WO2022089678A1 - Verfahren zum herstellen einer verbindung zwischen einem einpresselement und einer plastisch verformbaren durchgangsöffnung in einer wandung eines hohlprofils - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer verbindung zwischen einem einpresselement und einer plastisch verformbaren durchgangsöffnung in einer wandung eines hohlprofils Download PDF

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WO2022089678A1
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press
opening
hollow profile
wall
tension
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PCT/DE2021/000163
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David Adbro
Ories Pohlmann
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RB&W GmbH
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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
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/06—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting
    • F16B37/062—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting
    • F16B37/068—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the support, e.g. the sheet or plate
    • 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
    • F16B4/00—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts at different temperature; Force fits; Non-releasable friction-grip fastenings
    • F16B4/004—Press fits, force fits, interference fits, i.e. fits without heat or chemical treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a positive and/or frictional connection between a self-clamping or self-piercing press-in element and a plastically deformable through-opening in a wall of a hollow profile by pressing the press-in element into the through-opening, according to the preambles of claims 1, 7 and 13.
  • Such methods are known from DE 10 2009 014 206 A1.
  • a hole is made in a casing wall of the hollow profile and a self-piercing nut with an internal thread and a cutting edge is introduced through the hole into the interior of the hollow profile.
  • a compressive force is then exerted on the self-piercing nut by means of a punch passed through the hole, so that the cutting edge cuts through a surface of the jacket wall opposite the hole and creates a further opening there. This will hold the self-piercing nut in the wider opening.
  • a hole has to be made, which requires a certain amount of manufacturing effort, weakens the cross section of the hollow profile and represents an optical impairment of the hollow profile. Furthermore, such a hole, which is only provided for connecting the self-piercing nut to the hollow profile, is also disadvantageous if the interior of the hollow profile has to have a certain degree of tightness with respect to the environment.
  • the present invention is based on the object of further developing a generic method in such a way that the disadvantages described above are avoided.
  • a method for producing a positive and/or frictional connection between a self-clamping or self-piercing press-in element and a plastically deformable through-opening in a wall of a hollow profile by pressing the press-in element into the through-opening in a press-in direction, with the through-opening deformed around the press-in member when the press-in member is press-fitted into the through-hole in the press-in direction.
  • the invention is characterized by at least the following steps: a) manufacturing the through-opening in the wall, b) positioning the press-in element on a first side of the wall, which faces an interior of the hollow profile, coaxially with the through-opening, c) leading through at least one first end of a tension element through the through-opening from a second side of the wall that faces away from the first side and points away from the interior of the hollow profile, d) connecting the first end of the tension element to the press-in element in such a way that a second end of the pulling element still protrudes from the through-opening, in the direction of a second side of the wall, which points away from the interior of the hollow profile, e) exerting a pulling force on the second end of the pulling element in such a way that the pulling force is transferred from the pulling element to the press-in element and that Press-in thereby in the through hole under Verformun g of the through-opening is pressed in in the press-in direction in order to produce
  • the press-in element can be any press-in element that can be pressed into the through-opening by a force and consequently causes a deformation of the through-opening or of its opening edge, so that a positive connection and/or frictional connection caused thereby creates a particularly self-locking connection between the wall and the Press-in element comes about.
  • the press-in element can be formed, for example, by a self-piercing or self-locking fastener, by a self-piercing or self-locking nut or by a self-piercing or self-locking screw.
  • the press-in element has at least one punched or connecting section, with which the press-in element is punched or pressed into the through-opening.
  • the hollow profile which is closed in cross-section in particular, can consist in particular of a metal such as aluminum or magnesium or an alloy containing these metals and can in particular be a hollow profile produced by extrusion, hydroforming, roll forming, primary shaping such as casting or by stamping.
  • the hollow profile can also be open on one or both sides with respect to a longitudinal axis of the hollow profile extending perpendicularly to the cross section of the hollow profile and therefore have at least one front opening so that elements or tools can be introduced into the interior of the hollow profile.
  • the press-in element is introduced into the interior of the hollow profile and the press-in element is positioned on the first side of the wall through such a front-side opening of the hollow profile.
  • the method according to the invention means that, in contrast to DE 10 2009 014 206 A1 mentioned at the outset, no additional hole has to be made in the jacket wall of the hollow profile in order to create access for a press-in tool such as a punch.
  • a press-in tool such as a punch.
  • This has advantages with regard to the rigidity, tightness and visual appearance of the jacket wall. Rather, the press-in force is applied to the press-in element via a single through-opening, which arises anyway as a result of the press-in process.
  • connection made with the method according to the invention can also be recognized on a hollow profile by the fact that there is no further through-opening formed on a diametrically opposite section of the wall coaxially with the through-opening.
  • the invention also includes a hollow profile in which a form-fitting and/or frictional connection between a self-clamping or self-piercing press-in element and a plastically deformable through-opening in a wall of the hollow profile has been produced by the method according to the invention, and in which there is no further through-opening formed coaxially with the through-opening on a diametrically opposite section of the wall of the hollow profile is.
  • the first end of the pulling element is separated from the press-in element and the pulling element is pulled back out of the through-opening.
  • An external thread can also be formed on the first end of the pulling element, which is screwed to an internal thread formed on the press-in element.
  • the press-in element can be formed by a press-in nut and the internal thread can be formed by the nut thread of a nut opening.
  • the press-in element can have a central opening and the first end of the tension element can be connected to the press-in element by bringing the first end of the tension element into a position in which it protrudes from the central opening into the interior of the hollow profile, wherein At least one counter element is provided at the first end of the tension element, which extends transversely to the press-in direction and is countered on a side of the press-in element pointing away from the wall.
  • the counter element can in particular also be hook-shaped and can be countered or act on the side of the press-in element pointing away from the wall.
  • At least one recess extending transversely to the press-in direction can be formed on the first end of the tension element, through which the counter element is guided.
  • the counter element which is then arranged transversely to the press-in direction, then counters the tension element when the tensile force is applied to the press-in element, as a result of which the tensile force is transmitted to the press-in element.
  • a method for producing a positive and/or frictional connection between a self-clamping or self-piercing press-in element having an opening and a plastically deformable through-opening in a wall of a hollow profile by pressing the press-in element into the through-opening in a press-in direction, wherein the through-hole deforms around the press-in member when the press-in member is press-fitted into the through-hole in the press-in direction.
  • the invention is characterized by at least the following steps: a) manufacturing the through-opening in the wall, b) positioning the press-in element on a first side of the wall, which faces an interior of the hollow profile, coaxially with the through-opening, c) positioning a pressure element on, on or in the press-in element inside the hollow profile in such a way that the pressure element can exert a pressure force on the press-in element in the press-in direction, d) passing a first end of a tension element through the through-opening and through the opening from a side facing away from the first side second side of the wall, which points away from the interior of the hollow profile, e) connecting the first end of the tension element to the pressure element in such a way that a second end of the tension element still protrudes from the through-opening, in the direction of a second side of the wall, which from points away from the interior of the hollow profile, f) exercising e iner tensile force on the second end of the tension element in such
  • the second aspect offers the advantage that the press-in element is in particular out of contact with the tension element and is therefore not directly loaded by it.
  • an outside diameter of the pulling element is smaller than the inside diameter of the opening of the press-in element, through which the first end of the pulling element is guided.
  • the press-in element is a press-in nut.
  • the pressure element can also be a nut, which then represents a pressure nut in which a nut thread is then formed, into which the first end of the tension element is screwed, which then has a complementary external thread.
  • the pressure element is also preferably positioned coaxially on, on or in the press-in element.
  • the press-in element has at least one punched or connecting section, with which the press-in element is punched or pressed into the through-opening.
