WO2015144478A1 - Hülseneinsatz - Google Patents

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WO2015144478A1
WO2015144478A1 PCT/EP2015/055445 EP2015055445W WO2015144478A1 WO 2015144478 A1 WO2015144478 A1 WO 2015144478A1 EP 2015055445 W EP2015055445 W EP 2015055445W WO 2015144478 A1 WO2015144478 A1 WO 2015144478A1
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WO
WIPO (PCT)
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sleeve
sleeve insert
plastic component
insert
flange portion
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/055445
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Eichinger
Andreas Hermann
Hans-Martin Ruppert
Kai-Torsten Schmiedl
Original Assignee
Mahle International Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International Gmbh filed Critical Mahle International Gmbh
Priority to EP15711700.3A priority Critical patent/EP3123037A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/12—Nuts or like thread-engaging members with thread-engaging surfaces formed by inserted coil-springs, discs, or the like; Independent pieces of wound wire used as nuts; Threaded inserts for holes
    • F16B37/122—Threaded inserts, e.g. "rampa bolts"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F16B19/10—Hollow rivets; Multi-part rivets fastened by expanding mechanically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F16B5/025—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread specially designed to compensate for misalignement or to eliminate unwanted play

Definitions

  • the present invention relates to a sleeve insert for a plastic component according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for installing such a sleeve insert in a plastic component.
  • a generic sleeve insert which is designed as a threaded insert and consists of a sleeve-shaped deep-drawn, embedded in the component material threaded element.
  • the sleeve insert has an integrally formed, over the shank portion radially projecting flange on the component outside end, which allows both a precise centering and a rotationally fixed anchoring of the threaded insert with the component by bending.
  • connection insert is fixed in the bore of a component, wherein the connection insert is pressed with a conical portion in a conical portion of the bore.
  • connection insert at the wider end of the conical portion on a laterally projecting flange portion which is supported in the pressed state on a radial bearing surface of the component.
  • connection insert has an axial projection integrally formed on the narrower end side of the conical section or on the end side of the flange section and projecting beyond the surface of the component.
  • a method for joining a composite sheet to a metallic substrate wherein the composite sheet mini- at least one metallic cover layer and at least one non-metallic layer which consists of a plastic.
  • the composite sheet while an opening is introduced and additionally provided at least one joining element, which is introduced into the opening of the composite sheet.
  • the joining element is formed as a metallic sleeve, which is deformed such that it forms a positive and non-positive connection with the composite sheet.
  • the metallic sleeve With the end pointing to the substrate, the metallic sleeve is joined to the substrate in a material-locking manner using a filler material, this filler material being arranged in the interior of the sleeve. In this way, in particular a disadvantageous welding process can be avoided.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing a sleeve insert of the generic type an improved or at least one alternative embodiment, by means of which in particular the tolerance problem can be at least defused.
  • the present invention is based on the general idea, with a sleeve insert for a plastic component, consisting of a shank portion and a bendable flange portion, to provide a material and / or cross-sectional weakening, which facilitates bending over of the flange portion already installed in the plastic component state.
  • the invention proposes to carry out the forming process only in the finished plastic component. For this purpose, the sleeve insert is pushed with a shaft portion in the plastic component and then the flange portion sunk by means of a corresponding punch in a groove provided for this purpose on the plastic component.
  • the sleeve insert according to the invention has the previously described material and / or cross-sectional weakening.
  • Such a material and / or cross-sectional weakening simplifies or facilitates the bending of the flange section considerably and therefore makes it possible to carry out the forming process of the sleeve insert in the already finished plastic component.
  • the cross-sectional weakening is formed as a groove or a slot.
  • a cross-sectional weakening may be formed, for example, as an annular groove, as a radial slot or as an axial slot.
