WO2006084609A1 - Verfahren zum unlösbaren befestigen wenigstens eines bauteils an einem grundbauteil mit einem plastisch verformten bolzen - Google Patents

Verfahren zum unlösbaren befestigen wenigstens eines bauteils an einem grundbauteil mit einem plastisch verformten bolzen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for permanently attaching at least one component to a base component according to the preamble of patent claim 1, a non-detachable connection of at least one component to a base component according to the preamble of patent claim 7 and the use of the method for fixing a guide of a piston of a lock-up clutch a torque converter on the cover of the torque converter according to claim 12.
  • the invention has for its object to provide a method and a non-detachable connection made by the method of components to a base member by means of a bolt by end-side welding and simultaneous plastic deformation of the bolt, with the help of which parts of any materials can be connected together.
  • the shaft of the bolt is heated by a after a short time interval after the welding of the end face applied second electrical pulse and simultaneously compressed.
  • a hump welding method is used for the welding. If the bolt has a point, then this welding method is particularly advantageous (claim 3).
  • the shank of the bolt is compressed during the process so that it partially completely fills the bore in the circumferential direction.
  • the bolt contracts radially and axially during cooling and achieves mutual clamping of the connected components ensures high strength of the connection (claim 4).
  • the bolt is inserted into the bore together with a welding electrode, with which it is firmly but detachably connected.
  • a welding electrode with which it is firmly but detachably connected.
  • the method is carried out on a welding press.
  • a commercially available and versatile machine for implementing the method in series production can be used (claim 6).
  • the bolt on the side facing away from the base member on a head and the bore has a larger diameter than the shaft of the bolt therein before the plastic deformation.
  • a pure resistance welding method is used, in which the highest electrical resistance between the end face of the bolt and the base member occurs, so exactly at the weld (claim 7).
  • the component closest to the basic component has a recess in the area facing the base component in the vicinity of the bore.
  • This recess serves on the one hand to accommodate a part of the bead formed during welding, on the other hand, this cavern also takes on any welding spatter that may occur during welding (claim 8).
  • the bore has a conical geometry with a diameter increasing away from the base component.
  • a conical bore can absorb optimally displaced in the compression of the shank of the bolt material (claim 9).
  • the component closest to the basic component has an integrally formed circumferential sealing ring on the surface.
  • Fig. 4 shows a connection of a piston guide with a housing of a torque converter
  • Fig. Figure 5 shows a connection with an alternative embodiment of the bore.
  • a component 1 is shown, which is to be fastened to a basic component 3, not yet shown here.
  • the component 1 has a through hole 5.
  • a bolt 7 is shown, which has a shaft 13 and a head 15.
  • the bore 5 has a larger diameter than the shaft 13, so that the bolt 7 in assembly position play against the bore 5 has.
  • the end face 9 of the bolt 7 facing away from the head 15 is designed in the form of a point 16.
  • the bolt 7 is made of a low-carbon steel to ensure high toughness.
  • the component 1 W is made of a low-carbon steel to ensure high toughness.
  • the recess 23 is cylindrical in this embodiment, but it may also have a different geometry.
  • Fig. 2 shows, in addition to the component 1, the basic component 3 to which the component 1 is to be permanently attached by means of the bolt 7.
  • the bolt 7 is initially inserted by means of a welding electrode, not shown here, with which the head 15 of the bolt 7 is fixed, but releasably connected in the bore 5.
  • This connection of the head 15 with the welding electrode is made for example by a negative pressure.
  • the head 15 may be connected to the welding electrode by mechanical clamping.
  • the bolt 7 is welded with its end face 9 on the surface 10 of the base member 3.
  • all electrical welding processes are suitable.
  • a projection welding method is used.
  • the end face 9 of the bolt 7 is shaped accordingly as a tip 16.
  • the welding is done by an electrical welding pulse.
  • the pulse has in this embodiment of the order of magnitude of a length of 30-60 milliseconds, a conventional at the front WiderWandssch spaen bolt 7 value.
  • FIG. 2 further shows the welding zone 20 that has now formed.
  • An alternative to electrical resistance welding is, for example, an arc stud welding method.
  • the permanent connection 18 of component 1 and basic component 3 is shown after performing the next and last method step.
  • the bolt 7 is plastically deformed.
  • This plastic deformation is generated by applying a second electrical pulse, which follows the first welding pulse in a short time interval.