  • the hollow profile can be open on one or both sides with respect to a longitudinal axis of the hollow profile extending perpendicularly to the cross section of the hollow profile and can therefore have at least one front opening so that elements that are necessary for carrying out the method can get into the interior of the Hollow profile can be introduced.
  • the press-in element and the pressure element are introduced into the interior of the hollow profile and the press-in element is positioned on the first side of the wall and the pressure element on, in or on the press-in element through such an end opening of the hollow profile.
  • the first end of the tension element is separated from the pressure element and the tension element is pulled back out of the opening and out of the through-opening.
  • An external thread can also be formed on the first end of the pulling element, which is screwed to an internal thread formed on the pressure element. This internal thread is preferably formed in the opening.
  • the pressure element is preferably formed by a pressure nut.
  • the pressure element can also have a central opening, in particular, and the first end of the tension element can be connected to the pressure element by bringing the first end of the tension element into a position in which it protrudes from the central opening into the interior of the hollow profile.
  • at least one counter element which extends transversely to the press-in direction and is countered on a side of the pressure element pointing away from the wall is provided at the first end of the tension element.
  • At least one recess which extends transversely to the press-in direction and through which the counter element is guided can be formed on the first end of the pulling element.
  • a method for producing a positive and/or frictional connection between a self-clamping or self-piercing press-in element having an opening and a plastically deformable through-opening in a wall of a hollow profile by pressing the press-in element into the through-opening in a press-in direction, wherein the through-hole deforms around the press-in member when the press-in member is press-fitted into the through-hole in the press-in direction.
  • the invention is characterized by at least the following steps: a) manufacturing the through-opening in the wall, b) positioning the press-in element on a first side of the wall, which faces an interior of the hollow profile, coaxially with the through-opening, c) positioning a tension screw on, on or in the press-in element inside the hollow profile in such a way that a screw head of the tension screw is countered to the press-in nut and a screw shank of the tension screw protrudes through the opening and with one end of the screw shank protrudes from the through-opening in the direction of a second side of the wall, which points away from the interior of the hollow profile, d) exerting a tensile force on the end of the screw shank in the press-in direction such that the tensile force of the tension screw as a compressive force transferred to the press-in element and the press-in element is pressed by the compressive force into the through-opening with deformation of the through-opening in the press
  • the press-in element has at least one punching or connecting section, with or through which the press-in element is punched or pressed into the through-opening.
  • the hollow profile can be open on one or both sides with respect to a longitudinal axis of the hollow profile extending perpendicularly to the cross section of the hollow profile and can therefore have at least one front opening so that elements that are necessary for carrying out the method can get into the interior of the Hollow profile can be introduced.
  • the press-in element and the tension screw are introduced into the interior of the hollow profile and the press-in element is positioned or arranged on the first side of the wall and the tension screw on, in or on the press-in element through such a front opening of the hollow profile.
  • the tension screw is removed from the opening and from the through-opening.
  • FIG. 1A-1F perspective sectional views of a hollow profile, each showing a step for producing a connection according to a preferred embodiment of the first aspect of the invention
  • FIG. 2A-2F perspective sectional views of a hollow profile, each showing a step for producing a connection according to a preferred embodiment of the second aspect of the invention
  • FIG. 3 shows a perspective sectional view of a tension screw interacting with a press-in nut to illustrate a preferred embodiment of the method according to a third aspect of the invention
  • FIG. 4 Cross-sectional representations of different designs of tension elements as they can be used in the first and second aspect of the method according to the invention.
  • FIG. 1A - 1F show perspective sectional views of a hollow profile 1, in each of which a step for producing a connection according to a preferred embodiment of a first aspect of the invention is shown.
  • the hollow profile 1 is closed when viewed in cross section and has, for example, two front openings 2 here.
  • the hollow profile 1 can have any cross section, for example, as shown here, a square cross section. However, any cross section is also conceivable, such as a polygonal, round or elliptical cross section.
  • a through opening 3 is made in a wall 4 of the hollow profile 1, for example by machining such as drilling.
  • the production of the through opening 3 can also already take place together with the production of the hollow profile 1, for example in a primary shaping in one work step.
  • the wall 4 of the hollow profile 1 is preferably thin-walled.
  • a press-in element 5, here for example a press-in nut with an internal thread 7 formed in a nut opening 6, is positioned on a first side 8 of the wall 4, which faces an interior 9 of the hollow profile 1, in particular coaxially with the through-opening 3, as shown in Figure 1B.
  • the press-in element 5 then contacts the first side 8 of the wall 4, for example.
  • the press-in element 5 preferably has a punched or connecting section 10 which, for example, has a slightly larger outer diameter than an inner diameter of the through-opening 3, so that when the press-in element 5 is pressed into the through-opening 3 in the press-in direction symbolized by an arrow in Fig. 1C is, the edge of the through-opening 3 plastically expands and deforms and then a type of press fit between the punched or connecting section 10 and the through-opening 3 is created.
  • a punched or connecting section 10 which, for example, has a slightly larger outer diameter than an inner diameter of the through-opening 3, so that when the press-in element 5 is pressed into the through-opening 3 in the press-in direction symbolized by an arrow in Fig. 1C is, the edge of the through-opening 3 plastically expands and deforms and then a type of press fit between the punched or connecting section 10 and the through-opening 3 is created.
  • the punched or connecting section 10 also has an undercut, part of the edge of the through-opening 3 can deform elastically and engage behind the undercut when viewed in cross section, so that in addition to a frictional connection, there is also a form-fitting connection between the press-in element 5 and the through-opening 3 or the wall 4 of the hollow profile 1 is formed.
  • the press-in element 5 which is stiffer in particular in relation to the wall 4 , is preferably not deformed when it is pressed into the through-opening 3 .
  • a first end 12 of a tension element 13 is passed through the through-opening 3 , namely from a second side 14 of the wall, facing away from the first side 8 and pointing away from the interior 9 of the hollow profile 1 .
  • the tension element 13 is here, for example, a tension rod provided with an external thread 15 , the external thread 15 being formed in particular in the region of the first end 12 and a second end 16 of the tension element 13 .
  • the first end 12 of the pull element 13 provided with the external thread 15 is connected to the internal thread 7 of the press-in element here preferably by screwing, for example by rotating the traction element 13 about its axis.
  • the tension element is dimensioned in such a way that the second end can still protrude from the through-opening 3 , namely in the direction of the second side 14 of the wall 4 , which points away from the interior 9 of the hollow profile 1 .
  • a tensile force is then exerted on the second end 16 of the pulling element 13 in such a way that the pulling force is transmitted from the pulling element 13 to the press-in element 5 and the latter or its punched or connecting section thereby penetrates the through-opening 3 is pressed in with deformation of the through-opening 3 in the press-in direction in order to produce the positive and/or frictional connection between the press-in element 5 and the through-opening 3 .
  • the second end 16 of the pulling element 13 is connected to a lifting device, not shown here, and screwed here in particular, which then generates the pulling force.
  • the lifting device can be operated mechanically, electrically, pneumatically and/or hydraulically.
  • a defined position of press-in element 5 can be created, for example by forming a step at a transition from punched or connecting section 10 to a body section 17 of press-in element 5, which step is formed, for example, by a jump in diameter is realized, which then contacts the edge of the through opening 3 on the first side 8 of the wall 4, as shown in Fig. 1D.
  • a through opening 3 is produced in the wall 4 of the hollow profile 1, as in the method of the first aspect, for example also by machining such as drilling.
  • the production of the through-opening 3 can also take place here during the production of the hollow profile 1, for example in a primary shaping of the hollow profile 1 in a single work step.
  • a press-in nut with an internal thread 7 formed in an opening 6 is again positioned on the first side 8 of the wall 4, which faces towards the interior 9 of the hollow profile 1, again coaxially with the through-opening 3, as in Fig. 2B is shown.