  • An annular groove is therefore usually arranged at the transition between the shaft portion and the flange portion and creates there a kind of hinge, which allows in the manner of a film hinge an exact and predefined bending of the flange portion. It is possible, for example, that the entire sleeve insert in one piece, that is formed from a single piece. In particular, when providing an axial slot, it is also conceivable to rotate or roll the sleeve insert by a simple winding process of a metal blank (metal sheet or flat plate).
  • Such a sleeve insert can thus be deformed comparatively easily, that is to say stress-free and low-power, without further cross-sectional weakening in its flange region, although the flange section also has to be plastically deformable for a long time.
  • a multi-part sleeve insert it is also conceivable to form this from a kind of modular system in which different shaft sections and / or different flange sections are provided.
  • a connection between a respective flange portion and an associated shank portion can be done for example by a simple screwing, gluing, pressing or nesting.
  • the sleeve insert is designed as a threaded sleeve. This makes it possible, in an otherwise soft and rather unsuitable for a screwing plastic component to provide a solid anchoring option, via which, for example, an additional unit is fixed by a screw.
  • the sleeve insert may also be formed of two sleeve sections and a spring arranged therebetween, which clamps the two sleeve sections away from each other in the axial direction.
  • the two sleeve sections are pushed in the plastic component to each other butt, whereby the interposed spring is compressed.
  • the spring arranged therebetween After releasing the two sleeve sections due to the spring arranged therebetween, at least slightly spring back, with pressed in a cultivation of an additional unit to the plastic component of the sleeve portion back into the associated bore on the plastic component and about the Spring is tensioned.
  • the present invention is further based on the general idea of inserting a sleeve insert, which is usually formed as a metallic sleeve insert, with its shaft portion in a plastic component and only in the inserted state at its flange to bend and thereby fix.
  • a sleeve insert which is usually formed as a metallic sleeve insert
  • the shaft portion in a plastic component and only in the inserted state at its flange to bend and thereby fix.
  • 1 a is a view of a first embodiment of a sleeve insert according to the invention in the uninstalled state
  • Fig. 1 b is a cross-sectional view through the shown in FIG. 1 a
  • 2a is a view of a sleeve insert with an inner sleeve and a
  • FIG. 2b is a representation as in Fig. 2a, but in the installed state
  • FIG. 3 shows a sectional view through a sleeve insert according to the invention with flange sections attached in the left-hand representation and in the right-hand illustration with a plurality of sleeve sections and a spring arranged therebetween,
  • Fig. 4 shows a device for installation of the sleeve insert according to the invention in a plastic component.
  • a sleeve insert 1 for a plastic component 2 (cf., Fig. 4) consists of a shaft section 3 and at least one bendable flange section 4.
  • the sleeve insert 1 now has a material and / or cross-sectional weakening 5, which facilitates bending of the flange portion 4 and thus fixing of the sleeve insert 1 in the plastic component 2.
  • the cross-sectional weakening 5 can be designed, for example, as a groove, in particular as an annular groove (cf., FIGS. 1 a and b) or as a slot (compare FIGS. 2 a and b).
  • both a radial slot and an axial slot may be provided, which is particularly useful in providing a continuous axial slot 6 opens up the possibility of making the sleeve insert 1 by a winding process of a metal sheet and thus relatively inexpensive.
  • the flange portion 4 may also be formed of a different material, in particular of a softer material, than the shaft portion 3 and thereby in turn facilitate the forming of the flange portion 4. In this case, one speaks of a material weakening 5.
  • the individual materials of the shank portion 3 and the flange portion 4 can be glued to the finished sleeve insert 1 with each other, welded, caulked or otherwise connected.
  • the sleeve insert 1 is integrally formed and even in one piece and has only at the upper end of the bendable flange 4, whereas he already bent at the lower end before the actual installation or produced flange portion 4 'has.
  • the sleeve insert 1 is additionally stiffened by beads 7 in the region of the transition from the flange section 4 'to the shaft section 3.