  • This second low-current pulse is significantly longer than the first welding pulse. For example, it can be 1000 milliseconds.
  • a force is exerted in the longitudinal direction 8 of the bolt 7, which leads to a plastic deformation in the form of a compression of the shaft 13 of the bolt 7.
  • the compression force may have the same height as the welding force or lower or higher than this.
  • This compression movement is performed until the head 15 of the bolt 7 at least partially rests with its underside 17 on the surface 11 of the component 1.
  • the compressed during upsetting to the sides of the material of the shaft 13 now fills the bore 5 partially in the circumferential direction completely.
  • the resulting during welding of the end face 9 of the bolt 7 on the surface 10 of the base member 3 spatter and in this area during upsetting displaced material are received in the recess 23, so that there is a clean, smooth contact surface between the base member 3 and component 1.
  • the bolt 7 shrinks due to the previous thermal deformation. In this way, there is an additional tension of the connection 18, which has a high strength result.
  • the welding and the subsequent plastic deformation are carried out in one operation on a standard welding press, without additional Umrüst- or Umspann- measures are required.
  • the hardening of the weld zone 20 possibly caused by welding is reduced by the subsequent heating as part of the plastic deformation.
  • Fig. 4 shows a possible application of the connection method shown in detail above. Shown here is a section through a torque converter 35 for a motor vehicle. This torque converter 35 has the task to transmit a torque from the engine to the transmission, or. adjust accordingly. In order to avoid the hydraulic slip between the engine and the transmission while driving and thus to reduce the fuel consumption of the engine, the torque converter 35 has a lock-up clutch .33 on. These consists of two disk packs 39 and 40, which are compressed to achieve equal speeds of engine and transmission by a piston 30 surrounded by oil and moving.
  • the compressed laminations 39 and 40 provide a direct mechanical coupling between the engine driven cover 37 of the torque converter connected to the outer disk pack 39 and the transmission input shaft 42 connected to the inner disk pack 40 , In this way, an efficiency of the torque converter 35 is achieved by one hundred percent.
  • the piston 30 is connected to a piston guide 31 through an O-ring 41.
  • This piston guide 31 must be permanently connected to the cover 37 in several places. High demands are placed on this non-detachable connection: Firstly, the connection must be tight, since both the piston 30 and the piston guide 31 are surrounded by oil on all sides. On the other hand, no contamination of the oil flowing around the connection point may occur due to the connection method. After connecting the piston guide 31 with the cover 37, the area is no longer accessible from the outside and therefore can not be cleaned later. Furthermore, no or only little heat may be introduced into the environment of the connection point through the connection, since the heat-sensitive O-ring 41 is arranged directly adjacent. Furthermore, the piston guide 31, for example, an aluminum diecast part and not accessible for a conventional welding process.
  • a connection 18 according to the invention of the piston guide 31 with the cover 37 is shown by a bolt 7 after carrying out the method described above.
  • the bolt 7 is already compressed so far that its shaft 13 completely fills the bore 5 in the piston guide 31 in the middle and his head 15 rests on the surface 11 of the piston guide 31.
  • This compound 18 meets all the requirements listed above.
  • the connection of piston guide 31 and cover 37 can be performed at several points simultaneously in one operation.
  • the complete assembly of a torque converter 35 proceeds in the following steps: First, a plurality of bolts 7 are sucked or clamped to welding electrodes, then the lid 37 is clearly positioned, for example, by its mandrel. By simultaneous or delayed ignition, the piston guide 31 is then connected to the lid 37 at several points. Subsequently, the further assembly steps, such as the assembly of the disk packs 39, 40, performed.
  • a conical bore 5 for example, when using a casting as a component 1 easier to produce than a cylindrical. Furthermore, self-centering of the bolt 7 in the piston guide 31 is achieved by such a geometry.
  • the diameter of the bore 5 increases with increasing distance from the base member 3.
  • the opening angle can vary, in this example, it is approximately 25 °.
  • connection 18 is shown after carrying out the method. It can be seen that the material displaced during the compression of the shaft 13 is in contact with the wall. fertilizes the bore 5 and thus almost completely fills the bore 5. Furthermore, in this embodiment, on the underside 17 of the head 15 of the bolt 7, a circumferential sealing ring 27 is integrally formed. This sealing ring 27 is located after the upsetting process on the surface 11 of the component 1 and seals the connection 18 in addition. Alternatively, a similar circumferential sealing ring can be provided on the surface 11 of the component 1, which then fulfills the same function. Such a sealing ring can be provided for example when casting directly on the component 1.
