WO2025201855A1 - Fügetechnik an verdeckten bauteilregionen - Google Patents

Fügetechnik an verdeckten bauteilregionen

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WO2025201855A1
WO2025201855A1 PCT/EP2025/056433 EP2025056433W WO2025201855A1 WO 2025201855 A1 WO2025201855 A1 WO 2025201855A1 EP 2025056433 W EP2025056433 W EP 2025056433W WO 2025201855 A1 WO2025201855 A1 WO 2025201855A1
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WO
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component
region
mushroom
pins
tension element
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PCT/EP2025/056433
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Stephan Rech-Linker
Franz Maier
Calixte Rolland
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Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Publication date
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    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/12Fastening strips or bars to sheets or plates, e.g. rubber strips, decorative strips for motor vehicles, by means of clips

Definitions

  • a first aspect of the invention relates to a method for joining a first component and a second component to one another, comprising the steps:
  • a second aspect of the invention relates to a method for joining a first component and a second component to one another, comprising the steps:
  • the first aspect of the invention and the second aspect of the invention differ in that according to the first aspect of the invention, the pins with mushroom heads are arranged on the tension element, while according to the second aspect of the invention, these are arranged on the second component, while the associated openings with the cover elements are provided on the tension element.
  • a plurality of pins are provided which have a radial extension at their heads, the so-called mushroom heads.
  • the mushroom heads do not necessarily have to be rounded upwards, although this facilitates insertion into the respective first area of the openings.
  • An advantageous effect of the invention is that body assemblies can be joined that are inaccessible using currently known joining techniques, for example, when two assemblies, each with a cavity, are to be joined together. Direct accessibility at the joint, such as in such cavities, is not required; thus, no access holes or cross-sectional losses due to the provision of joining flanges are necessary. This enables a more robust component design. When connecting large components during assembly, the number of screws can be reduced by using this joining technique.
  • the tension element is band-shaped.
  • the tension element is advantageously designed to be flexible and can therefore be used not only on planar but also on radially curved surfaces.
  • inclined embossings are provided at the openings, so that when the respective pin is guided into the respective second region from a respective first region of a respective opening, the mushroom head slides on the inclined embossing and with increasing guidance of the pin into the respective second region, a tensile stress is created on the respective pin, so that the first component and the second component are pressed against one another.
  • adhesive is applied between the first component and the second component, so that when the first component and the second component are pressed together, the adhesive is compressed.
  • the pins are designed as at least one of the following: welding studs, press-in elements, screw elements, pins with centering point;
  • the pins with their Mushroom heads are each manufactured in one piece by additive manufacturing or as an injection-molded part or as a cast part.
  • Fig. 2 The result of joining two components together according to Fig. 1;
  • the mushroom head 5 reaches the stop of the opening 7 and can no longer escape through it, since the cover element 9 tapers the opening 7 to such an extent that the pin 3 still fits through the opening 7, but the mushroom head 5 can no longer exit through the opening 7. This state is shown in Fig. 2.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen aneinander, aufweisend die Schritte: Positionieren eines Zugelements (1) zwischen die Bauteile, wobei an dem Zugelement (1) eine Vielzahl von Zapfen (3) mit Pilzköpfen (5) angeordnet ist und am zweiten Bauteil Öffnungen (7) in Schlüssellochform vorgesehen werden, sodass ein in einen ersten Bereich eingeführter Zapfen (3) in einen zweiten Bereich verschoben werden kann während sich der Pilzkopf (5) hinter ein Deckelement (9) schiebt, sodass der Pilzkopf (5) durch das Deckelement (9) blockiert wird; und Fügen des ersten und des zweiten Bauteils dadurch, dass die Pilzköpfe (5) in die jeweiligen ersten Bereiche der jeweiligen Öffnungen (7) eingeführt werden und anschließend durch Ziehen am bandförmigen Zugelement (1) die Zapfen (3) in den jeweiligen zweiten Bereich zum Verriegeln des jeweiligen Pilzkopfes (5) hinter dem jeweiligen Deckelement (9) verschoben werden.

Description

Fügetechnik an verdeckten Bauteilregionen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils aneinander.