  • FIGS. 2a and 2b it can be seen that it is formed from an inner sleeve 8 and an outer sleeve 9 arranged coaxially thereto, the material and / or cross-sectional weakening 5 being provided only on the inner sleeve 8 ,
  • the Fig 2a shows the sleeve insert 1 prior to installation in the plastic component 2
  • FIG. 2b shows the finished molded sleeve insert 1.
  • the sleeve insert 1 may be composed of several parts, as shown in the right-hand sectional view according to FIG. 3, the sleeve insert 1 in this case being formed from two sleeve sections 10 and 11 and a spring 12 arranged therebetween is, which spans the two sleeve sections in the axial direction 13 from each other.
  • the sleeve insert 1 in particular on one of the flange sections 4 on a material and / or cross-sectional weakening 5, which facilitates a folding of the flange portion 4.
  • a sleeve insert 1 composed of several parts is shown, wherein the two flange sections 4 can be made of a different material than the shaft section 3.
  • the deformed flange section 4 can in particular be made of a softer and thus more easily reshaped material be formed, this softer material represents the actual material weakening.
  • FIG. 4 it can be seen how the sleeve insert 1 according to the invention is installed in the plastic component 2.
  • the sleeve insert 1 with undeformed flange portion 4 and deformed flange portion 4 ' is inserted into a corresponding recess on the plastic component 2.
  • the flange portion 4 is deformed by a punch 14 and thereby the sleeve insert 1 minimizes tolerance in the plastic construction.
  • Part 2 fixed.
  • a counter punch 15 is provided, which supports the sleeve insert 1 via its flange section 4 '.
  • the sleeve insert 1 With the sleeve insert 1 according to the invention, a significantly improved tolerance compensation over conventional sleeves can be achieved, since the sleeve insert 1 is formed in the plastic component 2 and thereby applied directly thereto. About the relatively simple manufacturing process in which the curl, that is, the bending of the flange 4 takes place only in the plastic component 2, there are also cost advantages. In the case of a two-part or multi-part construction of the sleeve insert 1, a wide variety of materials can furthermore be used, as a result of which individual adaptation and optimization to the particular requirement is possible.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hülseneinsatz (1) für ein Kunststoffbauteil (2), bestehend aus einem Schaftabschnitt (3) und einem umbiegbaren Flanschabschnitt (4). Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Hülseneinsatz (1) eine Material- und/oder Querschnittsschwächung (5) aufweist, die ein Umbiegen des Flanschabschnitts (4) erleichtert. Hierdurch kann eine deutliche Toleranzreduzierung erreicht werden, da ein Umbiegen des Flanschabschnitts (4) erst bei eingebautem Hülseneinsatz (1) erfolgt.

Description

Hülseneinsatz
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hülseneinsatz für ein Kunststoffbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Einbau eines solchen Hülseneinsatzes in ein Kunststoffbauteil.
Aus der DE 102 53 448 A1 ist ein gattungsgemäßer Hülseneinsatz bekannt, der als Gewindeeinsatz ausgebildet ist und aus einem hülsenförmig tiefgezogenen, in das Bauteilmaterial eingebetteten Gewindeelement besteht. Darüber hinaus weist der Hülseneinsatz einen einstückig angeformten, über den Schaftabschnitt radial auskragenden Flanschabschnitt am Bauteil außenseitigen Endbereich auf, der durch ein Umbiegen sowohl eine exakte Zentrierung als auch eine drehfeste Verankerung des Gewindeeinsatzes mit dem Bauteil erlaubt.
Aus der DE 197 58 690 B4 ist eine Befestigungsanordnung bekannt, bei der ein Verbindungseinsatz in der Bohrung eines Bauteils festgelegt ist, wobei der Verbindungseinsatz mit einem konischen Abschnitt in ein konisches Teilstück der Bohrung eingepresst ist. Zusätzlich weist der Verbindungseinsatz am breiteren Ende des konischen Abschnitts einen seitlich vorstehenden Flanschabschnitt auf, der sich in eingepresstem Zustand an einer radialen Auflagefläche des Bauteils abstützt. Darüber hinaus besitzt der Verbindungseinsatz einen an der schmaleren Endseite des konischen Abschnitts oder an der Endseite des Flanschabschnitts angeformten axialen Ansatz, der über die Oberfläche des Bauteils vorsteht. Hierdurch soll ein achsparalleles Einbringen des Verbindungseinsatzes in eine Bohrung ermöglicht werden.