  • connection 18 shown in the previous embodiments of a component 1 with a base member 3 and a plurality of components can be mounted together on a base member 3.
  • the components 1 must have all aligned holes 5 through which the bolt 7 is inserted.
  • the head 15 of the bolt 7 is then located in regions on the surface 11 of the respective component 1, which is located farthest from the basic component 3. In this way, a composite of several components made of different materials can be connected to a common base member 3.
  • the bolts 7 it is not absolutely necessary to fasten the bolts 7 by means of negative pressure to the welding electrode. Furthermore, it can be fixed there, for example, magnetically or mechanically.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum unlösbaren Befestigen wenigstens eines Bauteils (1) an einem Grundbauteil (3) mit Hilfe eines durch eine Bohrung (5) in dem oder den Bauteilen (1) hindurchragenden Bolzens (7), wobei der Bolzen (7) zunächst mit einer Stirnfläche (9) auf der Oberfläche des Grundbauteils (3) elektrisch aufgeschweißt wird und anschließend plastisch verformt wird. Um Bauteile (1) aus beliebigen Materialien verwenden zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Schaft (13) des Bolzens (7), welcher einen Kopf (15) aufweist, gestaucht wird, bis die Unterseite des Kopfes (15) bereichsweise auf der Oberfläche (11) des Bauteils (1) aufliegt. Weiterhin wird eine unlösbare Verbindung von einem oder mehreren Bauteilen (1) mit einem Grundbauteil (3) vorgeschlagen .

Description

VERFAHREN ZUM UNLÖSBAREN BEFESTIGEN WENIGSTENS EINES BAUTEILSAN EINEM GRUNDBAUTEIL MIT EINEM PLASTISCH VERFORMTEN BOLZEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum unlösbaren Befestigen wenigstens eines Bauteils an einem Grundbauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , eine unlösbare Verbindung von wenigstens einem Bauteil mit einem Grundbauteil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7 sowie die Verwendung des Verfahrens zur Befestigung einer Führung eines Kolbens einer Überbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers am Deckel des Drehmomentwandlers gemäß Patentanspruch 12.
In der Fertigungstechnik tritt an vielen Stellen die Notwendigkeit auf, eines oder mehrere Bauteile stirnseitig an einem Grundbauteil befestigen, welches aus konstruktiven Gründen keine durchgehende Bohrung aufweisen darf, so dass herkömmliche Methoden wie Schrauben oder Nieten entfallen.
Aus der DE 33 16 047 Al ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Bauteil , eine Polmasse, mit Hilfe eines Bolzens an einem Gehäuse, welches eine Bohrung aufweist , befestigt wird. Dabei wird der Bolzen durch eine Bohrung in das Gehäuse eingeführt und durch elektrisches Schweißen stirnseitig an der Polmasse befestigt . Im nächsten Arbeitsgang wird durch eine Umformung der Bolzen plastisch verformt, um einen Kopf zu bilden. Nachteilig an diesem Verfahren ist j edoch, dass die Bohrung im Gehäuse und der Bolzen nahezu den gleichen Durchmesser aufweisen . Daher kommt es beim elektrischen Schweißen bei einem Gehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material zu einem Nebenschluss , da der elektrische Strom nicht nur durch den Bolzen, sondern auch durch das Gehäuse selbst in der Umgebung der Bohrung geleitet wird. Daher funktioniert dieses Verfahren nur in solchen Fällen, in denen das Gehäuseteil aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff besteht .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren sowie eine durch das Verfahren hergestellte unlösbare Verbindung von Bauteilen an einem Grundbauteil mit Hilfe eines Bolzens durch stirnseitiges Schweißen und gleichzeitige plastische Verformung des Bolzens vorzuschlagen, mit dessen Hilfe auch Teile aus beliebigen Werkstoffen miteinander verbunden werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst .
Danach wird der Schaft des Bolzens, welcher einen Kopf aufweist , gestaucht , bis die Unterseite des Kopfes bereichsweise auf der Oberfläche des Bauteils aufliegt . Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass Schweißen und plastische Verformung in einem Arbeitsgang durchführbar sind, und so Zeit und Kosten eingespart werden können . Weiterhin ist dadurch, dass der Bolzen einen Kopf aufweist , eine Möglichkeit der Aufnahme von etwaigen Schweißspritzern vorgesehen (Anspruch 1) .
