaufenden Richtung benachbart zum Verformungsbereich 10 angeordnet ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das bewegbare Teilstück 15 für den dritten Verfahrensschritt ausgefahren bzw. gespreizt wird. Insbesondere wird das bewegbare Teilstück 15 derart ausgefahren, dass das bewegbare Teilstück 15 zumindest teilweise an der Innenseite des Verformungsbereichs 10 des ersten Bauteils 1 , vorzugsweise an den nicht umzuformenden Teilen des Verformungsbereichs 10, beim zweiten Verfahrensschritt anliegt. Insbesondere wirkt ein Druck vom bewegbaren Teilstück 15 auf den ersten
Teilbereich. Weiterhin ist es vorgesehen, dass im zweiten Verfahrensschritt der
Innenstempel 5 um die Symmetrieachse 4 rotiert wird. Dadurch lässt sich die plastische Verformung zusätzlich in vorteilhafter Weise steuern bzw. beeinflussen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das bewegbare Teilstück für den vierten Verfahrensschritt wieder zurückgefahren wird. Insbesondere wird das bewegbare Teilstück 15 derart in den
Innenstempel 5 zurückgefahren, dass der Innenabstand - für alle Positionen entlang der Symmetrieachse 4 einen Minimalabstand nicht unterschreitet. Vorzugsweise beträgt der Minimalabstand 0,1 mm. Im zurückgefahrenen Zustand lassen sich die bewegbaren
Teilstücke 15 zusammen mit dem Innenstempel 5 im Wesentlichen kontaktfrei aus dem Hohlraum des ersten Bauteils 1 entfernen. Dadurch lassen sich Ausbuchtungen bzw.
plastische Verformungen realisieren, die im Vergleich zum Stand der Technik gleichmäßiger und symmetrischer sind. Insbesondere lassen sich im Vergleich zum Stand der Technik höhere Wände realisieren, wodurch in vorteilhafter Weise der Traganteil und damit die Stärke der Verbindung zwischen erstem und zweitem Bauteil 1 und 2 erhöht wird. Bezugszeichenliste erstes Bauteil zweites Bauteil Symmetrieachse Innenstempel Einführrichtung Ausführrichtung Verformungsbereich bewegbares Teilstück

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils (1 ) mit einem zweiten Bauteil (2), wobei das erste Bauteil (1 ) einen Verformungsbereich (10) aufweist, wobei der Verformungsbereich in einem ersten Verfahrensschritt zumindest teilweise erwärmt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt ein Innenstempel (5) zur plastischen Verformung bereitgestellt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt das erste Bauteil (1 ) im Verformungsbereich (10) zum Verbinden des ersten Bauteils (1 ) mit dem zweiten (2) Bauteil plastisch verformt wird und wobei der Verformungsbereich (10) im zweiten Verfahrensschritt zumindest teilweise vom Innenstempel (5) kontaktiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei im zweiten Verfahrensschritt der Innenstempel (5) zumindest teilweise entlang des Verformungsbereichs (10) bewegt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innenstempel (5) ein bewegbares Teilstück (15) aufweist, wobei das bewegbare Teilstück (15) im zweiten Verfahrensschritt zumindest teilweise mit dem Verformungsbereich (10) kontaktiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil (1 ) durch einen Hohlkörper gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei
~ im zweitem Verfahrensschritt der Innenstempel (5) im Hohlkörper des ersten Bauteils (1 ) angeordnet wird,
~ im dritten Verfahrensschritt das bewegbare Teilstück (15) des Innenstempels (5) an die Innenseite des Hohlkörpers herangedrückt wird und/oder
~ im dritten Verfahrensschritt der Innenstempel (5) rotiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innenstempel (5) in einem vierten Verfahrensschritt vom ersten Bauteil (1 ) entfernt wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Verformungsbereich (10) durch Strahlung und/oder Induktion zumindest teilweise im ersten Verfahrensschritt erwärmt wird.
8. Innenstempel (5) mit bewegbaren Teilstücken (15) für das Verbinden eines ersten Bauteils (1 ) mit einem zweiten Bauteil (2) mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Innenstempel (5) gemäß Anspruch 8, wobei der Innenstempel (5) eine
Symmetrieachse aufweist, wobei der Innenstempel (5) mit einem eingefahrenen Teilstück einen ersten Querschnitt in einer sich senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Ebene aufweist und der Innenstempel (5) mit einem ausgefahrenen Teilstück einen zweiten Querschnitt in einer sich senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Ebene aufweist, wobei der zweite Querschnitt größer ist als der erste Querschnitt.
10. Innenstempel (5) gemäß Anspruch 9, wobei der Innenstempel (5) mit dem
eingefahrenen Teilstück kontaktfrei in einen Hohlraumbereich des ersten Bauteils (1 ) hinein- oder aus dem Hohlraumbereich des ersten Bauteils (1 ) hinausführbar ist.
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