Aus der DE 10 2012 102 286 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden eines Verbundblechs mit einem metallischen Substrat bekannt, wobei das Verbundblech min- destens eine metallische Deckschicht und mindestens eine nichtmetallische Schicht aufweist, welche aus einem Kunststoff besteht. In das Verbundblech wird dabei eine Öffnung eingebracht und zusätzlich zumindest ein Fügeelement vorgesehen, welches in die Öffnung des Verbundblechs eingebracht wird. Um ein prozesssicheres Verbinden des Verbundblechs mit dem metallischen Substrat zu erreichen, ist das Fügeelement als metallische Hülse ausgebildet, die derart umgeformt wird, dass sie eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit dem Verbundblech eingeht. Mit dem zum Substrat weisenden Ende wird die metallische Hülse mit dem Substrat stoffschlüssig unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffs gefügt, wobei dieser Zusatzwerkstoff im Inneren der Hülse angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere ein nachteiliger Schwei ßprozess vermieden werden.
Aus der DE 197 21 894 C2 ist eine Verschraubungsanordnung für metallische Bauteile aus stark kriechendem Werkstoff bekannt, mit Bohrungen zum Eingriff von Schrauben in eine Bohrungswandung am Bauteil an entsprechenden Ver- schraubungspunkten, einer Buchse, die in den Bohrungen angeordnet ist und die Bohrungswandung und wenigstens einen vorgestimmten Bereich des Bauteils um die jeweilige Bohrung herum auf wenigstens einer Seite der Bohrung bedeckt. Dabei weisen die Buchse und das Bauteil einen möglichst ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.
Bei modernen Kunststoffmodulen werden zunehmend mehr Zusatzaggregate angeflanscht. Da insbesondere bei höheren Temperaturen der Kunststoff der Kunst- stoffmodule jedoch nicht die notwendige Festigkeit aufweist, um die unter Umständen schweren Zusatzaggregate halten zu können, werden üblicherweise Metallhülsen in den Kunststoff eingelegt, um über diese die Haltekräfte zu übertragen. Von besonderer Bedeutung bei derartigen Metallhülsen ist die erforderliche Toleranz zwischen derselben und dem Kunststoffmodul, wozu im Normalfall eine Nut um den Bereich der Bohrung vorgesehen wird, in welche sich ein Kragen der Metallhülse einlegt. Durch unterschiedlichste Fertigungsverfahren für die Hülse, z.B. Umformen bzw. Drehen, ist jedoch das Einhalten der vorgegebenen Toleranzen nur bedingt möglich. Zudem gibt es ein Fertigungsproblem in der Gestalt, dass die Metallhülsen, welche umgeformt werden, eine Längenbegrenzung auf Grund des Umform prozesses aufweisen. Drehhülsen, welche dieses Problem nicht aufweisen, sind jedoch im Vergleich zu herkömmlichen klassischen Metallhülsen sehr teuer.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Hülseneinsatz der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, mittels welcher insbesondere die Toleranzproblematik zumindest entschärft werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Hülseneinsatz für ein Kunststoffbauteil, bestehend aus einem Schaftabschnitt und einem biegbaren Flanschabschnitt, eine Material- und/oder Querschnittsschwächung vorzusehen, die ein Umbiegen des Flanschabschnitts in bereits in das Kunststoffbauteil eingebautem Zustand erleichtert. Um die Toleranz zwischen den einzelnen Bauteilen, das heißt konkret zwischen dem Kunststoffbauteil und dem Hülseneinsatz zu optimieren, schlägt die Erfindung vor, den Umformprozess erst im fertigen Kunststoffbauteil durchzuführen. Hierfür wird der Hülseneinsatz mit