Ist ein Karosserieteil eines Fahrzeugs aus mehreren Bauteilen zu fügen, wie beispielsweise ein Längsträger oder ein Seitenschweller für ein in der Montage befindliches Fahrzeug, tritt häufig das Problem auf, dass gewünschte Fügestellen nicht direkt zugänglich sind, insbesondere wenn die Bauteile an ihren gewünschten Fügestellen zwischen sich einen Hohlraum ausbilden und beispielsweise als Blechschalen oder Strangpressprofile ausgebildet sind. Oft ist jedoch aus funktionaler Sicht Fügetechnik an genau solchen Stellen erforderlich, an denen aufgrund der Zugänglichkeit nicht, oder nur einseitig gefügt werden kann. Beim Einsatz konventioneller Fügetechnik müssen typischerweise mangels Zugänglichkeit eigens Löcher in den Bauteilen vorgesehen werden, wodurch die Bauteile entsprechend geschwächt werden.
Außerdem kann an solchen Stellen konventionell kein Festigkeitskieber eingesetzt werden, da mangels Zugänglichkeit die Bauteile nicht fixiert werden können. Somit kann bei der Verklebung der sogenannte Borkenkäfereffekt auftreten, durch den keine ausreichende Klebeverbindung sichergestellt werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Lösungsansätze mithilfe eines Zugbands bekannt, um Bauteile miteinander zu verbinden.
Die DE 102017 005 041 A1 betrifft in diesem Zusammenhang eine Kraftfahrzeugsäule oder Kraftfahrzeugträger, mit wenigstens einem ersten Formteil und wenigstens einem zweiten Formteil, wobei erstes Formteil und zweites Formteil einen Hohlraum einschließend miteinander verbunden sind, wobei im Hohlraum wenigstens ein Zugband angeordnet ist, das mit wenigstens einem der beiden Formteile an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten des Formteils verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Fügen zweier Bauteile für den Fahrzeug-Karosseriebau an unzugänglichen Stellen zu vereinfachen.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils aneinander, aufweisend die Schritte:
- Bereitstellen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils;
- Positionieren eines Zugelements zwischen die Bauteile, wobei an dem Zugelement eine Vielzahl von Zapfen mit Pilzköpfen angeordnet ist und das Zugelement am ersten Bauteil beweglich geführt wird und von außerhalb einer Kontaktfläche zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil zugänglich ist, wobei am zweiten Bauteil Öffnungen vorgesehen werden, die so geformt sind, dass an einem ersten Bereich einer jeweiligen Öffnung ein Pilzkopf in die Öffnung einführbar ist, und sich die jeweilige Öffnung mittels eines einen Hohlraum überdeckenden Deckelements in einen zweiten Bereich so verjüngt, dass der in den ersten Bereich eingeführte Zapfen vom ersten Bereich in den zweiten Bereich verschoben werden kann während sich der Pilzkopf hinter das Deckelement schiebt, sodass der Pilzkopf durch das Deckelement blockiert wird;
- Fügen des ersten und des zweiten Bauteils dadurch, dass die Pilzköpfe in die jeweiligen ersten Bereiche der jeweiligen Öffnungen eingeführt werden und anschließend durch Ziehen am bandförmigen Zugelement die Zapfen in den jeweiligen zweiten Bereich zum Verriegeln des jeweiligen Pilzkopfes hinter dem jeweiligen Deckelement verschoben werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils aneinander, aufweisend die Schritte:
- Bereitstellen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils;
- Positionieren eines Zugelements zwischen die Bauteile, wobei an dem Zugelement eine Vielzahl von Öffnungen angeordnet ist und das Zugelement am ersten Bauteil beweglich geführt wird und von außerhalb einer Kontaktfläche zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil zugänglich ist, wobei am zweiten Bauteil Zapfen mit Pilzköpfen vorgesehen werden, wobei die Öffnungen so geformt sind, dass an einem ersten Bereich einer jeweiligen Öffnung ein Pilzkopf in die Öffnung einführbar ist, und sich die jeweilige Öffnung mittels eines einen Hohlraum überdeckenden Deckelements in einen zweiten Bereich so verjüngt, dass der in den ersten Bereich eingeführte Zapfen vom ersten Bereich in den zweiten Bereich verschoben werden kann während sich der Pilzkopf hinter das Deckelement schiebt, sodass der Pilzkopf durch das Deckelement blockiert wird;
- Fügen des ersten und des zweiten Bauteils dadurch, dass die Pilzköpfe in die jeweiligen ersten Bereiche der jeweiligen Öffnungen eingeführt werden und anschließend durch Ziehen am bandförmigen Zugelement die Zapfen in den jeweiligen zweiten Bereich zum Verriegeln des jeweiligen Pilzkopfes hinter dem jeweiligen Deckelement verschoben werden.