  • the press-in element 5 then in turn contacts the edge of the through-opening 3 from the first side 8 of the wall 4 .
  • the positioning of the press-in element 5 in the interior 9 of the hollow profile 1 and on the through hole 3 can, for example, in turn be effected via one of the two front-side openings 2 of the hollow profile 1 .
  • a pressure element 18 is also positioned on the press-in element 5 inside 9 of the hollow profile 1 in such a way that the pressure element 18 can exert a pressure force on the press-in element 5 in the press-in direction.
  • the pressure element 18 is formed here, for example, by a pressure nut with a pressure element opening 19 with an internal thread 20, which is positioned coaxially on the press-in element 15 and contacts the press-in element 5 on its surface facing away from the first side 8 of the wall 4. This situation is illustrated in Figure 2B.
  • the inner diameter of the opening 6 of the press-in element 5 is preferably larger than the inner diameter of the pressure element opening 19.
  • the first end 12 of the tension element 13 is guided through the through-opening 3 and the opening 6 of the press-in element, again from the second side 14 of the wall 4 facing away from the first side 8, which is away from the interior 9 of the hollow profile 1 points.
  • the first end 12 of the pulling element 13 is in turn provided with an external thread 15, which although with the internal thread of the pressure element 18 can be screwed, but not with the internal thread 7 of the press-in element 5, which in comparison has a larger internal diameter, so that the first end 12 of the pulling element 13 can be pushed through the opening 6 of the press-in element 5 unhindered and connected to the internal thread 20 of the press-in element, which is complementary thereto Pressure element 18 can be screwed, as shown in FIG. 2C.
  • the second end 16 of the tension element 13 still points out of the through opening 3, namely in the direction of the second side 14 of the wall 4, which extends from the interior 9 of the hollow profile 1 points away.
  • the lifting device exerts a pulling force on the second end 16 of the pulling element 13 in such a way that the pulling force is transmitted from the pulling element 13 to the pressure element 18 and from the pressure element 18 as a pressure force to the press-in element and the press-in element thereby deforms into the through-opening 3 of the through hole 3 is pressed in the press-in direction as shown in Fig. 2D.
  • the tension element 13 is then unscrewed from the pressure element and the pressure element 18, which is only provided for production purposes, is removed from the interior 9 of the hollow profile 1.
  • 2F then shows the completed form-fitting and/or friction-fitting connection between the press-in element 5 and the through-opening 3.
  • FIG. 4 shows a series of designs of tension elements 13 as can be used in the first aspect and the second aspect of the method according to the invention as an alternative to screwing the tension element 13 to the press-in element 5 or to the pressure element 18 .
  • the press-in element 5 has a central opening 6, which is the case, for example, with a press-in nut as the press-in element. At least one recess 21 extending transversely to the press-in direction is then formed on the first end 12 of the tension element 13, through which a counter element 22 is guided.
  • a recess 21 here for example square in cross section, and such a complementary counter element 22 are shown that the Counter element 22 can be inserted into the recess 21 and then protruding laterally from the recess 21, forms a stop which then strikes the press-in element 5 when a tensile force is exerted on the tension element 13.
  • the at least one recess 21 can also have an open cross section, such as the second embodiment from the right in FIG. 4 illustrates.
  • FIG 3 shows a perspective sectional view of a tension screw 23 interacting with a press-in element 5 preferably designed as a press-in nut, to illustrate a preferred embodiment of the method according to a third aspect of the invention.
  • the through-opening 3 in the wall 4 of the hollow profile 1 is again produced in the process.
  • a press-in nut is again preferably positioned on the first side 8 of the wall 4, which points toward the interior 9 of the hollow profile 1, coaxially with the through-opening 3.
  • the tension screw 23 is positioned on the press-in element 5 inside 9 of the hollow profile 1 in such a way that a screw head 24 of the tension screw 23 is countered on the press-in element 5 and a screw shank 25 of the tension screw 23 protrudes through the opening 6 of the press-in element 5 and with a screw shank end protrudes from the through opening 3 of the wall 4 of the hollow profile 1, in the direction of the second side 14 of the wall 4, which points away from the interior 9 of the hollow profile 1, as can be easily imagined with reference to FIG.
  • a tensile force is applied to the screw shank end in the press-in direction such that the tensile force from the tension screw 23 is transmitted as a compressive force to the press-in member, and the press-in member 5 is pressed into the through-hole 3 by the compressive force, deforming the through-hole 3 in the press-in direction.
  • This in turn creates a positive and/or frictional connection between the press-in element 5 and the through-opening 3 .

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem Einpresselement (5) und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung (3) in einer Wandung (4) eines Hohlprofils (1) durch Einpressen des Einpresselements in die Durchgangsöffnung, wobei sich die Durchgangsöffnung um das Einpresselement herum verformt, wenn das Einpresselement (5) in der Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung (3) eingepresst wird, mit folgenden Schritten: Hindurchführen eines ersten Endes (12) eines Zugelements (13) durch die Durchgangsöffnung, Verbinden des ersten Endes (12) des Zugelements (13) mit einem Druckelement (18), Ausüben einer Zugkraft auf das zweite Ende (16) des Zugelements (13) derart, dass die Zugkraft von dem Zugelement (13) auf das Druckelement (18) und von dem Druckelement (18) als Druckkraft auf das Einpresselement (5) übertragen und das Einpresselement (5) dadurch in die Durchgangsöffnung (3) unter Verformung der Durchgangsöffnung in Einpressrichtung eingepresst wird.

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem Einpresselement und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung in einer Wandung eines Hohlprofils
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden Einpresselement und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung in einer Wandung eines Hohlprofils durch Einpressen des Einpresselements in die Durchgangsöffnung, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 , 7 und 13.
Solche Verfahren sind aus DE 10 2009 014 206 A1 bekannt. Bei der Ausführungsform von Figur 4 der DE 102009014 206 A1 wird ein Loch in eine Mantelwand des Hohlprofils gebracht und eine selbststanzende Mutter mit einem Innengewinde und einer Schneidkante wird durch das Loch hindurch in das Innere des Hohlprofils eingebracht. Dann wird mittels einer durch das Loch hindurchgeführten Stempels eine Druckkraft auf die selbststanzende Mutter ausgeübt, so dass die Schneidkante durch eine dem Loch gegenüberliegende Fläche der Mantelwand schneidet und dort eine weitere Öffnung erzeugt. Dadurch wird die selbststanzende Mutter in der weiteren Öffnung gehalten.
Nachteilig bei dem Verfahren ist jedoch, dass ein Loch gefertigt werden muss, welches einen gewissen Fertigungsaufwand erfordert, den Querschnitt des Hohlprofils schwächt sowie eine optische Beeinträchtigung des Hohlprofils darstellt. Weiterhin ist ein solches, lediglich zur Verbindung der selbststanzenden Mutter mit dem Hohlprofil vorgesehenes Loch auch von Nachteil, wenn das Innere des Hohlprofils gegenüber der Umgebung eine gewisse Dichtigkeit aufweisen muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiter zu bilden, dass die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 , 7 und 13 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Bestätigungskopiel Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden Einpresselement und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung in einer Wandung eines Hohlprofils durch Einpressen des Einpresselements in die Durchgangsöffnung in einer Einpressrichtung vorgeschlagen, wobei sich die Durchgangsöffnung um das Einpresselement herum verformt, wenn das Einpresselement in der Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung eingepresst wird.