einem Schaftabschnitt in das Kunststoffbauteil geschoben und anschließend der Flanschabschnitt mittels eines entsprechenden Stempels in eine hierfür vorgesehene Nut am Kunststoffbauteil versenkt. Hierdurch ist es möglich, den Hülseneinsatz direkt an das Kunststoffbauteil anzulegen und das Spiel zwischen dem Kunststoffbauteil und dem Hülseneinsatz zu minimieren. Um diesen Umformprozess am fertigen Kunststoffbauteil durchführen zu können, ist der zum Umformen des Flanschabschnitts aufzuwendende Krafteinsatz zu begrenzen, weshalb der erfindungsgemäße Hülseneinsatz die zuvor beschriebene Material- und/oder Querschnittsschwächung aufweist. Eine derartige Material- und/oder Querschnittsschwächung vereinfacht bzw. erleichtert das Umbiegen des Flanschabschnitts erheblich und ermöglicht gerade deshalb den Umformprozess des Hülseneinsatzes im bereits fertigen Kunststoffbauteil.
Zweckmäßig ist die Querschnittsschwächung als Nut oder als Schlitz ausgebildet. Eine solche Querschnittsschwächung kann beispielsweise als Ringnut, als Radialschlitz oder als Axialschlitz ausgebildet sein. Eine Ringnut ist demzufolge üblicherweise am Übergang zwischen dem Schaftabschnitt und dem Flanschabschnitt angeordnet und schafft dort eine Art Gelenk, die in der Art eines Filmscharniers ein exaktes und vordefiniertes Umbiegen des Flanschabschnitts erlaubt. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass der gesamte Hülseneinsatz einstückig, das heißt aus einem einzigen Stück ausgebildet ist. Insbesondere beim Vorsehen eines Axialschlitzes ist es darüber hinaus denkbar, den Hülseneinsatz durch einen einfachen Wickelprozess von einem Metallrohling (Metallbahn oder flache Platte) zu drehen bzw. zu rollen. Diese nicht mehr in ihrer Länge limitierten Hülseneinsätze können dann mittels des zuvor beschriebenen Umformprozess im Kunststoffbauteil integriert werden. Generell ermöglicht das Vorsehen der Querschnittsschwächung sowie auch der noch nicht beschriebenen Materialschwächung eine spannungsarme Umformung, welche die Gefahr reduziert, dass das Kunststoffbauteil zu stark beansprucht wird. Durch das Vorsehen eines entsprechenden Schlitzes als Querschnittsschwächung kann darüber hinaus ein unerwünschtes Rückfedern des umgebogenen Flanschabschnitts vermieden werden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Flanschabschnitt des Hülseneinsatzes aus einem anderen Material, insbesondere aus einem weicheren Material, ausgebildet als der Schaftabschnitt. Ein solcher Hülseneinsatz lässt sich somit auch ohne weitere Querschnittsschwächung in seinem Flanschbereich vergleichsweise einfach, das heißt spannungs- und kraft- arm, umformen, wobei jedoch auch der Flanschabschnitt langanhaltend plastisch verformbar sein muss. Bei einem mehrteilig aufgebauten Hülseneinsatz ist es zudem denkbar, diesen aus einem Art Baukasten auszubilden, in welchem unterschiedliche Schaftabschnitte und/oder unterschiedliche Flanschabschnitte vorgesehen werden. Eine Verbindung zwischen einem jeweiligen Flanschabschnitt und einem zugehörigen Schaftabschnitt kann beispielsweise durch ein einfaches Ver- schrauben, Verkleben, Verpressen oder Ineinanderstecken erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Hülseneinsatz als Gewindehülse ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, in einem ansonsten weichen und für ein Einschrauben eher ungeeigneten Kunst- stoffbauteil eine feste Verankerungsmöglichkeit zu schaffen, über welche beispielsweise ein Zusatzaggregat durch eine Schraube fixiert wird.