Vorteilhafterweise wird der Schaft des Bolzens durch einen nach einem kurzen zeitlichen Abstand nach dem Aufschweißen der Stirnfläche aufgebrachten zweiten elektrischen Impuls erhitzt und gleichzeitig gestaucht . So kann sowohl die Entste- hung von Schweißspritzern als auch eine hohe Wärmeeinbringung in die Umgebung der Verbindungsstelle vermieden werden (Anspruch 2) .
Vorteilhafterweise wird für das Aufschweißen ein Buckel- schweißverfahren verwendet . Besitzt der Bolzen eine Spitze, so bietet sich dieses Schweißverfahren als besonders vorteilhaft an (Anspruch 3 ) .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Schaft des Bolzens während des Verfahrens so gestaucht , dass er bereichsweise in Umfangrichtung die Bohrung vollständig ausfüllt . So kann neben der eigentlichen Verbindung der Bauteile auch eine Dichtheit erreicht werden. Weiterhin wird dadurch, dass sich der Bolzen beim Abkühlen radial und axial zusammenzieht und eine gegenseitige Verspannung der verbundenen Bauteile erzielt , eine hohe Festigkeit der Verbindung gewährleistet (Anspruch 4) .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Bolzen gemeinsam mit einer Schweiß-Elektrode, mit welcher er fest , aber lösbar verbunden wird, in die Bohrung eingeführt . So entfällt mit dem Einsetzen des Bolzens in die Bohrung ein zusätzlicher Prozessschritt , was das Verfahren einfacher und kostengünstiger macht . Weiterhin ist es so möglich, den Bolzen, der j a Spiel gegenüber der Bohrung aufweist , mit dem Einführen zu zentrieren und dann direkt in dieser Position zu fixieren (Anspruch 5) .
Vorteilhafterweise wird das Verfahren auf einer Schweißpresse durchgeführt . So kann eine handelsübliche und vielseitige Maschine zur Durchführung des Verfahrens in der Serienfertigung eingesetzt werden (Anspruch 6) . W
Weiterhin wird eine unlösbare Verbindung eines oder mehrerer Bauteile mit einem Grundbauteil vorgeschlagen. Dabei weist der Bolzen auf der vom Grundbauteil abgewandten Seite einen Kopf sowie die Bohrung einen größeren Durchmesser als der Schaft des darin befindlichen Bolzens vor der plastischen Verformung auf . Auf diese Weise kommt ein reines Widerstandsschweißverfahren zum Einsatz, bei dem der höchste elektrische Widerstand zwischen der Stirnseite des Bolzens und dem Grundbauteil auftritt , also genau an der Schweißstelle (Anspruch 7) .
Weiterhin weist vorteilhaft das dem Grundbauteil nächstgelegene Bauteil in der dem Grundbauteil zugewandten Fläche in der Umgebung der Bohrung eine Ausnehmung auf . Diese Ausnehmung dient einerseits zur Aufnahme eines Teils der beim Schweißen entstehenden Wulst , andererseits nimmt diese Kaverne auch die eventuell beim Schweißen auftretenden Schweißspritzer auf (Anspruch 8) .
Vorteilhafterweise weist die Bohrung eine kegelförmige Geometrie mit einem sich vom Grundbauteil weg vergrößernden Durchmesser auf . Eine solche konische Bohrung kann das bei der Stauchung des Schaftes des Bolzens verdrängte Material optimal aufnehmen (Anspruch 9) .
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Kopf des Bolzens auf der dem Bauteil zugewandten Fläche einen angeformten, umlaufenden Dichtring auf . Alternativ weist das dem Grundbauteil nächstgelegene Bauteil auf der Oberfläche einen angeformten, umlaufenden Dichtring auf . So kann durch eine einfache Maßnahme die Dichtheit der Verbindung erreicht werden (Ansprüche 10 und 11) . Weiterhin wird die Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur unlösbaren Verbindung einer Führung eines Kolbens für die Überbrückungskupplung eines Drehmoment- wandlers eines Kraftfahrzeugs an einem Deckel des Drehmoment- wandlers vorgeschlagen (Anspruch 12) .
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor .
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert . Es zeigen:
Fig. 1 ein Bauteil und einen Bolzen vor der Durchführung des Verfahrens ,
Fig . 2 Bauteil , Grundbauteil und Bolzen nach dem ersten Verfahrensschritt,
Fig . 3 die unlösbare Verbindung nach der Durchführung des Verfahrens ,
Fig. 4 eine Verbindung einer Kolbenführung mit einem Gehäuse eines Drehmomentwandlers sowie
Fig . 5 eine Verbindung mit einer alternativen Ausgestaltung der Bohrung .
In Fig . 1 ist ein Bauteil 1 gezeigt , welches an einem hier noch nicht dargestellten Grundbauteil 3 befestigt werden soll . Das Bauteil 1 weist eine durchgehende Bohrung 5 auf . Weiterhin ist ein Bolzen 7 dargestellt, welcher einen Schaft 13 sowie einen Kopf 15 aufweist . Dabei hat die Bohrung 5 einen größeren Durchmesser als der Schaft 13 , so dass der Bolzen 7 in Zusammenbaulage Spiel gegenüber der Bohrung 5 aufweist . In diesem Ausführungsbeispiel ist die vom Kopf 15 abgewandte Stirnfläche 9 des Bolzens 7 in Form einer Spitze 16 ausgestaltet . Der Bolzen 7 besteht beispielsweise aus einem Stahl mit einem niedrigen Kohlenstoff-Gehalt , um eine hohe Zähigkeit zu gewährleisten. Weiterhin weist das Bauteil 1 auf W
einer Oberfläche 21 eine Ausnehmung 23 auf , deren Funktion weiter unten beschrieben wird . Die Ausnehmung 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel zylindrisch, sie kann aber auch eine andere Geometrie aufweisen .
Fig . 2 zeigt neben dem Bauteil 1 das Grundbauteil 3 , an welchem das Bauteil 1 mit Hilfe des Bolzens 7 unlösbar befestigt werden soll . Dazu wird zunächst der Bolzen 7 mit Hilfe einer hier nicht dargestellten Schweißelektrode, mit welcher der Kopf 15 des Bolzens 7 fest , aber lösbar verbunden ist in die Bohrung 5 eingeführt . Diese Verbindung des Kopfes 15 mit der Schweißelektrode wird beispielsweise durch einen Unterdruck hergestellt . Alternativ kann der Kopf 15 durch eine mechanische Klemmung mit der Schweißelektrode verbunden werden.
Dann wird der Bolzen 7 mit seiner Stirnfläche 9 an der Oberfläche 10 des Grundbauteils 3 angeschweißt . Dies geschieht hier beispielsweise durch ein Widerstandsschweißverfahren. Geeignet sind aber sämtliche elektrischen Schweißverfahren. Unter den Widerstandsschweißverfahren kommt hier insbesondere ein Buckelschweißverfahren zum Einsatz . Dazu ist die Stirnfläche 9 des Bolzens 7 entsprechend als Spitze 16 geformt . Das Aufschweißen erfolgt durch einen elektrischen Schweißimpuls . Der Impuls besitzt in diesem Ausführungsbeispiel größenordnungsmäßig eine Länge von 30-60 Millisekunden, einem beim stirnseitigen WiderStandsschweißen von Bolzen 7 üblichen Wert . Fig. 2 zeigt weiterhin die nun entstandene Schweißzone 20. Eine Alternative zum elektrischen Widerstandsschweißen stellt beispielsweise ein Lichtbogen-Bolzenschweißverfahren dar . Dies ist aber hier nicht geeignet , da bei diesem Verfahren der Lichtbogen auf die andere Seite überspringen würde, was unerwünscht ist . In Fig . 3 ist die unlösbare Verbindung 18 von Bauteil 1 und Grundbauteil 3 nach der Durchführung des nächsten und letzten Verfahrensschritts dargestellt . In diesem Schritt wird der Bolzen 7 plastisch verformt . Diese plastische Verformung wird erzeugt , indem ein zweiter elektrischer Impuls aufgebracht wird, welcher in einem kurzen zeitlichen Abstand auf den ersten Schweißimpuls folgt . Dieser zweite Impuls mit niedriger Stromstärke ist deutlich länger als der erste Schweißimpuls . Er kann beispielsweise 1000 Millisekunden betragen. Durch den zweiten Impuls wird der Bolzen 7 erwärmt und erweicht .