Gemäß dem ersten Aspekt ist die Erfindung gekennzeichnet durch wenigstens die folgenden Schritte: a) Fertigen der Durchgangsöffnung in der Wandung, b) Positionieren des Einpresselements auf einer ersten Seite der Wandung, welche zu einem Inneren des Hohlprofils weist, koaxial zur Durchgangsöffnung, c) Hindurchführen wenigstens eines ersten Endes eines Zugelements durch die Durchgangsöffnung hindurch von einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite der Wandung her, welche von dem Inneren des Hohlprofils weg weist, d) Verbinden des ersten Endes des Zugelements mit dem Einpresselement derart, dass ein zweites Ende des Zugelements noch aus der Durchgangsöffnung herausragt, in Richtung einer zweiten Seite der Wandung, welche von dem Inneren des Hohlprofils weg weist, e) Ausüben einer Zugkraft auf das zweite Ende des Zugelements derart, dass die Zugkraft von dem Zugelement auf das Einpresselement übertragen wird und das Einpresselement dadurch in die Durchgangsöffnung unter Verformung der Durchgangsöffnung in der Einpressrichtung eingepresst wird, um die formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement und der Durchgangsöffnung herzustellen,
Bei dem Einpresselement kann es sich um ein beliebiges Einpresselement handeln, welches durch eine Kraft in die Durchgangsöffnung einpressbar und infolgedessen eine Verformung der Durchgangsöffnung bzw. von deren Öffnungsrand hervorruft, damit durch einen hierdurch hervorgerufenen Formschluss und/oder Reibschluss eine insbesondere selbstsichernde Verbindung zwischen der Wandung und dem Einpresselement zustande kommt. Das Einpresselement kann beispielsweise durch ein selbststanzendes oder selbstsicherndes Befestigungselement, durch eine selbststanzende oder selbstsichernde Mutter oder auch durch eine selbststanzende oder selbstsichernde Schraube gebildet werden.
Insbesondere weist das Einpresselement wenigstens einen Stanz- oder Verbindungsabschnitt auf, mit welchem das Einpresselement in die Durchgangsöffnung eingestanzt oder eingepresst wird.
Das insbesondere im Querschnitt gesehen geschlossene Hohlprofil kann insbesondere aus einem Metall wie Aluminium, oder Magnesium oder einer diese Metalle enthaltenden Legierung bestehen und insbesondere ein durch Extrusion, Hydroverformung, Walzformung, Urformen wie Gießen oder durch Stanzen entstandenes Hohlprofil sein.
Auch kann das Hohlprofil in Bezug auf sich eine senkrecht zum Querschnitt des Hohlprofils ersteckende Längsachse des Hohlprofils einseitig oder beidseitig geöffnet sein und daher wenigstens eine stirnseitige Öffnung aufweisen, damit Elemente oder Werkzeuge in das Innere des Hohlprofils eingebracht werden können.
Beispielsweise erfolgt bei dem ersten Aspekt das Einbringen des Einpresselements in das Innere des Hohlprofils und das Positionieren des Einpresselements auf der ersten Seite der Wandung durch eine solche stirnseitige Öffnung des Hohlprofils.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt mit sich, dass abweichend von der eingangs erwähnten DE 10 2009 014 206 A1 kein zusätzliches Loch in der Mantelwand des Hohlprofils gefertigt werden muss, um Zugang für ein Einpresswerkzeug wie einen Stempel zu schaffen. Dies hat Vorteile im Hinblick auf die Steifigkeit, Dichtigkeit und optische Anmutung der Mantelwand. Die Einpresskraft wird vielmehr über eine einzige Durchgangsöffnung auf das Einpresselement aufgebracht, welche ohnehin durch den Einpressvorgang entsteht.
Eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbindung ist an einem Hohlprofil auch daran zu erkennen, dass koaxial mit der Durchgangsöffnung keine an einem diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Wandung ausgebildete weitere Durchgangsöffnung vorhanden ist.
Insofern umfasst die Erfindung auch ein Hohlprofil, bei welchem eine formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden Einpresselement und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung in einer Wandung des Hohlprofils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist, und bei dem koaxial mit der Durchgangsöffnung keine an einem diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Wandung des Hohlprofils ausgebildete weitere Durchgangsöffnung vorhanden ist.
In Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des ersten Aspekts der Erfindung angegeben.
Zuletzt erfolgt bei dem Verfahren beispielsweise ein Trennen des ersten Endes des Zugelements von dem Einpresselement und Zurückziehen des Zugelements aus der Durchgangsöffnung.
Auch kann an dem ersten Ende des Zugelements ein Außengewinde ausgebildet sein, welches mit einem an dem Einpresselement ausgebildeten Innengewinde verschraubt wird.
Insbesondere kann das Einpresselement durch eine Einpress-Mutter und dass das Innengewinde durch das Muttergewinde einer Mutter-Öffnung gebildet werden.
Alternativ kann das Einpresselement eine zentrale Öffnung aufweisen und das Verbinden des ersten Endes des Zugelements mit dem Einpresselement dadurch erfolgen, dass das erste Ende des Zugelements in eine Position gebracht wird, in welcher es aus der zentralen Öffnung heraus in das Innere des Hohlprofils ragt, wobei an dem ersten Ende des Zugelements wenigstens ein sich quer zur Einpressrichtung erstreckendes Konterelement vorgesehen ist, welches auf einer von der Wandung weg weisenden Seite des Einpresselements gekontert wird.
Das Konterelement kann insbesondere auch hakenförmig ausgestaltet sein und an der von der Wandung weg weisenden Seite des Einpresselements gekontert werden oder angreifen.
Zur Realisierung kann an dem ersten Ende des Zugelements wenigstens eine sich quer zur Einpressrichtung erstreckende Ausnehmung ausgebildet sein, durch welches das Konterelement geführt wird. Das dann quer zur Einpressrichtung angeordnete Konterelement kontert dann das Zugelement beim Aufbringen der Zugkraft an dem Einpresselement, wodurch die Zugkraft auf das Einpresselement übertragen wird. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden, eine Öffnung aufweisenden Einpresselement und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung in einer Wandung eines Hohlprofils durch Einpressen des Einpresselements in die Durchgangsöffnung in einer Einpressrichtung vorgeschlagen, wobei sich die Durchgangsöffnung um das Einpresselement herum verformt, wenn das Einpresselement in der Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung eingepresst wird.
Gemäß dem zweiten Aspekt ist die Erfindung gekennzeichnet durch wenigstens die folgenden Schritte: a) Fertigen der Durchgangsöffnung in der Wandung, b) Positionieren des Einpresselements auf einer ersten Seite der Wandung, welche zu einem Inneren des Hohlprofils weist, koaxial zur Durchgangsöffnung, c) Positionieren eines Druckelements auf, an oder in dem Einpresselement im Inneren des Hohlprofils derart, dass das Druckelement eine Druckkraft auf das Einpresselement in Einpressrichtung ausüben kann, d) Hindurchführen eines ersten Endes eines Zugelements durch die Durchgangsöffnung und die Öffnung hindurch von einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite der Wandung her, welche von dem Inneren des Hohlprofils weg weist, e) Verbinden des ersten Endes des Zugelements mit dem Druckelement derart, dass ein zweites Ende des Zugelements noch aus der Durchgangsöffnung herausragt, in Richtung einer zweiten Seite der Wandung, welche von dem Inneren des Hohlprofils weg weist, f) Ausüben einer Zugkraft auf das zweite Ende des Zugelements derart, dass die Zugkraft von dem Zugelement auf das Druckelement und von dem Druckelement als Druckkraft auf das Einpresselement übertragen und das Einpresselement dadurch in die Durchgangsöffnung unter Verformung der Durchgangsöffnung in Einpressrichtung eingepresst wird, um die formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement und der Durchgangsöffnung herzustellen.
Die sich aus dem ersten Aspekt ergebenden Vorteile entsprechen den Vorteilen, die oben zu dem ersten Aspekt der Erfindung genannt sind.