Zweckmäßig kann der Hülseneinsatz auch aus zwei Hülsenabschnitten und einer dazwischen angeordneten Feder ausgebildet sein, die die beiden Hülsenabschnitte in Axialrichtung voneinander wegspannt. Bei einem derartigen Hülseneinsatz werden die beiden Hülsenabschnitte im Kunststoffbauteil auf Stoß zueinander geschoben, wodurch die dazwischen angeordnete Feder komprimiert wird. Nach dem Loslassen können die beiden Hülsenabschnitte aufgrund der dazwischen angeordneten Feder zumindest leicht axial zurückfedern, wobei bei einem Anbau eines Zusatzaggregates an das Kunststoffbauteil der Hülsenabschnitt wieder in die zugehörige Bohrung am Kunststoffbauteil eingedrückt und darüber die Feder gespannt wird. Hierdurch ist insbesondere ein Minimieren der Toleranzen möglich.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, einen Hülseneinsatz, der üblicherweise als metallischer Hülseneinsatz ausgebildet ist, mit seinem Schaftabschnitt in ein Kunststoffbauteil einzuschieben und erst in eingeschobenem Zustand an seinem Flanschabschnitt umzubiegen und dadurch zu fixieren. Beim Umbiegen des Flanschabschnittes wird dieser an eine Kontur des Kunststoffbauteils, beispielsweise eine entsprechende Nut, angelegt bzw. eingedrückt. Das Umformen des Hülseneinsatzes am fertigen Kunststoffbauteil wurde bislang nicht durchgeführt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch, Fig. 1 a eine Ansicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hülseneinsatzes im unverbauten Zustand,
Fig. 1 b eine Querschnittdarstellung durch den gemäß der Fig. 1 a gezeigten
Hülseneinsatz im Einbauzustand,
Fig. 2a einen Ansicht auf einen Hülseneinsatz mit einer Innenhülse und einer
Außenhülse im unverformten Zustand,
Fig. 2b eine Darstellung wie in Fig. 2a, jedoch im Einbauzustand,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Hülseneinsatz mit in der linken Darstellung angesetzten Flanschabschnitten und in der rechten Darstellung mit mehreren Hülsenabschnitten und einer dazwischen angeordneten Feder,
Fig. 4 eine Vorrichtung zum Einbau des erfindungsgemäßen Hülseneinsatzes in ein Kunststoffbauteil.
Entsprechend den Fig. 1 bis 4 besteht ein erfindungsgemäßer Hülseneinsatz 1 für ein Kunststoffbauteil 2 (vgl. Fig. 4) aus einem Schaftabschnitt 3 und zumindest einem umbiegbaren Flanschabschnitt 4. Erfindungsgemäß weist nun der Hülseneinsatz 1 eine Material- und/oder Querschnittsschwächung 5 auf, die ein Umbiegen des Flanschabschnitts 4 und damit ein Fixieren des Hülseneinsatzes 1 im Kunststoffbauteil 2 erleichtert. Die Querschnittschwächung 5 kann beispielsweise als Nut, insbesondere als Ringnut (vgl. die Fig. 1 a und b) oder als Schlitz (vgl. die Fig. 2a und b) ausgebildet sein. Bei der Ausbildung der Querschnittsschwächung 5 als Schlitz kann sowohl ein Radialschlitz als auch ein Axialschlitz vorgesehen sein, was insbesondere beim dem Vorsehen eines durchgehenden Axialschlitzes 6 die Möglichkeit eröffnet, den Hülseneinsatz 1 durch einen Wickelprozess aus einer Metallbahn und damit vergleichsweise kostengünstig herzustellen. Zusätzlich oder alternativ kann der Flanschabschnitt 4 auch aus einem anderen Material, insbesondere aus einem weicheren Material, ausgebildet sein als der Schaftabschnitt 3 und dadurch wiederum das Umformen des Flanschabschnittes 4 erleichtern. In diesem Fall spricht man von einer Materialschwächung 5. Die einzelnen Materialien des Schaftabschnittes 3 bzw. des Flanschabschnittes 4 können dabei zum fertigen Hülseneinsatz 1 miteinander verklebt, verschweißt, verstemmt oder anderweitig verbunden werden. Eine derartige Verbindungsweise ist beispielsweise in der linken Schnittdarstellung der Fig. 3 gezeigt, bei welcher zwei Flanschabschnitte 4 separat zum eigentlichen Schaftabschnitt 3 des Hülseneinsatzes 1 ausgebildet und anschließend mit diesem verbunden, insbesondere verlötet, verschweißt oder verklebt sind. Üblicherweise bestehen sämtliche Materialien des Hülseneinsatzes 1 aus Metall, um entsprechende Kräfte, beispielsweise beim Anbau eines schweren Zusatzaggregats an ein Kunststoffmodul, die Kräfte aufnehmen zu können.