Gleichzeitig wird in Längsrichtung 8 des Bolzens 7 eine Kraft ausgeübt , die zu einer plastischen Verformung in Form eines Stauchens des Schafts 13 des Bolzens 7 führt . Die Stauchkraft kann dabei dieselbe Höhe wie die Schweißkraft aufweisen oder niedriger oder höher sein als diese . Diese Stauchbewegung wird durchgeführt, bis der Kopf 15 des Bolzens 7 zumindest bereichsweise mit seiner Unterseite 17 auf der Oberfläche 11 des Bauteils 1 aufliegt . Das beim Stauchen zu den Seiten gedrängte Material des Schaftes 13 füllt die Bohrung 5 nun bereichsweise in Umfangsrichtung völlig aus . Die beim Aufschweißen der Stirnfläche 9 des Bolzens 7 auf die Oberfläche 10 des Grundbauteils 3 entstehenden Schweißspritzer sowie in diesem Bereich beim Stauchen verdrängtes Material werden in der Ausnehmung 23 aufgenommen, so dass zwischen Grundbauteil 3 und Bauteil 1 eine saubere , glatte Kontaktfläche vorliegt .
Dadurch, dass bei diesem Verfahren nur zwischen dem Bolzen 7 und dem Grundbauteil 3 eine Schweißverbindung hergestellt wird, ist es möglich, Bauteile 1 an das Grundbauteil 3 anzubinden, welche nicht schweißbar sind, also beispielsweise Bauteile aus Aluminium, Keramik oder Kunststoff sowie Verbünde solcher Bauteile . Lediglich der Bolzen 7 und das Grundbauteil 3 müssen aus einem schweißbaren Material bestehen. Durch die Tatsache , dass der Bolzen 7 vor der Durchführung des Verfahrens Spiel gegenüber der Bohrung 5 hat, kann weiterhin auch bei der Verbindung von elektrisch leitfähigen Materialien für das Bauteil 1 ohne einen Kurzschluss die Stirnfläche 9 des Bolzens 7 auf dem Grundbauteil 3 aufgeschweißt werden, da der Schweißstrom nur durch den Bolzen 7 selber geleitet wird. Der zum Schweißen benötigte hohe elektrische Widerstand tritt in jedem Fall zwischen der Stirnfläche 9 des Bolzens 7 und der Oberfläche 10 des Grundbauteils 3 auf .
Nach der Durchführung des Verfahrens schrumpft der Bolzen 7 aufgrund der vorausgegangenen thermischen Umformung. Auf diese Weise kommt es zu einer zusätzlichen Verspannung der Verbindung 18 , welche eine hohe Festigkeit zur Folge hat .
Weiterhin erfolgen das Schweißen und die anschließende plastische Verformung in einem Arbeitsgang auf einer Standard- Schweißpresse, ohne dass zusätzliche Umrüst- oder Umspann- Maßnahmen erforderlich sind.
Die durch das Schweißen möglicherweise verursachte Aufhärtung der Schweißzone 20 wird durch die anschließende Erwärmung im Rahmen der plastischen Verformung reduziert .
Fig. 4 zeigt eine mögliche Anwendung des oben im Detail dargestellten Verbindungsverfahrens . Dargestellt ist hier in einem Ausschnitt ein Schnitt durch einen Drehmomentwandler 35 für ein Kraftfahrzeug. Dieser Drehmomentwandler 35 hat die Aufgabe, ein Drehmoment vom Motor zum Getriebe zu übertragen ,bzw. entsprechend anzupassen. Um den hydraulischen Schlupf zwischen Motor und Getriebe im Fahrbetrieb zu vermeiden und damit den Benzinverbrauch des Motors zu senken, weist der Drehmomentwandler 35 eine Überbrückungskupplung .33 auf . Diese besteht aus zwei Lamellenpaketen 39 und 40 , die zur Erreichung gleicher Drehzahlen von Motor und Getriebe durch einen von Öl umflossenen und bewegten Kolben 30 zusammengedrückt werden. In dem Fall wird durch die zusammengepressten Lamellenpakete 39 und 40 eine direkte mechanische Kopplung zwischen dem vom Motor angetriebenen Deckel 37 des Drehmoment- wandlers , welcher mit dem äußeren Lamellenpaket 39 verbunden ist und der Getriebeeingangswelle 42 , welche mit dem inneren Lamellenpaket 40 verbunden ist , erzielt . Auf diese Weise wird ein Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers 35 von hundert Prozent erreicht .