Zusätzlich bietet der zweite Aspekt den Vorteil, dass das Einpresselement insbesondere außer Kontakt mit dem Zugelement steht und dadurch durch dieses auch nicht direkt belastet wird. Beispielsweise ist hierzu ein Außendurchmesser des Zugelements kleiner als der Innendurchmesser der Öffnung des Einpresselements, durch welche das erste Ende des Zugelements geführt wird.
Insbesondere handelt es sich bei dem Einpresselement um eine Einpress-Mutter. Ebenso kann es sich bei dem Druckelement um eine Mutter handeln, welche dann eine Druck-Mutter darstellt, in welcher dann ein Muttergewinde ausgebildet ist, in welches das erste Ende des Zugelement eingeschraubt wird, das dann ein komplementäres Außengewinde aufweist.
Auch wird das Druckelement auf, an oder in dem Einpresselement bevorzugt koaxial positioniert.
Insbesondere weist das Einpresselement wenigstens einen Stanz- oder Verbindungsabschnitt auf, mit welchem das Einpresselement in die Durchgangsöffnung eingestanzt oder eingepresst wird.
Wie oben bereits ausgeführt, kann das Hohlprofil in Bezug auf sich eine senkrecht zum Querschnitt des Hohlprofils ersteckende Längsachse des Hohlprofils einseitig oder beidseitig geöffnet sein und daher wenigstens eine stirnseitige Öffnung aufweisen, damit Elemente, welche zur Durchführung des Verfahrens notwendig sind, in das Innere des Hohlprofils eingebracht werden können.
Beispielsweise erfolgt bei dem zweiten Aspekt das Einbringen des Einpresselements und des Druckelements in das Innere des Hohlprofils und das Positionieren des Einpresselements auf der ersten Seite der Wandung und des Druckelements an, in oder auf dem Einpresselement durch eine solche stirnseitige Öffnung des Hohlprofils.
In Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des zweiten Aspekts der Erfindung angegeben.
Zuletzt findet bei dem Verfahren beispielsweise ein Trennen des ersten Endes des Zugelements von dem Druckelement und Zurückziehen des Zugelements aus der Öffnung und aus der Durchgangsöffnung statt. Auch kann an dem ersten Ende des Zugelements ein Außengewinde ausgebildet sein, welches mit einem an dem Druckelement ausgebildeten Innengewinde verschraubt wird. Dieses Innengewinde ist bevorzugt in der Öffnung ausgebildet. Bevorzugt wird das Druckelement durch eine Druck-Mutter gebildet.
Auch kann das Druckelement eine insbesondere zentrale Öffnung aufweisen und das Verbinden des ersten Endes des Zugelements mit dem Druckelement dadurch erfolgen, dass das erste Ende des Zugelements in eine Position gebracht wird, in welcher es aus der zentralen Öffnung heraus in das Innere des Hohlprofils ragt, wobei an dem ersten Ende des Zugelements wenigstens ein sich quer zur Einpressrichtung erstreckendes Konterelement vorgesehen ist, welches auf einer von der Wandung weg weisenden Seite des Druckelements gekontert wird.
Dabei kann an dem ersten Ende des Zugelements wenigstens eine sich quer zur Einpressrichtung erstreckende Ausnehmung ausgebildet sein, durch welches das Konterelement geführt wird.
In Bezug auf die vorteilhaften Wirkungen dieser Ausführungsform wird auf die entsprechende Beschreibung zum ersten Aspekt der Erfindung verwiesen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden, eine Öffnung aufweisenden Einpresselement und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung in einer Wandung eines Hohlprofils durch Einpressen des Einpresselements in die Durchgangsöffnung in einer Einpressrichtung vorgeschlagen, wobei sich die Durchgangsöffnung um das Einpresselement herum verformt, wenn das Einpresselement in der Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung eingepresst wird.
Gemäß dem dritten Aspekt ist die Erfindung gekennzeichnet durch wenigstens die folgenden Schritte: a) Fertigen der Durchgangsöffnung in der Wandung, b) Positionieren des Einpresselements auf einer ersten Seite der Wandung, welche zu einem Inneren des Hohlprofils weist, koaxial zur Durchgangsöffnung, c) Positionieren einer Zugschraube an, auf oder in dem Einpresselement im Inneren des Hohlprofils derart, dass ein Schraubenkopf der Zugschraube an der Einpress-Mutter gekontert wird und ein Schraubenschaft der Zugschraube durch die Öffnung hindurchragt und mit einem Schraubenschaftende aus der Durchgangsöffnung herausragt, in Richtung einer zweiten Seite der Wandung, welche von dem Inneren des Hohlprofils weg weist, d) Ausüben einer Zugkraft auf das Schraubenschaftende in Einpressrichtung derart, dass die Zugkraft von der Zugschraube als Druckkraft auf das Einpresselement übertragen und das Einpresselement durch die Druckkraft in die Durchgangsöffnung unter Verformung der Durchgangsöffnung in Einpressrichtung eingepresst wird, um die formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement und der Durchgangsöffnung herzustellen.
Die sich aus dem ersten Aspekt ergebenden Vorteile entsprechen den Vorteilen, die oben zu dem ersten Aspekt der Erfindung genannt sind.
Insbesondere weist das Einpresselement wenigstens einen Stanz- oder Verbindungsabschnitt auf, mit welchem oder durch welches das Einpresselement in die Durchgangsöffnung eingestanzt oder eingepresst wird.
Wie oben bereits ausgeführt, kann das Hohlprofil in Bezug auf sich eine senkrecht zum Querschnitt des Hohlprofils ersteckende Längsachse des Hohlprofils einseitig oder beidseitig geöffnet sein und daher wenigstens eine stirnseitige Öffnung aufweisen, damit Elemente, welche zur Durchführung des Verfahrens notwendig sind, in das Innere des Hohlprofils eingebracht werden können.
Beispielsweise erfolgt bei dem zweiten Aspekt das Einbringen des Einpresselements und der Zugschraube in das Innere des Hohlprofils und das Positionieren oder Anordnen des Einpresselements auf der ersten Seite der Wandung und der Zugschraube an, in oder auf dem Einpresselement durch eine solche stirnseitige Öffnung des Hohlprofils.
Am Ende wird beispielsweise die Zugschraube aus der Öffnung und aus der Durchgangsöffnung entfernt.
Zeichnung
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1A-1 F perspektivische Schnittdarstellungen eines Hohlprofils, in welchen jeweils ein Schritt zum Herstellen einer Verbindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung dargestellt ist,
Fig. 2A-2F perspektivische Schnittdarstellungen eines Hohlprofils, in welchen jeweils ein Schritt zum Herstellen einer Verbindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung dargestellt ist;
Fig. 3 eine perspektivische Schnittdarstellung einer mit einer Einpress-Mutter zusammenwirkenden Zugschraube zur Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung;
Fig. 4 Querschnittsdarstellungen von verschiedenen Ausführungen von Zugelementen wie sie bei dem ersten und zweiten Aspekt des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Einsatz kommen können.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1A - Fig. 1 F zeigen perspektivische Schnittdarstellungen eines Hohlprofils 1 , in welchen jeweils ein Schritt zum Herstellen einer Verbindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines ersten Aspekts der Erfindung dargestellt ist.
Es wird davon ausgegangen, dass das Hohlprofil 1 im Querschnitt gesehen geschlossen ist und hier beispielsweise zwei stirnseitige Öffnungen 2 aufweist. Das Hohlprofil 1 kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise wie hier gezeigt, einen viereckigen Querschnitt. Denkbar ist aber auch jeglicher Querschnitt, wie etwa ein polygonaler, runder oder elliptischer Querschnitt.