In der einfachsten Ausführungsform, die gemäß den Fig. 1 a und 1 b gezeigt ist, ist der Hülseneinsatz 1 einteilig und sogar einstückig ausgebildet und besitzt lediglich am oberen Ende den umbiegbaren Flanschabschnitt 4, wogegen er am unteren Ende bereits einen vor dem eigentlichen Einbau umgebogenen bzw. hergestellten Flanschabschnitt 4' aufweist. Der Hülseneinsatz 1 ist dabei im Bereich des Übergangs vom Flanschabschnitt 4' zum Schaftabschnitt 3 zusätzlich durch Sicken 7 ausgesteift.
Betrachtet man den erfindungsgemäßen Hülseneinsatz 1 gemäß den Fig. 2a und 2b so kann man erkennen, dass dieser aus einer Innenhülse 8 und einer koaxial dazu angeordneten Außenhülse 9 ausgebildet ist, wobei lediglich an der Innenhülse 8 die Material- und/oder Querschnittsschwächung 5 vorgesehen ist. Die Fig 2a zeigt dabei den Hülseneinsatz 1 vor dem Einbau in das Kunststoffbauteil 2, wogegen die Fig. 2b den fertig umgeformten Hülseneinsatz 1 zeigt.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Hülseneinsatz 1 aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, wie dies in der rechten Schnittdarstellung gemäß der Fig. 3 dargestellt ist, wobei der Hülseneinsatz 1 in diesem Fall aus zwei Hülsenabschnitten 10 und 1 1 und einer dazwischen angeordneten Feder 12 ausgebildet ist, die die beiden Hülsenabschnitte in Axialrichtung 13 voneinander wegspannt. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die beiden Hülsenabschnitte 10, 1 1 auf Stoß in das Kunststoffbauteil 2 einzuschieben und die Feder 12 für einen weiteren Toleranzausgleich zu nutzen. Beim Anbau eines weiteren Bauteils an das Kunststoffbauteil 2 wird dabei die Feder 12 gespannt und die Toleranz minimiert. Auch in diesem Fall weist der Hülseneinsatz 1 insbesondere an einem der Flanschabschnitte 4 eine Material- und/oder Querschnittsschwächung 5 auf, die ein Umlegen des Flanschabschnittes 4 erleichtert.
In der linken Darstellung der Fig. 3 ist wiederum ein aus mehreren Teilen zusammengesetzter Hülseneinsatz 1 gezeigt, wobei die beiden Flanschabschnitte 4 aus einem anderen Material sein können, als der Schaftabschnitt 3. Der umgeformte Flanschabschnitt 4 kann insbesondere aus einem weicheren und damit leichter umzuformenden Material ausgebildet sein, wobei dieses weichere Material die eigentliche Materialschwächung darstellt.