Der erste Aspekt der Erfindung und der zweite Aspekt der Erfindung unterscheiden sich darin, dass nach dem ersten Aspekt der Erfindung am Zugelement die Zapfen mit Pilzköpfen angeordnet sind, während diese gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung am zweiten Bauteil angeordnet sind, während am Zugelement die zugehörigen Öffnungen mit den Deckelementen vorgesehen sind.
Dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt der Erfindung ist jedoch gemeinsam, dass lediglich am Zugelement gezogen werden muss, um den Verriegelungsmechanismus der Pilzköpfe an den Verdeckungselementen der Öffnungen zu aktivieren. Das Ziehen am Zugelement kann dabei von einer Region aus erfolgen, die leicht zugänglich ist, während die Pilzköpfe und die zugehörigen Öffnungen sich in Regionen der Bauteile befinden, die beim aneinander Fügen nicht zugänglich sind.
Zu diesem Zweck werden eine Vielzahl von Zapfen vorgesehen, die an ihren Köpfen eine radiale Erweiterung haben, die sogenannten Pilzköpfe. Die Pilzköpfe müssen dabei nicht notwendigerweise nach oben abgerundet sein, wenn auch dies das Einführen in den jeweiligen ersten Bereich der Öffnungen erleichtert. Sind die Zapfen mit den Pilzköpfen in die ersten Bereiche der Öffnungen in ihrer axialen Erstreckungsrichtung eingeführt, so können die Zapfen in ihrer radialen Richtung in der Ebene der Öffnung verschoben werden, um in die sich verjüngende Zone der jeweiligen Öffnung verschoben zu werden, sodass der ebenfalls in die Öffnung eingeschobene Pilzkopf sich aus dem ersten Bereich in den zweiten Bereich begibt und hinter einem jeweiligen Deckelement zu liegen kommt, durch welches er jeweils gehalten wird.
Die Öffnungen weisen daher eine Form eines Schlüssellochs auf, wobei sich ein erster Bereich mit einem ersten Radius und ein zweiter Bereich mit einem zweiten Radius, der kleiner ist als der erste Radius, definieren lassen. Im ersten Bereich der Öffnung kann der jeweilige Zapfen mit dem Pilzkopf in die Öffnung eingeführt werden, wird dieser jedoch quer zur Einschubrichtung in den zweiten Bereich verschoben, so wird der jeweilige Pilzkopf hinter das Deckelement verschoben und durch das Deckelement gegen Herausfallen gesichert. Der jeweilige Zapfen ist somit am Deckelement einer jeweiligen Öffnung zugfest angeordnet.
Zwischen dem jeweiligen Zapfen mit Pilzkopf und dem jeweiligen Deckelement an einer Öffnung wird daher ein Formschluss erzeugt, der jedoch ohne direkte Zugänglichkeit vor Ort hergestellt werden kann, da das Zugelement nur an seinem Ende durch einen geeigneten Antrieb verschoben werden muss.
Alternativ zu den Zapfen mit Pilzkopf kann eine außenliegende Verriegelung angewendet werden, beispielsweise ein Stahlblechstreifen als Zugelement mit einem Sägezahnabschnitt, der sich als außenliegende Form unter ein entsprechend korrespondierendes Muster schiebt, wenn am Zugelement gezogen wird.
Es ist eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass Zusammenbauten der Karosserie gefügt werden können, bei denen keine Zugänglichkeit durch die heute bekannte Fügetechnik besteht, beispielsweise wenn zwei Baugruppen mit jeweils einem Hohlraum miteinander gefügt werden sollen. Es ist dabei keine direkte Zugänglichkeit an der Fügestelle wie solchen Hohlräumen erforderlich; somit sind keine Zugangslöcher oder Querschnittsverluste durch Vorhalt von Fügeflanschen erforderlich. Hierdurch wird eine robustere Bauteilgestaltung ermöglicht. Bei Anbindung großer Bauteile in der Montage kann durch Einsatz dieser Fügetechnik die Schraubanzahl reduziert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Zugelement bandförmig.
