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EP-3568257-B1 - COMPONENT COMBINATION OF AT LEAST TWO COMPONENTS AND A METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT COMBINATION JOINED IN A FORM-FITTING AND/OR FORCE-FITTING MANNER

EP3568257B1EP 3568257 B1EP3568257 B1EP 3568257B1EP-3568257-B1

Inventors

  • Glück, Bernhard
  • KIRSCHNER, ROBERT
  • MEINHARDT, JOSEF
  • Schweighart, Franz-Xaver

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20171121

Claims (9)

  1. Component assembly which is part of a vehicle body, of at least two components (2, 3) which are joined at at least one joining point, comprising: a first component (2), wherein at the joining point a first auxiliary joining element (4) with a retaining portion (12) is pressed into a through-hole (6) in the first component (2), and a second component (3), in which at the joining point a fastening receiving portion (17) is formed, wherein the first auxiliary joining element (4) further comprises a fastening portion (13) which engages in a form-fitting and/or force-fitting manner in the fastening receiving portion (17) of the second component (3), and wherein the fastening receiving portion is part of a second auxiliary joining element (5) which is pressed at the joining point with a retaining portion (16) into a through-hole (7) in the second component, wherein the through-hole (6, 7) in the first component (2) and/or in the second component (3) is widened in at least one edge region by a circumferential impression (8, 9, 10, 11) into which the retaining portion (12) of the auxiliary joining element (4, 5) is pressed, and wherein the through-hole is widened in both edge regions by one impression (8, 9, 10, 11) each.
  2. Component assembly according to claim 1, wherein the impression (8, 9, 10, 11) is formed as a chamfer.
  3. Component assembly according to one of the preceding claims, in which the retaining portion (12, 16) of the first auxiliary joining element (4) and/or of the second auxiliary joining element (5) is completely received in the through-hole (6, 7).
  4. Component assembly according to one of the preceding claims, wherein between retaining portion (12; 16) and the component (2, 3) into which the retaining portion is pressed, an intermediate layer element is further introduced.
  5. Component assembly according to one of the preceding claims, wherein the retaining portion (12; 16) is additionally connected in a materially bonded manner to the intermediate layer element and/or the component (2, 3) into which the retaining portion is pressed.
  6. Component assembly according to one of the preceding claims, wherein the fastening portion (13C) and the fastening receiving portion (17) cooperate in the manner of a clip connection.
  7. Component assembly according to one of the preceding claims, wherein the fastening portion (13) is pressed in a non-releasable manner into the fastening receiving portion (17).
  8. Component assembly according to claim 7, wherein the first and/or second component (2, 3) are formed from a lightweight construction material and the auxiliary joining elements (4, 5) are formed from steel.
  9. Method for producing a component assembly (1) which is part of a vehicle body, of at least two components (2, 3) which are joined at at least one joining point, with the following steps in the following sequence: a) producing a through-hole (6) at at least one joining point in a first component (2), b) pressing a first auxiliary joining element (4) into the through-hole (6) in the first component (2) such that a retaining portion (12) of the first auxiliary joining element (4) is connected in a force-fitting and/or form-fitting manner to the hole wall, wherein the auxiliary joining element (4) further comprises a fastening portion (13), d) introducing a fastening receiving portion (17) at at least one joining point in a second component (3), wherein producing the fastening receiving portion (17) in the second component further comprises the steps: c1) producing a through-hole (7) at at least one joining point in the second component (3), c2) pressing a second auxiliary joining element (5) into the through-hole (7) in the second component (3) such that a retaining portion (16) of the second auxiliary joining element (5) is connected in a force-fitting and/or form-fitting manner to the hole wall, wherein the second auxiliary joining element (5) further comprises the fastening receiving portion (17), d) positioning and aligning the first component (2) relative to the second component (3), and e) bringing together fastening portion (13) and fastening receiving portion (17) such that they engage in a force-fitting and/or form-fitting manner with one another, wherein before pressing the respective auxiliary joining element (4, 5) into the first component (2) and/or the second component (3), a circumferential impression is produced such that the respective through-hole (6, 7) is widened in at least one edge region and the retaining portion (12, 16) of the auxiliary joining element (4, 5) is