In einem ersten Schritt, welcher in Fig. 1A dargestellt ist, wird eine Durchgangsöffnung 3 in einer Wandung 4 des Hohlprofils 1 gefertigt, beispielsweise durch eine spanabhebende Bearbeitung wie Bohren. Das Fertigen der Durchgangsöffnung 3 kann auch bereits zusammen mit der Herstellung des Hohlprofils 1 beispielsweise bei einem Urformen in einem Arbeitsschritt erfolgen. Die Wandung 4 des Hohlprofils 1 ist bevorzugt dünnwandig ausgebildet. Nachfolgend wird ein Einpresselement 5, hier beispielsweise eine Einpress-Mutter mit einem in einer Mutter-Öffnung 6 ausgebildeten Innengewinde 7, auf einer ersten Seite 8 der Wandung 4 positioniert, welche zu einem Inneren 9 des Hohlprofils 1 weist, insbesondere koaxial zur Durchgangsöffnung 3, wie in Fig. 1B gezeigt ist. Das Einpresselement 5 kontaktiert dann beispielsweise die erste Seite 8 der Wandung 4. Die Positionierung des Einpresselements 5 im Inneren 9 des Hohlprofils 1 und an der Durchgangsöffnung 3 kann beispielsweise über eine der beiden stirnseitigen Öffnungen 2 des Hohlprofils 1 erfolgen.
Das Einpresselement 5 weist bevorzugt einen Stanz- oder Verbindungsabschnitt 10 auf, welcher beispielsweise einen geringfügig größeren Außendurchmesser aufweist als ein Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 3, so dass, wenn das Einpresselement 5 in der in Fig. 1C durch einen Pfeil symbolisierten Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung 3 eingepresst wird, sich der Rand der Durchgangsöffnung 3 plastisch aufweitet und verformt und dann eine Art Presspassung zwischen dem Stanz- oder Verbindungsabschnitt 10 und der Durchgangsöffnung 3 entsteht. Wenn der Stanz- oder Verbindungsabschnitt 10 zusätzlich eine Hinterschneidung aufweist, dann kann sich ein Teil des Rands der Durchgangsöffnung 3 elastisch rückverformen und die Hinterschneidung im Querschnitt gesehen hintergreifen, so dass dann zusätzlich zu einem Reibschluss auch ein Formschluss zwischen dem Einpresselement 5 und der Durchgangsöffnung 3 bzw. der Wandung 4 des Hohlprofils 1 entsteht. Das insbesondere gegenüber der Wandung 4 steifere Einpresselement 5 wird beim Einpressen in die Durchgangsöffnung 3 hingegen vorzugsweise nicht verformt.
Gleichzeitig, davor oder danach wird ein erstes Ende 12 eines Zugelements 13 durch die Durchgangsöffnung 3 hindurch geführt, und zwar von einer von der ersten Seite 8 abgewandten zweiten Seite 14 der Wandung her, welche von dem Inneren 9 des Hohlprofils 1 weg weist. Diese Situation ist in Fig. 1C gezeigt. Das Zugelement 13 ist hier beispielsweise ein mit einem Außengewinde 15 versehener Zugstab, wobei das Außengewinde 15 insbesondere im Bereich des ersten Endes 12 und eines zweiten Endes 16 des Zugelements 13 ausgebildet ist. Dann wird das mit dem Außengewinde 15 versehene erste Ende 12 des Zugelements 13 mit dem Innengewinde 7 des Einpresselements hier bevorzugt durch Verschrauben verbunden, beispielsweise durch Drehen des Zugelements 13 um seine Achse. Dabei ist das Zugelement so bemessen, dass noch das zweite Ende aus der Durchgangsöffnung 3 herausragen kann, und zwar in Richtung der zweiten Seite 14 der Wandung 4, welche von dem Inneren 9 des Hohlprofils 1 weg weist.
In einem in Fig. 1D gezeigten Schritt wird dann eine Zugkraft auf das zweite Ende 16 des Zugelements 13 derart ausgeübt, dass die Zugkraft von dem Zugelement 13 auf das Einpresselement 5 übertragen wird und Letzteres bzw. dessen Stanz- oder Verbindungsabschnitt dadurch in die Durchgangsöffnung 3 unter Verformung der Durchgangsöffnung 3 in der Einpressrichtung eingepresst wird, um die formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement 5 und der Durchgangsöffnung 3 herzustellen. Hierzu wird beispielsweise das zweite Ende 16 des Zugelements 13 mit einer hier nicht gezeigten Hubvorrichtung verbunden und hier insbesondere verschraubt, welche dann die Zugkraft erzeugt. Die Hubvorrichtung kann mechanisch, elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betrieben sein. Durch das zentrische Einpressen des Einpresselements 5 koaxial in die Durchgangsöffnung 3 kann eine definierte Lage des Einpresselements 5 beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass an einem Übergang von dem Stanz- oder Verbindungsabschnitt 10 zu einem Körperabschnitt 17 des Einpresselements 5 eine Stufe ausgebildet ist, welche beispielsweise durch einen Durchmessersprung realisiert wird, die dann den Rand der Durchgangsöffnung 3 an der ersten Seite 8 der Wandung 4 kontaktiert, wie in Fig. 1D gezeigt ist.
Nach dem erfolgten Einpressen des Einpresselements 5 in die Durchgangsöffnung 3 wird in einem in Fig. 1E gezeigten Schritt das Zugelement 13 von dem Einpresselement 5 getrennt, hier beispielsweise indem das Zugelement 13 aus dem Einpresselement 5 herausgeschraubt wird, wie durch den Pfeil veranschaulicht wird, und die Hubvorrichtung entfernt, so dass dann in der Durchgangsöffnung 3 der Wandung 4 des Hohlprofils 1 das Einpresselement 5 in definierter Lage verbleibt, wie Fig. 1F zeigt. Durch den Formschluss/Reibschluss des Einpresselements 5 in der Durchgangsöffnung 3 wird dann die definierte Lage des Einpresselements im Inneren des Hohlprofils dauerhaft gesichert. Da die Verbindung lediglich durch den Arbeitsschritt des Einpressens des Einpresselements in die Durchgangsöffnung 3 geschaffen wird, kann von einer selbstsichernden Verbindung gesprochen werden. Fig. 2A - Fig. 2F zeigen perspektivische Schnittdarstellungen eines Hohlprofils 1 , in welchen jeweils ein Schritt zum Herstellen einer Verbindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines zweiten Aspekts der Erfindung dargestellt ist.
In einem ersten Schritt, welcher in Fig. 2A dargestellt ist, wird wie bei dem Verfahren des ersten Aspekts eine Durchgangsöffnung 3 in der Wandung 4 des Hohlprofils 1 gefertigt, beispielsweise ebenfalls durch eine spanabhebende Bearbeitung wie Bohren. Das Fertigen der Durchgangsöffnung3 kann aber auch hier bereits bei der Herstellung des Hohlprofils 1 beispielsweise bei einem Urformen des Hohlprofils 1 in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgen.
Nachfolgend wird als Einpresselement eine Einpress-Mutter mit einem in einer Öffnung 6 ausgebildeten Innengewinde 7 wiederum auf der ersten Seite 8 der Wandung 4 positioniert, welche zum Inneren 9 des Hohlprofils 1 weist, und zwar wiederum koaxial zur Durchgangsöffnung 3, wie in Fig. 2B gezeigt ist. Das Einpresselement 5 kontaktiert dann wiederum den Rand der Durchgangsöffnung 3 von der ersten Seite 8 der Wandung 4 her. Die Positionierung des Einpresselements 5 im Inneren 9 des Hohlprofils 1 und an der Durchgangsbohrung 3 kann beispielsweise wiederum über eine der beiden stirnseitigen Öffnungen 2 des Hohlprofils 1 erfolgen.