Der Kolben 30 ist durch einen O-Ring 41 mit einer Kolbenführung 31 verbunden . Diese Kolbenführung 31 muss an mehreren Stellen unlösbar mit dem Deckel 37 verbunden werden. An diese unlösbare Verbindung werden dabei hohe Anforderungen gestellt : Zum einen muss die Verbindung dicht sein, da sowohl der Kolben 30 als auch die Kolbenführung 31 auf allen Seiten von Öl umflossen ist . Zum anderen dürfen durch das Verbindungsverfahren keine Verunreinigungen des um die Verbindungsstelle fließenden Öls auftreten . Nach dem Verbinden der Kolbenführung 31 mit dem Deckel 37 ist der Bereich nicht mehr von außen zugänglich und kann daher nachträglich nicht mehr gereinigt werden . Weiterhin darf durch die Verbindung keine oder nur geringe Wärme in die Umgebung der Verbindungsstelle eingebracht werden, da direkt benachbart der hitzeempfindliche O-Ring 41 angeordnet ist . Weiterhin ist die Kolbenführung 31 beispielsweise ein Aluminium-Druckgussteil und für ein konventionelles Schweißverfahren nicht zugänglich .
In Fig . 4 ist nun eine erfindungsgemäße Verbindung 18 der Kolbenführung 31 mit dem Deckel 37 durch einen Bolzen 7 nach der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens dargestellt . Im Bezug auf die obige Beschreibung entspricht die Kolbenführung 31 dem Bauteil 1 und der Deckel 37 dem Grundbauteil 3. Der Bolzen 7 ist bereits soweit gestaucht , dass sein Schaft 13 die Bohrung 5 in der Kolbenführung 31 in der Mitte vollständig ausfüllt und sein Kopf 15 auf der Oberfläche 11 der Kolbenführung 31 aufliegt . Diese Verbindung 18 erfüllt alle oben aufgeführten Anforderungen. Weiterhin kann die Verbindung von Kolbenführung 31 und Deckel 37 an mehreren Stellen gleichzeitig in einem Arbeitsgang durchgeführt werden .
Die komplette Montage eines Drehmomentwandlers 35 läuft in den folgenden Schritten ab : Zunächst werden mehrere Bolzen 7 an Schweißelektroden angesaugt oder angeklemmt , dann wird der Deckel 37 beispielsweise durch seinen Dorn eindeutig positioniert . Durch gleichzeitiges oder zeitverzögertes Zünden wird danach an mehreren Stellen die Kolbenführung 31 mit dem Deckel 37 verbunden. Anschließend werden die weiteren Montage- schritte , wie die Bestückung der Lamellenpakete 39 , 40 , durchgeführt .
Neben der oben dargestellten zylindrischen Geometrie der Bohrung 5 ist es möglich, eine kegelförmige Geometrie vorzusehen, wie sie in Fig . 5 dargestellt ist . Eine konische Bohrung 5 ist beispielsweise bei Verwendung eines Gussteils als Bauteil 1 einfacher herzustellen als eine zylindrische . Des Weiteren wird durch eine solche Geometrie eine SelbstZentrierung des Bolzens 7 in der Kolbenführung 31 erreicht . Der Durchmesser der Bohrung 5 vergrößert sich mit wachsendem Abstand vom Grundbauteil 3. Der Öffnungswinkel kann dabei variieren, in diesem Beispiel beträgt er näherungsweise 25° .
In Fig. 5 ist die Verbindung 18 nach dem Durchführen des Verfahrens dargestellt . Es ist zu erkennen, dass das bei der Stauchung des Schafts 13 verdrängte Material sich an die Wan- düng der Bohrung 5 andrückt und somit die Bohrung 5 nahezu vollständig ausfüllt . Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel an die Unterseite 17 des Kopfes 15 des Bolzens 7 ein umlaufender Dichtring 27 angeformt . Dieser Dichtring 27 liegt nach dem Stauchvorgang auf der Oberfläche 11 des Bauteils 1 auf und dichtet die Verbindung 18 zusätzlich ab . Alternativ kann auch ein ähnlicher umlaufender Dichtring auf der Oberfläche 11 des Bauteils 1 vorgesehen werden, welcher dann die gleiche Funktion erfüllt . Solch ein Dichtring kann beispielsweise beim Gießen direkt am Bauteil 1 vorgesehen werden .