Betrachtet man schließlich die Fig. 4, so kann man erkennen, wie der erfindungsgemäße Hülseneinsatz 1 in das Kunststoffbauteil 2 eingebaut wird. Zunächst wird nämlich der Hülseneinsatz 1 mit unverformten Flanschabschnitt 4 und verformten Flanschabschnitt 4' in eine entsprechende Ausnehmung am Kunststoffbauteil 2 eingeschoben. Anschließend wird der Flanschabschnitt 4 durch einen Stempel 14 umgeformt und dadurch der Hülseneinsatz 1 toleranzminimiert im Kunststoff bau- teil 2 fixiert. Um die entsprechenden von dem Stempel 14 aufgebrachten Kräfte ausgleichen zu können, ist ein Gegenstempel 15 vorgesehen, der den Hülseneinsatz 1 über seinen Flanschabschnitt 4' abstützt.
Mit dem erfindungsgemäßen Hülseneinsatz 1 lässt sich ein deutlich verbesserter Toleranzausgleich gegenüber herkömmlichen Hülsen erzielen, da der Hülseneinsatz 1 im Kunststoffbauteil 2 umgeformt und dadurch direkt an dieses angelegt wird. Über den vergleichsweise einfachen Herstellungsprozess, bei welchem die Bördelung, das heißt das Umbiegen des Flanschabschnittes 4 erst im Kunststoffbauteil 2 stattfindet, ergeben sich auch Kostenvorteile. Bei einem zweiteiligen o- der mehrteiligen Aufbau des Hülseneinsatzes 1 können darüber hinaus verschiedenste Materialen verwendet werden, wodurch eine individuelle Anpassung und Optimierung an die jeweilige Anforderung möglich ist.

Claims

Ansprüche
1 . Hülseneinsatz (1 ) für ein Kunststoffbauteil (2), bestehend aus einem Schaftabschnitt (3) und einem umbiegbaren Flanschabschnitt (4),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hülseneinsatz (1 ) eine Material- und/oder Querschnittsschwächung (5) aufweist, die ein Umbiegen des Flanschabschnitts (4) erleichtert.
2. Hülseneinsatz nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittschwächung (5) als Nut oder als Schlitz ausgebildet ist.
3. Hülseneinsatz nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsschwächung (5) als Ringnut, als Radialschlitz oder als Axialschlitz (6) ausgebildet ist.
4. Hülseneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flanschabschnitt (4) aus einem anderen Material, insbesondere aus einem weicheren Material, ausgebildet ist als der Schaftabschnitt (3).
5. Hülseneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hülseneinsatz (1 ) einen durchgehenden Axialschlitz (6) aufweist und durch einen Wickelprozess aus einer Metallbahn hergestellt ist.
6. Hülseneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Hülseneinsatz (1 ) einteilig ausgebildet oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist.
7. Hülseneinsatz nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hülseneinsatz (1 ) aus einer Innenhülse (8) und einer koaxial dazu angeordneten Außenhülse (9) ausgebildet ist, wobei lediglich an der Innenhülse (8) die Material- und/oder Querschnittsschwächung (5) vorgesehen ist.
8. Hülseneinsatz nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hülseneinsatz (1 ) aus zwei Hülsenabschnitten (10,1 1 ) und einer dazwischen angeordneten Feder (12) ausgebildet ist, die die beiden Hülsenabschnitte (10,1 1 ) in Axialrichtung (13) voneinander wegspannt.
9. Verfahren zum Einbau eines Hülseneinsatzes (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, in ein Kunststoffbauteil (2), bei dem der Hülseneinsatz (1 ) als Hülsenrohling in das Kunststoffbauteil (2) eingeschoben und erst in eingeschobenem Zustand an seinem Flanschabschnitt (4) umgebogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flanschabschnitt (4) beim Umbiegen an eine Kontur des Kunststoffbauteils (2) angelegt wird.
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