Im Unterschied zum ersten Aspekt wird zudem ein Druckelement 18 an dem Einpresselement 5 im Inneren 9 des Hohlprofils 1 derart positioniert, dass das Druckelement 18 eine Druckkraft auf das Einpresselement 5 in Einpressrichtung ausüben kann. Das Druckelement 18 wird hier beispielsweise durch eine Druck-Mutter mit einer Druckelement-Öffnung 19 mit einem Innengewinde 20 gebildet, welche koaxial an dem Einpresselement 15 positioniert wird und das Einpresselement 5 an seiner von der ersten Seite 8 der Wandung 4 weg weisenden Fläche kontaktiert. Diese Situation ist in Fig. 2B dargestellt. Der Innendurchmesser der Öffnung 6 des Einpresselements 5 ist vorzugsweise größer als der Innendurchmesser der Druckelement-Öffnung 19.
Dann wird das erste Ende 12 des Zugelements 13 durch die Durchgangsöffnung 3 und die Öffnung 6 des Einpresselements hindurch geführt, und zwar wiederum von der von der ersten Seite 8 abgewandten zweiten Seite 14 der Wandung 4 her, welche von dem Inneren 9 des Hohlprofils 1 weg weist. Das erste Ende 12 des Zugelements 13 ist wiederum mit einem Außengewinde 15 versehen, welches zwar mit dem Innengewinde des Druckelements 18 verschraubbar ist, aber nicht mit dem Innengewinde 7 des Einpresselements 5, welches einen demgegenüber größeren Innendurchmesser aufweist, so dass das erste Ende 12 des Zugelements 13 ungehindert durch die Öffnung 6 des Einpresselements 5 hindurchgeschoben und mit dem hierzu komplementären Innengewinde 20 des Druckelements 18 verschraubt werden kann, wie Fig. 2C zeigt. Wie bereits zum ersten Aspekt beschrieben, weist in dem in das Druckelement 18 eingeschraubten Zustand des Zugelements 13 das zweite Ende 16 des Zugelements 13 noch aus der Durchgangsöffnung 3 heraus, und zwar in Richtung der zweiten Seite 14 der Wandung 4, welche von dem Inneren 9 des Hohlprofils 1 weg weist.
Dann wird von der Hubvorrichtung eine Zugkraft auf das zweite Ende 16 des Zugelements 13 derart ausgeübt, dass die Zugkraft von dem Zugelement 13 auf das Druckelement 18 und von dem Druckelement 18 als Druckkraft auf das Einpresselement übertragen und das Einpresselement dadurch in die Durchgangsöffnung 3 unter Verformung der Durchgangsöffnung 3 in Einpressrichtung eingepresst wird, wie in Fig. 2D gezeigt ist.
Gemäß Fig. 2E wird dann das Zugelement 13 aus dem Druckelement herausgeschraubt und das lediglich zu Fertigungszwecken vorgesehene Druckelement 18 aus dem Inneren 9 des Hohlprofils 1 entfernt. Fig. 2F zeigt dann die fertig gestellte formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement 5 und der Durchgangsöffnung 3.
In Fig. 4 sind eine Reihe von Ausführungen von Zugelementen 13 dargestellt, wie sie bei dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt des Verfahrens gemäß der Erfindung alternativ zu einer Verschraubung des Zugelements 13 mit dem Einpresselement 5 oder mit dem Druckelement 18 verwendet werden können.
Auch bei dieser Ausführung weist das Einpresselement 5 eine zentrale Öffnung 6 auf, was beispielsweise bei einer Einpress-Mutter als Einpresselement gegeben ist. An dem ersten Ende 12 des Zugelements 13 wird dann wenigstens eine sich quer zur Einpressrichtung erstreckende Ausnehmung 21 ausgebildet, durch welche ein Konterelement 22 geführt wird. In der äußeren rechten Abbildung von Fig. 4 sind eine solche Ausnehmung 21 , hier beispielsweise im Querschnitt quadratisch, sowie ein derart komplementär ausgebildetes Konterelement 22 gezeigt, dass das Konterelement 22 in die Ausnehmung 21 hineingesteckt werden kann und dann seitlich jeweils aus der Ausnehmung 21 herausragend, einen Anschlag ausbildet, welcher dann an dem Einpresselement 5 anschlägt, wenn eine Zugkraft auf das Zugelement 13 ausgeübt wird. Durch diesen Anschlag des Konterelements 22 an der Einpress-Mutter bzw. an dem Einpresselement 5 wird dann die auf das Zugelement 13 ausgeübte Zugkraft als Druckkraft auf die Einpress-Mutter bzw. auf das Einpresselement 5 überragen. Anstatt durch einen geschlossenen Querschnitt wie in Fig. 4 rechts kann die wenigstens eine Ausnehmung 21 auch einen offenen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise die zweite Ausführung von rechts in Fig. 4 illustriert.
In Fig. 3 ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer mit einem bevorzugt als Einpress-Mutter ausgebildeten Einpresselement 5 zusammenwirkenden Zugschraube 23 gezeigt, zur Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung.
Bei dem Verfahren wird wiederum die Durchgangsöffnung 3 in der Wandung 4 des Hohlprofils 1 gefertigt. Dann wird als Einpresselement 5 wiederum bevorzugt eine Einpress-Mutter auf der ersten Seite 8 der Wandung 4 positioniert, welche zum Inneren 9 des Hohlprofils 1 weist, koaxial zur Durchgangsöffnung 3.
Dann wird die Zugschraube 23 an dem Einpresselement 5 im Inneren 9 des Hohlprofils 1 derart positioniert, dass ein Schraubenkopf 24 der Zugschraube 23 an dem Einpresselement 5 gekontert wird und ein Schraubenschaft 25 der Zugschraube 23 durch die Öffnung 6 des Einpresselements 5 hindurchragt und mit einem Schraubenschaftende aus der Durchgangsöffnung 3 der Wandung 4 des Hohlprofils 1 herausragt, in Richtung der zweiten Seite 14 der Wandung 4, welche von dem Inneren 9 des Hohlprofils 1 weg weist, wie anhand von Fig. 3 leicht vorstellbar ist.
Dann wird eine Zugkraft auf das Schraubenschaftende in Einpressrichtung derart ausgeübt, dass die Zugkraft von der Zugschraube 23 als Druckkraft auf das Einpresselement übertragen und das Einpresselement 5 durch die Druckkraft in die Durchgangsöffnung 3 unter Verformung der Durchgangsöffnung 3 in Einpressrichtung eingepresst wird. Damit wird wiederum eine formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement 5 und der Durchgangsöffnung3 hergestellt.