Neben der in den bisherigen Ausführungsbeispielen dargestellten Verbindung 18 von einem Bauteil 1 mit einem Grundbauteil 3 können auch mehrere Bauteile gemeinsam an einem Grundbauteil 3 befestigt werden. In diesem Fall müssen die Bauteile 1 alle miteinander fluchtende Bohrungen 5 aufweisen, durch die der Bolzen 7 eingeführt wird. Nach der Durchführung des Verfahrens liegt der Kopf 15 des Bolzens 7 dann bereichsweise auf der Oberfläche 11 desj enigen Bauteils 1 auf, welches am weitesten vom Grundbauteil 3 entfernt angeordnet ist . Auf diese Weise kann auch ein Verbund aus mehreren Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien an einem gemeinsamen Grundbauteil 3 angebunden werden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die dargestellten Ausführungsbeispiele .
Beispielsweise ist es nicht zwingend erforderlich, die Bolzen 7 per Unterdruck an der Schweißelektrode zu befestigen. Ferner kann er dort beispielsweise auch magnetisch oder mechanisch befestigt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum unlösbaren Befestigen wenigstens eines Bauteils (1) an einem Grundbauteil (3 ) mit Hilfe eines durch eine Bohrung (5) in dem oder den Bauteilen (1) hindurchragenden Bolzens (7) , wobei der Bolzen (7) zunächst mit einer Stirnfläche (9) auf der Oberfläche (10) des Grundbauteils (3 ) elektrisch aufgeschweißt wird und anschließend plastisch verformt wird, dadurch gekennzeichnet , dass der Schaft (13) des Bolzens (7) , welcher einen Kopf
(15) aufweist , gestaucht wird, bis die Unterseite (17) des Kopfes (15) bereichsweise auf der Oberfläche (11) des
Bauteils (1) aufliegt .
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Schaft (13) des Bolzens (7) durch einen nach einem kurzen zeitlichen Abstand nach dem Aufschweißen der Stirnfläche (9) aufgebrachten zweiten elektrischen Impuls erhitzt und gleichzeitig gestaucht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass für das Aufschweißen ein Buckelschweißverfahren verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass der Schaft (13) des Bolzens (7) so gestaucht wird, dass er bereichsweise in Umfangsrichtung die Bohrung (5) vollständig ausfüllt .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass der Bolzen (7) gemeinsam mit einer Schweiß- Elektrode, mit welcher er fest , aber lösbar verbunden wird, in die Bohrung (5) eingeführt wird .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass das Verfahren auf einer Schweißpresse durchgeführt wird .
7. Unlösbare Verbindung (18) eines oder mehrerer Bauteile
(1) mit einem Grundbauteil (3 ) , wobei das oder die Bauteile (1) eine Bohrung (5) aufweisen, durch welche ein Bolzen (7) hindurchragt , der mit einer Stirnfläche (9) mit der Oberfläche (10) des Grundbauteils (3) verschweißt und plastisch verformt ist , dadurch gekennzeichnet , dass der Bolzen (7) auf der vom Grundbauteil (3) abgewandten Seite einen Kopf (15) aufweist und die Bohrung (5) einen größeren Durchmesser als der Schaft (13) des Bolzens (7) vor der plastischen Verformung aufweist .
8. Verbindung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass das dem Grundbauteil (3) nächstgelegene Bauteil (1) in der dem Grundbauteil (3) zugewandten Fläche (21) in der Umgebung der Bohrung (5) eine Ausnehmung (23) aufweist .
9. Verbindung nach Anspruch 7 oder 8 , dass die Bohrung (5) eine kegelförmige Geometrie mit einem sich vom Grundbauteil (3) weg vergrößernden Durchmesser aufweist .
10. Verbindung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass der Kopf (15) des Bolzens (7) auf der dem Bauteil (1) zugewandten Unterseite (17) einen angeformten, umlaufenden Dichtring (27) aufweist .
11. Verbindung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass das dem Grundbauteil (3 ) nächstgelegene Bauteil (1) auf der Oberfläche (11) einen angeformten, umlaufenden Dichtring aufweist .
12. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur unlösbaren Verbindung einer Führung (31) eines Kolbens (30) für die Überbrückungskupplung (33) eines Drehmomentwandlers (35) eines Kraftfahrzeugs an einem Deckel (37) des Drehmomentwandlers (35) .
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