Es könnte sein, dass die mittels Zugelement befestigten Bauteile im Fährbetrieb oder bei einem Unfall beispielsweise eine relative Verschiebung zueinander erfahren. Um das Zugelement hier zu entlasten, kann es sinnvoll sein, die erste und zweite Bauteilgruppe formschlüssig miteinander zu verbinden. Ein Formschluss zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil ist insbesondere durch eine umlaufende Kontur in alle Richtungen möglich:
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind an demjenigen der Bauteile mit zu einer jeweiligen Oberseite der Pilzköpfe weisenden Fläche Ausnehmungen angeordnet, in welche die Pilzköpfe beim Fügen des ersten und des zweiten Bauteils miteinander hineingleiten, sodass die Pilzköpfe in den Ausnehmungen formschlüssig gehalten werden.
Senkrecht zu einer axialen Richtung des jeweiligen Zapfens wird somit ebenfalls ein Formschluss erhalten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Zugelement in einem Führungskanal beweglich angeordnet.
Ist das Bauteil mit dem Führungskanal ein Strangpressprofil, kann der Führungskanal für das Zugelement direkt mit angepresst werden. Wird für das Bauteil mit dem Führungskanal ein Stahlblech verwendet, kann der Führungskanal für das Zugelement durch ein Zusatzbauteil wie einen Käfig angebracht werden. Wird das Bauteil mit dem Führungskanal durch additive Fertigung hergestellt, kann ein direktes Andrucken des Führungskanals für das Zugelement erfolgen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Zugelement mit einer Schraube verbunden, wobei durch Anziehen der Schraube das Zugelement verschoben wird.
Gemäß einer ersten Variante ist die Schraube axial gekoppelt mit dem Zugelement verbunden, sodass beim Drehen der Schraube die daraus entstehende axiale Bewegung der Schraube oder einer Mutter daran zu einer entsprechenden Zugbewegung des Zugelements führt, welche die Zapfen mit dem Pilzkopf vom ersten Bereich der Öffnung in den zweiten Bereich zum Verriegeln führen. Gemäß einer weiteren Variante ist die Schraube mit exzentrischem Antrieb vorgesehen, und muss deshalb nur eine halbe Umdrehung verdreht werden, um denselben Effekt der Verriegelung zu erhalten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird als Zugelement eines der folgenden verwendet:
- Stahlblechstreifen;
- Kunststoffspritzteil mit Metallbuchsen an den Öffnungen oder Zapfen - je nachdem, was an dem Zugelement vorgesehen ist;
- Faserverstärktes Kunststoffspritzteil mit Metallbuchsen an den Öffnungen oder Zapfen - je nachdem, was an dem Zugelement vorgesehen ist;
- Kunststoffspritzteil mit Metallbuchsen und umlaufender Endlosfaser; dies ermöglicht vorteilhaft höhere Zugkräfte;
- Gewebeband, welches Ösen aufweist, wenn an dem Zugelement die Öffnungen vorgesehen sind.
Das Zugelement ist vorteilhaft biegsam ausgestaltet und kann somit nicht nur bei planaren, sondern auch radial gekrümmten Flächen verwendet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden an den Öffnungen geneigte Verprägungen vorgesehen, sodass beim Führen des jeweiligen Zapfens in den jeweiligen zweiten Bereich aus einem jeweiligen ersten Bereich einer jeweiligen Öffnung der Pilzkopf auf der geneigten Verprägung gleitet und mit zunehmender Führung des Zapfens in den jeweiligen zweiten Bereich eine Zugspannung auf den jeweiligen Zapfen entsteht, sodass das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinander gepresst werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil Klebstoff angebracht, sodass beim aufeinander Pressen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils der Klebstoff verpresst wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Zapfen zumindest als eine der folgenden ausgeführt: Schweißbolzen, Einpresselemente, Schraubelemente, Zapfen mit Zentrierspitze;
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Zapfen mit ihren Pilzköpfen jeweilig einteilig durch additive Fertigung oder als Spritzteil oder als Gussteil hergestellt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