pressed into the impression and after pressing forms an undercut (14, 15, 19, 20) at the impression (8, 9, 10, 11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Bauteilverbund von mindestens zwei Bauteilen und ein Verfahren zur Herstellung eines form- und/oder kraftschlüssig gefügten Bauteilverbundes. Mit dem zunehmenden Einsatz von Leichtbauwerkstoffen im Fahrzeugbau, wie z.B. Leichtmetallen (z.B. Aluminium, Magnesium und ihre Legierungen) oder Faserverbundkunststoffen, müssen immer häufiger Bauteile aus unterschiedlichen Materialien miteinander zu einem Bauteilverbund gefügt werden. Dies ist aufgrund der verschiedenen Materialeigenschaften problematisch und führt viele etablierte Fügeprozesse an ihre Grenzen. Für das Fügen von Alumiunium- mit Stahlbauteilen ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Fügehilfsteile zu verwenden, die in der Art einer Niet in ein erstes Bauteil eingebracht werden und mit dem Material des zweiten Bauteils verschweißbar sind. Der Bauteilverbund wird dann hergestellt, in dem das zweite Bauteil mit dem Fügehilfselement mittels Widerstandspunktschweißen gefügt wird. Beispielhaft wird hierzu auf die Patentschrift DE 100 15 713 A1 und US 2011/0097142 A1 verwiesen. Nachteilig ist hieran, dass der Bauteilverbund für den Schweißprozess beidseitig zugänglich sein muss. Weiterhin ist es bekannt, einen Bauteilverbund durch kraft- oder formschlüssige Verbindungen, wie z.B. Verschrauben, Vernieten, Clipsen etc., herzustellen. So zeigt die Druckschrift EP 0 390 685 A1 eine Bauteilverbindung, bei der zwei Bauteile durch Durchgangsöffnungen hindurch mittels eines Nietelements vernietet sind. Die Druckschrift DE 36 40 484 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung, bei dem zwei dünnwandige Bauteile durch Verpressen eines Scherstifts bzw. Niets miteinander verbunden werden. Druckschrift US 2 995 821 A zeigt eine weitere Nietverbindung. Je nach Material der miteinander zu verbindenden Bauteile sind auch diese Verfahren nur beschränkt einsetzbar und erzielen nicht die erforderlichen Festigkeiten. Die Druckschrift DE 10 2012 203 878 B3 zeigt eine Bauteilverbindung von einem ersten und zweiten Bauteil. Im ersten Bauteil ist ein erstes männliches Fixierelement angeordnet, dass in eine als weibliches Fixierelement ausgebildete Öffnung im zweiten Bauteil eingreift. Die Druckschrift WO 91/11625 A1 zeigt ein Verfahren zum Zusammenfügen von Materialien unter Verwendung einer Nietvorrichtung der Art, die einen Stopfen und eine Hülse umfasst. Die Hülse ist an ihrer Außenfläche mit einer umlaufenden Ausnehmung, insbesondere einer Nut, zur Bildung einer Faltzone versehen, während der Stopfen einen Kopf aufweist, der das Rohrende verformen kann. Beim Nieten schützt die umlaufende Aussparung der Hülse den Ansatzpunkt der Senkung der Materialien vor Spannungen und durch das Falten der Hülse ergibt sich eine große Auflagefläche in perfektem Kontakt mit den Materialien. CN 1 268 211 A zeigt einen Bauteilverbund, bei dem ein Fügehilfselement in ein Aluminiumbauteil eingesetzt und mittels Schraubverbindung mit einem weiteren Bauteil verbunden wird. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit zur Herstellung eines Bauteilverbunds anzugeben, die für vielfältige Materialkombinationen einsetzbar ist und gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist oder zumindest einen Vorteil aufweist. Gelöst wird die Aufgabe durch einen Bauteilverbund nach Patentanspruch 1, und ein Verfahren nach Patentanspruch9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Es wird ein Bauteilverbund von einem ersten Bauteil und mindestens einem zweiten Bauteil angegeben, die an mindestens einer Fügestelle gefügt sind. An der Fügestelle ist ein erstes Fügehilfselement mit einem Halteabschnitt in ein Durchgangsloch im ersten Bauteil eingepresst und bei dem zweiten Bauteil ist an der Fügestelle ein Befestigungsaufnahmeabschnitt ausgebildet. Das erste Fügehilfselement weist weiterhin einen Befestigungsabschnitt auf, der form- und/oder kraftschlüssig in den Befestigungsaufnahmeabschnitt des zweiten Bauteils eingreift. Die vorgeschlagene Ausgestaltung des Bauteilverbundes ermöglicht größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der Materialien der zu verbindenden Bauteile. Die Fügehilfselemente können hinsichtlich des Materials und der Form ihres Befestigungsabschnitt bzw. Befestigungsaufnahmeabschnitt weitgehend unabhängig vom Material der Bauteile aufeinander abgestimmt werden. Das Einpressen der Fügehilfselemente kann unabhängig vom eigentlichen Fügevorgang der Bauteile erfolgen. Für das Fügen der Bauteile kann dann eine nur noch einseitige Zugänglichkeit ausreichend sein. In einer nicht beanspruchten Ausgestaltung kann der Befestigungsaufnahmeabschnitt im Grundmaterial des zweiten Bauteils ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist der Befestigungsaufnahmeabschnitt Teil eines zweiten Fügehilfselements, das an der Fügestelle mit einem Halteabschnitt in ein Durchgangsloch im zweiten Bauteil eingepresst ist. Das Durchgangsloch kann z.B. durch Schneiden oder Stanzen