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1 Hohlprofil
2 stirnseitige Öffnungen
3 Durchgangsöffnung
4 Wandung
5 Einpresselement
6 Öffnung
7 Innengewinde
8 erste Seite
9 Inneres
10 Stanz- oder Verbindungsabschnitt
12 erstes Ende
13 Zugelement
14 zweite Seite
15 Außengewinde
16 zweites Ende
17 Körperabschnitt
18 Druckelement
19 Druckelement-Öffnung
20 Innengewinde
21 Ausnehmung
22 Konterelement
23 Zugschraube
24 Schraubenkopf
25 Schraubenschaft

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden Einpresselement (5) und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung (3) in einer Wandung (4) eines Hohlprofils (1) durch Einpressen des Einpresselements (5) in die Durchgangsöffnung (3) in einer Einpressrichtung, wobei sich die Durchgangsöffnung (3) um das Einpresselement (5) herum verformt, wenn das Einpresselement (5) in der Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung (3) eingepresst wird, gekennzeichnet durch wenigstens die folgenden Schritte: a) Fertigen der Durchgangsöffnung (3) in der Wandung (4), b) Positionieren des Einpresselements (3) auf einer ersten Seite (8) der Wandung (4), welche zu einem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weist, koaxial zur Durchgangsöffnung (3), c) Hindurchführen wenigstens eines ersten Endes (12) eines Zugelements (13) durch die Durchgangsöffnung (3) hindurch von einer von der ersten Seite (8) abgewandten zweiten Seite (14) der Wandung (4) her, welche von dem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weg weist, d) Verbinden des ersten Endes (12) des Zugelements (13) mit dem Einpresselement (5) derart, dass ein zweites Ende (16) des Zugelements (13) noch aus der Durchgangsöffnung (3) herausragt, in Richtung der zweiten Seite (14) der Wandung (4), welche von dem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weg weist, e) Ausüben einer Zugkraft auf das zweite Ende (16) des Zugelements (13) derart, dass die Zugkraft von dem Zugelement (13) auf das Einpresselement (5) übertragen wird und das Einpresselement (5) dadurch in die Durchgangsöffnung (3) unter Verformung der Durchgangsöffnung (3) in der Einpressrichtung eingepresst wird, um die formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement (5) und der Durchgangsöffnung (3) herzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet durch Trennen des ersten Endes (12) des Zugelements (13) von dem Einpresselement (5) und Zurückziehen des Zugelements (13) aus der Durchgangsöffnung (3). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Ende (12) des Zugelements (13) ein Außengewinde (15) ausgebildet ist, welches mit einem an dem Einpresselement (5) ausgebildeten Innengewinde (7) verschraubt wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einpresselement (5) durch eine Einpress-Mutter und dass das Innengewinde (7) durch das Muttergewinde gebildet wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einpresselement (5) eine zentrale Öffnung (6) aufweist und das Verbinden des ersten Endes (12) des Zugelements (13) mit dem Einpresselement (5) dadurch erfolgt, dass das erste Ende (12) des Zugelements (13) in eine Position gebracht wird, in welcher es aus der zentralen Öffnung (6) heraus in das Innere (9) des Hohlprofils (1) ragt, wobei an dem ersten Ende (12) des Zugelements (13) wenigstens ein sich quer zur Einpressrichtung erstreckendes Konterelement (22) vorgesehen ist, welches auf einer von der Wandung (4) weg weisenden Seite des Einpresselements (5) gekontert wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Ende (12) des Zugelements (13) wenigstens eine sich quer zur Einpressrichtung erstreckende Ausnehmung (21) ausgebildet ist, durch welches das Konterelement (22) derart geführt wird, dass es seitlich aus der Ausnehmung (21) vorsteht. Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden, eine Öffnung (6) aufweisenden Einpresselement (5) und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung (3) in einer Wandung (4) eines Hohlprofils (1) durch Einpressen des Einpresselements (5) in die Durchgangsöffnung (3) in 18 einer Einpressrichtung, wobei sich die Durchgangsöffnung (3) um das Einpresselement (5) herum verformt, wenn das Einpresselement (5) in der Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung (3) eingepresst wird, gekennzeichnet durch wenigstens die folgenden Schritte: a) Fertigen der Durchgangsöffnung (3) in der Wandung, b) Positionieren des Einpresselements (5) auf einer ersten Seite (8) der Wandung
(4), welche zu einem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weist, koaxial zur Durchgangsöffnung (3), c) Positionieren eines Druckelements (18) auf, an oder in dem Einpresselement
(5) im Inneren (9) des Hohlprofils (1) derart, dass das Druckelement (18) eine Druckkraft auf das Einpresselement (5) in Einpressrichtung ausüben kann, d) Hindurchführen eines ersten Endes (12) eines Zugelements (13) durch die Durchgangsöffnung (3) und die Öffnung (6) hindurch von einer von der ersten Seite (8) abgewandten zweiten Seite (14) der Wandung (4) her, welche von dem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weg weist, e) Verbinden des ersten Endes (12) des Zugelements (13) mit dem Druckelement (18) derart, dass ein zweites Ende (16) des Zugelements (13) noch aus der Durchgangsöffnung (3) herausragt, in Richtung der zweiten Seite (14) der Wandung (4), welche von dem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weg weist, f) Ausüben einer Zugkraft auf das zweite Ende (16) des Zugelements (13) derart, dass die Zugkraft von dem Zugelement (13) auf das Druckelement (18) und von dem Druckelement (18) als Druckkraft auf das Einpresselement (5) übertragen und das Einpresselement (5) dadurch in die Durchgangsöffnung (3) unter Verformung der Durchgangsöffnung (3) in Einpressrichtung eingepresst wird, um die formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement (5) und der Durchgangsöffnung (3) herzustellen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet durch Trennen des ersten Endes (12) des Zugelements (13) von dem Druckelement (18) und Zurückziehen des Zugelements (13) aus der Öffnung 6 und aus der Durchgangsöffnung (3).
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem 19 ersten Ende (12) des Zugelements (13) ein Außengewinde (15) ausgebildet ist, welches mit einem an dem Druckelement (18) ausgebildeten Innengewinde (20) verschraubt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (18) durch eine Druck-Mutter gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (18) eine Druckelement-Öffnung (19) aufweist und das Verbinden des ersten Endes (12) des Zugelements (13) mit dem Druckelement (18) dadurch erfolgt, dass das erste Ende (12) des Zugelements (13) in eine Position gebracht wird, in welcher es aus der Druckelement-Öffnung (19) heraus und in das Innere (9) des Hohlprofils (1) ragt, wobei an dem ersten Ende (12) des Zugelements (13) wenigstens ein sich quer zur Einpressrichtung erstreckendes Konterelement (22) vorgesehen ist, welches auf einer von der Wandung (4) weg weisenden Seite des Druckelements (23) gekontert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Ende (12) des Zugelements (13) wenigstens eine sich quer zur Einpressrichtung erstreckende Ausnehmung (21) ausgebildet ist, durch welches das Konterelement (22) derart geführt wird, dass es jeweils seitlich aus der Ausnehmung (21) vorsteht.
13. Verfahren zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen einem selbstklemmenden oder selbststanzenden, eine Öffnung (6) aufweisenden Einpresselement (5) und einer plastisch verformbaren Durchgangsöffnung (3) in einer Wandung (4) eines Hohlprofils (1) durch Einpressen des Einpresselements (5) in die Durchgangsöffnung (3) in einer Einpressrichtung, wobei sich die Durchgangsöffnung (3) um das Einpresselement (5) herum verformt, wenn das Einpresselement (5) in der Einpressrichtung in die Durchgangsöffnung (3) eingepresst wird, gekennzeichnet durch wenigstens die folgenden Schritte: a) Fertigen der Durchgangsöffnung (3) in der Wandung (4), 20 b) Positionieren des Einpresselements (5) auf einer ersten Seite (8) der Wandung (4), welche zu einem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weist, koaxial zur Durchgangsöffnung (3), c) Positionieren einer Zugschraube (23) an oder in dem Einpresselement (5) im Inneren (9) des Hohlprofils (1) derart, dass ein Schraubenkopf (24) der Zugschraube (23) an dem Einpresselement (5) gekontert wird und ein Schraubenschaft (25) der Zugschraube durch die Öffnung (6) hindurchragt und mit einem Schraubenschaftende aus der Durchgangsöffnung (3) herausragt, in Richtung einer zweiten Seite (14) der Wandung (14), welche von dem Inneren (9) des Hohlprofils (1) weg weist, d) Ausüben einer Zugkraft auf das Schraubenschaftende in Einpressrichtung derart, dass die Zugkraft von der Zugschraube (23) als Druckkraft auf das Einpresselement (5) übertragen und das Einpresselement (5) durch die Druckkraft in die Durchgangsöffnung (3) unter Verformung der
Durchgangsöffnung (3) in Einpressrichtung eingepresst wird, um die formschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Einpresselement (5) und der Durchgangsöffnung (3) herzustellen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugschraube
(23) aus der Öffnung (6) und aus der Durchgangsöffnung (3) entfernt wird.
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