Fig. 1 : Einen Schritt beim Fügen zweier Bauteile miteinander gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2: Das Ergebnis des Fügens zweier Bauteile miteinander nach Fig. 1 ;
Fig. 3: Perspektivisch einen Ausschnitt von gefügten Bauteilen;
Fig. 4: Einen im Verfahren beispielhaft verwendeten Zapfen mit Pilzkopf;
Fig. 5: Eine im Verfahren beispielhaft verwendete Öffnung;
Fig. 6: Ein im Verfahren beispielhaft verwendetes Zugelement mit darin eingebrachten Zapfen mit Pilzköpfen; und
Fig. 7: Ein alternatives Zugelement mit Sägezahnstruktur.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
Fig. 1 zeigt eine Ausgangslage für das Fügen zweier Bauteile. Ein Zugelement 1 ist hierbei mit einem ersten Bauteil verbunden, jedoch in einer Führungsschiene beweglich zu diesem gelagert. An dem Zugelement 1 ist eine Schraube 11 angeordnet, die sich am ersten Bauteil mit ihrem Schraubenkopf abstürzt. Wird die Schraube um mehrere Umdrehungen gedreht, so ist die gegen Drehung gesicherte Mutter auf dem Außengewinde der Schraube 11 durch ihre Axialbewegung dafür verantwortlich, dass sich das Zugelement 1 durch Zugkraft der Schraube 11 getrieben in der Zeichenebene nach links bewegt. Der Schraubenkopf ist von außerhalb des ersten Bauteils zugänglich, es muss damit nicht zwischen die beiden Bauteile ein Zugang geschaffen werden. An dem Zugelement 1 ist eine Schlüsselloch-förmige Öffnung angeordnet, deren Verjüngung durch ein Deckelement 9 erzeugt wird. Beim Verfahren zum Aneinanderfügen der beiden Bauteile wird zunächst ein Pilzkopf 5 am hervorstehenden Ende eines Zapfens 3 (in den Fig. 1 und Fig. 2 nicht dargestellt) in den großen ersten Bereich der Öffnung 7 eingeführt. Der jeweilige Zapfen 3 mit seinem jeweiligen Pilzkopf 5 ist am zweiten Bauteil fix angeordnet. Tritt nun die oben beschriebene Bewegung des Zugelements 1, hervorgerufen durch eine Drehbewegung der Schraube 11 , auf, so bewegt sich die Öffnung 7 um den Zapfen 3, sodass der Zapfen 3 sich von dem großen ersten Bereich der Öffnung 7 in Richtung der durch das Deckelement 9 verjüngenden Öffnung bewegt. Am Ende dieser Bewegung ist der Pilzkopf 5 am Anschlag der Öffnung 7 und kann durch diese nicht mehr entweichen, da das Deckelement 9 die Öffnung 7 so weit verjüngt, dass zwar der Zapfen 3 noch durch die Öffnung 7 passt, der Pilzkopf 5 jedoch nicht mehr durch die Öffnung 7 austreten kann. Dieser Zustand ist in Fig. 2 gezeigt.
Fig. 2 zeigt den Zustand der vollständig angedrehten Schraube 11 , die das Zugelement 1 soweit aus dem Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil herausgezogen hat, dass ein jeweiliger Zapfen 3 unterhalb eines jeweiligen Pilzkopfes 5 am Anschlag der jeweiligen Öffnung 7 ist. Das Deckelement 9 verhindert, dass ein jeweiliger Zapfen 3 mit seinem Pilzkopf 5 zum zweiten Bauteil hin wieder austritt und sich das zweite Bauteil vom ersten Bauteil löst. In der Fig. 2 ist dabei der jeweilige Pilzkopf 5 in den Vordergrund gerückt dargestellt, um seine Position zu verdeutlichen.
Fig. 3 zeigt perspektivisch das Ergebnis der gefügten Bauteile aneinander. Hierbei ist ersichtlich, wie am oberen Ende eines jeweiligen Zapfens 3 ein jeweiliger Pilzkopf 5 angeordnet ist, der nicht notwendigerweise an seiner Oberseite eine konvexe Rundung aufweisen muss, sondern auch flach ausgebildet sein kann. Entscheidend ist der im Vergleich zum Radius des darunterliegenden Zapfens 3 vergrößerte Radius des Pilzkopfes 5, der diesen verjüngten Durchmesser der Öffnung 7 so weit übersteigt, dass er nicht mehr in axialer Richtung des jeweiligen Zapfens 3 hindurchrutschen kann, sondern von dem Deckelement 9 blockiert wird. Beispielhaft sind in der Fig. 3 zwei hintereinander liegende Kombinationen aus Öffnungen 7 und Pilzköpfen 5 gezeigt. Fig. 4 zeigt einen beispielhaften Zapfen 3 mit anliegendem Pilzkopf 5 im Querschnitt, um die geometrische Kontur zu verdeutlichen.
In Fig. 5 ist weiterhin beispielhaft eine Öffnung 7 gezeigt, die einen in der linken Bildhälfte ersten, großen Bereich aufweist, durch den ein Pilzkopf 5 führbar ist, während der rechte verjüngte Bereich der Öffnung 7 so schmal ist, dass der Zapfen 3 darin bewegt werden kann, axial jedoch der Pilzkopf 5 gegen Herausrutschen gesichert ist.
Fig. 6 zeigt beispielhaft ein Zugelement 1 in seiner vollen Länge, welches eine Vielzahl von formschlüssigen Verbindungen durch Zapfen 3 mit Pilzköpfen 5 aufweist. Der Einfachheit halber und der Übersichtlichkeit halber ist in der Fig. 6 lediglich einer der Pilzköpfe 5 als solcher bezeichnet.
Fig. 7 zeigt eine Alternative zur Verwendung von Zapfen und Pilzkopf. Hierbei kann eine außenliegende Verriegelung angewendet werden, und beispielsweise ein Stahlblechstreifen als Zugelement 1 mit einem Sägezahnabschnitt, der sich als außenliegende Form unter ein entsprechend korrespondierendes Muster schiebt, wenn am Zugelement 1 gezogen wird. In Teilbild (A) ist ein unverriegelter Zustand des Systems gezeigt, während in Teilbild (B) das Zugelement 1 in der eingezeichneten Pfeilrichtung des gestrichelten Pfeils 13 ein Stück bewegt wurde. Der Formschluss der außenliegenden Form ersetzt die Pilzköpfe vollständig.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils aneinander, aufweisend die Schritte:
- Bereitstellen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils;
- Positionieren eines Zugelements (1) zwischen die Bauteile, wobei an dem Zugelement (1) eine Vielzahl von Zapfen (3) mit Pilzköpfen (5) angeordnet ist und das Zugelement (1) am ersten Bauteil beweglich geführt wird und von außerhalb einer Region zwischen den Bauteilen zugänglich ist, wobei am zweiten Bauteil Öffnungen (7) vorgesehen werden, die so geformt sind, dass an einem ersten Bereich einer jeweiligen Öffnung ein Pilzkopf (5) in die Öffnung einführbar ist, und sich die jeweilige Öffnung mittels eines einen Hohlraum überdeckenden Deckelements (9) in einen zweiten Bereich so verjüngt, dass der in den ersten Bereich eingeführte Zapfen (3) vom ersten Bereich in den zweiten Bereich verschoben werden kann während sich der Pilzkopf (5) in den Hohlraum hinter das Deckelement (9) schiebt, sodass der Pilzkopf (5) durch das Deckelement (9) blockiert wird; - Fügen des ersten und des zweiten Bauteils dadurch, dass die Pilzköpfe (5) in die jeweiligen ersten Bereiche der jeweiligen Öffnungen (7) eingeführt werden und anschließend durch Ziehen am bandförmigen Zugelement (1) die Zapfen (3) in den jeweiligen zweiten Bereich zum Verriegeln des jeweiligen Pilzkopfes (5) hinter dem jeweiligen Deckelement (9) verschoben werden.
2. Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils aneinander, aufweisend die Schritte:
- Bereitstellen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils;
- Positionieren eines Zugelements (1) zwischen die Bauteile, wobei an dem Zugelement (1) eine Vielzahl von Öffnungen (7) angeordnet ist und das Zugelement (1) am ersten Bauteil beweglich geführt wird und von außerhalb einer Region zwischen den Bauteilen zugänglich ist, wobei am zweiten Bauteil Zapfen (3) mit Pilzköpfen (5) vorgesehen werden, wobei die Öffnungen (7) so geformt sind, dass an einem ersten Bereich einer jeweiligen Öffnung ein Pilzkopf (5) in die Öffnung einführbar ist, und sich die jeweilige Öffnung mittels eines einen Hohlraum überdeckenden Deckelements (9) in einen zweiten Bereich so verjüngt, dass der in den ersten Bereich eingeführte Zapfen (3) vom ersten Bereich in den zweiten Bereich verschoben werden kann während sich der Pilzkopf (5) in den Hohlraum hinter das Deckelement (9) schiebt, sodass der Pilzkopf (5) durch das Deckelement (9) blockiert wird;
- Fügen des ersten und des zweiten Bauteils dadurch, dass die Pilzköpfe (5) in die jeweiligen ersten Bereiche der jeweiligen Öffnungen (7) eingeführt werden und anschließend durch Ziehen am bandförmigen Zugelement (1) die Zapfen (3) in den jeweiligen zweiten Bereich zum Verriegeln des jeweiligen Pilzkopfes (5) hinter dem jeweiligen Deckelement (9) verschoben werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei an demjenigen der Bauteile mit zu einer jeweiligen Oberseite der Pilzköpfe (5) weisenden Fläche Ausnehmungen angeordnet sind, in welche die Pilzköpfe beim Fügen des ersten und des zweiten Bauteils hineingleiten, sodass die Pilzköpfe in den Ausnehmungen formschlüssig gehalten werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugelement (1) in einem Führungskanal beweglich angeordnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugelement (1) mit einer Schraube (11) verbunden wird, wobei durch Anziehen der Schraube (11) das Zugelement (1) verschoben wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Zugelement (1) eines der folgenden verwendet wird:
- Stahlblechstreifen;
- Kunststoffspritzteil mit Metallbuchsen an den Öffnungen (7) oder Zapfen (3) ;
- Faserverstärktes Kunststoffspritzteil mit Metallbuchsen an den Öffnungen (7) oder Zapfen (3) ; - Kunststoffspritzteil mit Metallbuchsen und umlaufender Endlosfaser
- Gewebeband;
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an den Öffnungen (7) geneigte Verprägungen vorgesehen werden, sodass beim Führen des jeweiligen Zapfens (3) in den jeweiligen zweiten Bereich aus einem jeweiligen ersten Bereich einer jeweiligen Öffnung der Pilzkopf (5) auf der geneigten Verprägung gleitet und mit zunehmender Führung des Zapfens (3) in den jeweiligen zweiten Bereich eine Zugspannung auf den jeweiligen Zapfen (3) entsteht, sodass das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinander gepresst werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil Klebstoff angebracht wird, sodass beim aufeinander Pressen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils der Klebstoff verpresst wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zapfen (3) zumindest als eine der folgenden ausgeführt sind: Schweißbolzen, Einpresselemente, Schraubelemente, Zapfen (3) mit Zentrierspitze;
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zapfen (3) mit ihren Pilzköpfen (5) jeweilig einteilig durch additive Fertigung oder als Spritzteil oder als Gussteil hergestellt werden.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19912267A1 (de) * 1999-03-19 1999-08-26 Audi Ag Rastvorrichtung zur Verbindung von zwei Bauteilen eines Kraftfahrzeugs
EP1398223B1 (de) * 2002-09-10 2008-02-06 Audi Ag Vorrichtung zur Befestigung eines Stossfängerüberzugs an einem Fahrzeug, insbesondere an einem Kraftfahrzeug
DE102017005041A1 (de) 2017-05-26 2017-11-23 Daimler Ag Kraftfahrzeugsäule oder -träger, Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Kraftfahrzeugsäule oder wenigstens eines Kraftfahrzeugträgers sowie Kraftfahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2328842T3 (es) 2005-09-09 2009-11-18 DATACOLLECT TRAFFIC SYSTEMS GMBH & CO. KG Dispositivo de fijacion.
DE102010010413A1 (de) 2010-03-05 2011-09-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Formkörper, System aus mindestens einem Formkörper und einer Fahrzeugkarosserie und Verfahren zum Befestigen mindestens eines Formkörpers an einer Fahrzeugkarosserie

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19912267A1 (de) * 1999-03-19 1999-08-26 Audi Ag Rastvorrichtung zur Verbindung von zwei Bauteilen eines Kraftfahrzeugs
EP1398223B1 (de) * 2002-09-10 2008-02-06 Audi Ag Vorrichtung zur Befestigung eines Stossfängerüberzugs an einem Fahrzeug, insbesondere an einem Kraftfahrzeug
DE102017005041A1 (de) 2017-05-26 2017-11-23 Daimler Ag Kraftfahrzeugsäule oder -träger, Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Kraftfahrzeugsäule oder wenigstens eines Kraftfahrzeugträgers sowie Kraftfahrzeug

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